Tratamento de Esgotos Domésticos - Jordão Pessoa - 6 Ed

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<p>Paul Harremoes da Teve, - uma capacidade extraordinária mor no cérebro à reclusão is escudeiros", e mais que tudo, uma em suas palestras, em seus trabalhos Sumário sabem que sua ausência deixa hos que seguem seus ensinamentos e ples de Pacheco Jordão CAPÍTULO 1 Poluição das Águas e Saneamento 1 1.1 - Conceito 1.2 - Poluição dos Corpos D'água 7 1.3 - Poluentes em Potencial 10 Tratamento de Esgotos e Proteção Ambiental 17 Referências Bibliográficas 17 CAPÍTULO 2 Parâmetros de Qualidade 19 - Conceito 19 2.2 - Exigências Legais 19 2.3 Core Turbidez 20 2.4 Absorvância e 22 2.5 Temperatura 22 2.6 Acidez, Alcalinidade 23 2.7 - Cloretos 24 Sulfatos e Sulfetos 24 2.9 - Nitrogênio e Fósforo 25 2,10 DBO e DQO 28 2.11 Óleos e Graxas, e Surfatantes 3) 2.12 Sólidos 32 Microorganismos 33 Tóxicas 34 Referências 35 CAPÍTULO 3 Características dos Esgotos 37 3.1 - Conceito 37 - 38</p><p>45 51 CAPÍTULO 7 Físicas do Esgoto 66 A Nova Estação de Tratamento Quimicas 135 3.4 Caracteristicas 70 7.1 Introdução 135 Esgotos Exigências Tecnológicas 135 Referencias 7.3 Exigências da Economia 138 7.4 Anseios da comunidade 139 APÍTULO 4 71 7.5 A Tecnologia Custos da ETE dos Cursos D'água 145 71 7.7 Área para a ETE 145 71 Localização da ETE 4.1 - Introdução 145 72 7.9 Operacionalidade 149 74 Referências 4.3 Mistura Autodepuração Inicial dos Cursos 149 76 4,6 - Consumo de Oxigênio (Desoxigenação) Balanço de Oxigênio 77 CAPÍTULO 8 84 Fontes de Oxigênio 88 Remoção de Sólidos Grosseiros 151 Curva de Depleção de Oxigênio 8.1 Conceito Referências 8.2 Finalidades Características das Grades de Barras 152 8,4 Tipos de Grades de Barras 157 APÍTULO 5 93 Características do Material Retido 165 ocesso e Grau de Tratamento Condicionamento do Material Removido 165 8.7 Destino do Material Removido 166 5.1 Operações Unitárias 94 8.8 Funcionamento hidráulico das grades 167 5.2 Processos de tratamento 96 8.9 Dimensionamento 167 5.3 Classificação dos processos 8.10 Recomendações da ABNT 171 5.4 Tratamento da Fase Sólida (Lodo) 112 8.11 Exercício de Aplicação 172 5.5 Grau de Tratamento 115 Peneiras 175 5,6 Legislação Ambiental 120 Referências 181 5.7 A Estação de Tratamento 120 Referências CAPÍTULO 9 Remoção de Areia 183 APÍTULO 6 121 9.1 Conceito 183 alanço de Massa 9.2 Finalidade 183 121 Características 184 Conceito 121 9.4 Caixa de Areia Prismática Retangular por Gravidade 191 6.2 Execução do Balanço de Massa 9.5 Caixa de areia Prismática Quadrada por Gravidade 201 6.3 Premissas Básicas 131 9.6 Caixas de Areia Tipo "Vortex" Balanço para toda a ETE 133 Caixa de Areia Aerada Referências Bibliograficas 9,8 Operação das Caixas de Areia 206 xvii</p><p>209 210 9.9 Perturbações na Operação CAPÍTULO 13 9,10 Avaliação de Desempenho 212 Adensamento do lodo 2 Referencias 13.1 Conceito 2 13.2 Finalidade 2 CAPÍTULO 10 213 13.3 Tipos de Adensadores 2 Remoção de gorduras e sólidos flutuantes 213 Adensamento por Gravidade 2 213 Adensamento por Flotação 3 10.1 Conceito 13,6 - Adensamento por Centrifugação 3 Finalidade 214 13.7- Adensamento por Mesas de Esteira 3 10.3 215 Referências 3 10.4 Funcionamento 215 10.5 Caixas de Gordura 217 Tanques Aerados com Ar Comprimido 218 CAPÍTULO 14 10.6 10.7 Tanques Aerados com Ar Dissolvido DAF 227 Digestão do Lodo 30 Referências 14.1 - Conceito 3 14.2 Digestão Anaeróbia 3 CAPÍTULO 11 14.3 Digestão Aeróbia 229 Referências 3 Remoção de Sólidos Sedimentáveis 229 11.1 - o 229 CAPÍTULO 15 11.2 11.3 Tipos Sedimentação Discreta Princípios Físicos para as Individuais de sedimentação 230 Estabilização Química 33 234 11.4 Tanque de Sedimentação Ideal 235 15.1 Conceito 33 15.2 Reações Químicas 34 11.5 Taxa ou Vazão Superficial 239 11.6 Determinações Experimentais da Taxa de Vazão Superficial 15.3 Opções e Formas de Aplicação 34 240 15.4 Eficiência 34 11.7 Sedimentação Floculenta 247 Critérios de Projeto 34 11.8 Decantadores Primários 275 Aspectos Econômicos 34 Referências Referências 34 CAPÍTULO 12 CAPÍTULO 16 277 Tratamento Primário Quimicamente Assistido CEPT Remoção da umidade do Lodo 349 277 16.1 Conceito 34 12.1 - Conceito 277 16.2 Leitos de Secagem 35 Histórico 278 16.3 Lagoas de Secagem Aplicação de Reagentes 281 Secagem Mecanizada 37 Eficiências 284 16.5 Tubos Flexíveis 12.5 Geração de Lodo 285 16.6 Secagem Térmica 385 Taxa de Vazão Superficial 285 Incineração Vantagens e Desvantagens Referências 390 12.8 Aspectos de Custo 12.9 Exemplo de Dimensionamento Referências xix</p><p>de 391 CAPITULO 17 de Final - de Carpa de na Operação we 19.13 do Desempenho 19.14 Restores de (RBC) em Suspenso de as de de de CAPÍTULO 20 Processo Lodos Ativados 513 20.1 Definição de Arivados do Processo de CAPITULO 18 E Final 449 do de 521 de Processo 2011 m do se - and do de CAPÍTULO 19 Aderida Filtração 467</p><p>ULO 21 le estabilização 701 Dimensionamento 701 23,9 Polimento do Efluente Tratado Conceito e Classificação 702 Referências 853 e Aplicabilidade das Lagoas 703 Lagoas Anaeróbias 706 CAPÍTULO 24 agoas Facultativas 711 Desinfecção em Série Sistema Australiano 742 855 24.1 - Conceito Lagoas de Maturação 743 855 24.2 Organismos Patogênicos e Indicadores Remoção de Helmintos 750 855 24.3 Padrões de Qualidade Aspectos Construtivos 750 856 Padrões para Uso Agrícola Operação 775 859 Microorganismos e Tratamento 859 Manutenção 786 24.6 Cloração Despejos Industriais 860 787 Compostos Utilizados na Cloração 878 Estimativa de Custo 787 24.8 Radiação Ultravioleta Avaliação do Desempenho 788 24.9 Desinfecção com Ozona 898 789 Referências 898 ULO 22 CAPÍTULO 25 eradas 793 Contribuição de Despejos Industriais 901 onceito 25.1 Conceito 793 901 aracterísticas das Lagoas e Aplicabilidade Águas de Rejeito de Processo 793 902 Efluentes das Águas de Utilidades ipos de Lagoas Aeradas 902 795 Águas Pluviais Contaminadas Iguns Casos da Experiência Brasileira 908 798 - Águas Pluviais Não Contaminadas quipamentos de Aeração 903 799 25.6 - Esgotos Sanitários 903 mensionamento 805 Outras Fontes 904 de Oxigênio 816 25,8 Segregação dos Despejos 904 goa de Sedimentação 823 25.9 Minimização de Rejeitos 904 825 25.10 Características dos Despejos Industriais 905 25.11 Resíduos Perigosos 907 25.12 Lançamento de Efluentes na Rede Pública 909 LO 23 Referências Bibliográficas 912 Anaeróbios Reatores UASB 827 CAPÍTULO 26 827 os de Reatores 828 Custos das ETEs 915 icabilidade a Esgotos Domésticos 828 26.1 - Introdução 915 tores ou ou RAFA Curvas de Custo 915 imetros de Projeto 833 26.3 Segregação dos Custos 916 e Descarte de Lodo e Manejo do Gás xxiii xxii</p><p>917 26.4 de opções custos a valor presente 919 26.5 Custos de implantação 925 Referências CAPÍTULO 27 927 Apoio Cultural e Energia 927 27.1 Conceito Os Gases e o "Efeito Estufa" 928 928 27.3 Geração de Energía e Energia Elétrica 929 As seguintes empresas participam do lançamento deste livro, 27.5 Aproveitamento do para Energia Elétrica 932 os autores, contribuindo para o desenvolvir 27.6 Aproveitamento do Gás para Calorífica 939 profissional dos engenheiros e técnicos nacionais, 27.7 Cogeração de Energia 940 e para o crescimento da engenharia na Aquecimento dos Digestores Transmissão direta de Energia Mecânica 943 Escolha do Aproveitamento 943 27.11 Gerando mais Gás 944 ÁGUAS DO BRASIL Referências 945 CASAGRANDE ENGENHARIA E CONSULTORI CENTROPROJEKT DO BRASIL CONEN INFRAESTRUTURA URBANA CAPÍTULO 28 EQUIPAMENTOS HEMFIBRA TECNOLOGIA EM SANEAMENTO Controle de Odores 947 KOCH MEMBRANE SYSTEMS 28.1 Introdução 947 PAM SAINT GOBAIN PARKSON DO BRASIL Compostos COV 948 PIERALISI DO BRASIL 28.3 Caracterização PROACQUA PROCESSOS DE SANEAMENTO ⑉ Limites legais e efeitos sociais 95) AMBIENTE DE NOVA FRIBURGO Controle de emissões gasosas e mitigação dos odores 952 STAM Cobertura de unidades e edificações 954 Tratamento de fase gasosa e gases residuais 956 Referências 966 Anexos Anexo I - Fatores de Conversão 967 Anexo II Teor de Saturação do Oxigênio Dissolvido na Água Destilada em função da temperatura (mg/l) 968 Apoio Cultural 969 xxiv</p><p>CAPÍTULO 1 Poluição das Águas e Saneamento 1.1 - Conceito A História tem demonstrado que a fixação do Homem. em qualquer região, sido uma função das disponibilidades, quantitativa qualitativa, das fontes de energia neces- sárias à sua Estas fontes de energia existem sob diversas modalidades, as principais sendo: luz e As duas primeiras, luz solar ar, não têm sido fator preponderante no estabelecimento de Existem em abundância e e não constituído o principal problema. A energia em forma de água e de alimento, no entanto, mostrado como princi- pal condição imposta pelo Homem para sua permanência nas mais inóspitas regiões do globo. Destas duas, a água tem sido o primeiro fator na fixação do Homem e formação de novas Por isto mesmo, a água é responsável pela existência de comunidades próximas às suas fontes, e assume importância Homem, no entanto, é, até certo ponto, um sua eficiência consumir a energia não é total, e em consequência resultam desta utilização diversos tipos de residu- entre os quais esgoto; lixo: e particulas na atmosfera. instinto e a necessidade que levam o Homem a se fixar às fontes de energia e muitas vezes de longas não figuram igualmente importan- les no momento de medir a necessidade de afastar ou condicionar os resíduos refugados pelo organismo e pela própria</p><p>Historicamente verifica-se fontes de energia e os em um comodismo natural que possibilita humanos, um decorrendo, contato embora entre as de fontes de energia cada vez mais impuras, a ponto de se Uma comunidade passa por níveis de inquietação geralmente quando o agravamento um consumo inadequadas à vida. A fig. representa este tipo de das condições de poluição levam aquelas fontes de energia a estados impuros, quase versíveis, ou economicamente instinto de autoconservação levou então as vimento dos num resíduos grau extremo, gerados pelo Homem sobre suas próprias fontes de energia. comunidades a estabelecerem sistemas de defesa que são os sistemas de controle de polui- ção, os sistemas de aproveitamento de e os sistemas de Evidentemente, estes sistemas se desenvolvem em função do estabelecimento de pro- priedades relativas às fontes de energia mais usadas, tais como: sistemas de abastecimento de sistemas de coleta de esgotos; sistemas de limpeza urbana; sistemas de processamento de e AR sistemas de controle de É oportuno, estabelecido este conceito genérico, transcrever a definição de saneamen- to, adotada pela Organização Mundial de Satide: é o controle de todos os fatores do meio físico do Homem que exercem ou podem exercer efeito contrário sobre seu bem-estar social, ou É igualmente oportuno definir, ainda, segundo a o conceito de saúde: "Saúde é um estado de completo bem-estar físico, social e mental, e não apenas a ausência de doenças". De acordo com esses conceitos, saúde e sancamento se relacionam Dois comportamentos interessantes da taxa de mortalidade infantil, verificados na Região Me- tropolitana de São Paulo, e no Brasil, espelham bem esse o mostrado na figura 1.2. faz ver como se correspondem as curvas do coefi- ciente de mortalidade infantil e da porcentagem da população abastecida na Região tropolitana de São Paulo no período 1960-1981. Num período inicial (1960-1971) houve um grande incremento da mortalidade sem que qualquer ação significativa ocor- Fig. 1.1 resse nos sistemas de saneamento básico Região Metropolitana. A partir de 1974 ocor- rem grandes investimentos em melhoria do sistema de abastecimento dágua, que passa a atender de 60% da população urbana, a 95% em correspondendo um sensivel de- créscimo nas taxas de mortalidade que se reduzem de 95 para 55 mortos por 1000 Convencionou-se chamar a ação da matéria rejeitada sobre as fontes de de nascidos Embora não se deva atribuir a diminuição da taxa de mortalidade infantil poluição do meio unicamente à melhoria das condições de saneamento já que outras medidas de Segundo definido na Lei Federal que dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambi- medicina preventiva e educação sanitária são adotadas em paralelo, é inegável que abas- ente entende-se por poluição a "degradação da qualidade ambiental resultante tecimento dágua e coleta de esgotos sanitários constituem antes de mais nada um proble- de atividades que direta ou ma de saúde pública. prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população: segundo indicador relativo à taxa de mortalidade infantil compara os resultados dos criem condições adversas às atividades sociais e Indicadores de Dados Básicos do Ministério da Saúde com as afetem desfavoravelmente a biota; informações do Sistema Nacional de Informações de Saneamento lancem afetem as condições ou sanitárias do meio e como mostrado na Tabela 1.1. Há uma nítida visão de melhores indicadores de mortalidade nas regiões melhores servidas por saneamento Entre as diver- matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais sas causas da mortalidade infantil destacam-se as doenças diarréicas, motivadas pela au- sência de saneamento básico. 3 2</p><p>100 Não obstante os valores existe uma tendência de 95 Mas muito ainda há a ser feito para que o Brasil se iguale aos bem atendidos em saneamento, como a Suécia, por exemplo, cujo coeficiente é di 90 Em relação a tratamento de esgotos, as estatísticas oficiais (Ref. 1.3) mostram o Brasil como um todo apenas 34,6% dos esgotos coletados são tratados, o 85 corresponder a apenas cerca de 15% dos esgotos gerados pela população urbana 80 vergonha! Banco Mundial (ref. agrupa as infecções relacionadas com 75 de uma perspectiva ambiental, juntando os tipos de doenças de acordo com 70 vos grupos de transmissão no meio ambiente (tabelas 1.2 e 1.3). Observando-se tégias principais de controle" dessas tabelas, verifica-se a importância da col 65 destino final adequado das águas servidas, que os capítulos seguintes deste livi ram analisar sob o enfoque do tratamento dos esgotos 60 55 TABELA 1.2 CLASSIFICAÇÃO AMBIENTAL DE INFECÇÕES RELACIONADAS COM EXCR 50 DOENÇAS FORTEMENTE DEPENDENTES DE ASPECTOS DE 1000 TO 71 75 77 HIGIENE PESSOAL E ABASTECIMENTO DE ÁGUA Evolução da taxa de mortalidade infantil e da população abastecida de água na Região Categoria Características Infecções Focos dominantes Estratégias prin Metrpolitana de São Paulo (*) de transmissão de controle Enteroblase, Contaminação Abastecimento baixa dose por vírus doméstico de infecciosa (100 himenoleplase, contaminação educação organismos) doméstica melhores TABELA 1.1 moradia, balantidiase SANEAMENTO BÁSICO E MORTALIDADE INFANTIL disponibilidade privadas Não-latente, Febre Contaminação Abastecimento Região Abastecimento Dágua Coleta de Esgotos Mortalidade Infantil média ou alta doméstico de % % (p/1000 nasc. vivos) dose shigelose, contaminação educação sanità Brasil por E. doméstica, melhores 43,2 20,0 yersin contaminação moderadamente lose, por da disponibilidade persistente e campylobacter contaminação privadas, tratam Norte 57,6 5,6 possível de da lavoura antes do afastan Nordeste multiplicação ou reutilização 68,0 18,9 28,7 Sudeste (*) Latência: necessita algum de 90,3 66,6 14,6 de em Sul 86,7 32,4 12,9 (*) Ref. 1.3 89,5 (Ref. 44,8 16,5 5 4</p><p>CLASSIFICAÇÃO AMBIENTAL DE INFECÇÕES RELACIONADAS COM EXCRETAS DOENÇAS DEPENDENTES SANITÁRIOS DE SISTEMAS DE COLETA DE ESGOTOS 1.2 Poluição dos Corpos Dágua Focos dominantes de transmissão o lançamento indiscriminado dos esgotos nos corpos sem pode de controle causar vários relacionados na Tabela Latente e Contaminação do de Estes inconvenientes se apresentam com ou menor de com mas contaminação dos tratamento os efeitos adversos que podem causar aos usos benéficos das a sem hospedeiro antes da causada aos corpos dágua pelo lançamento de esgotos sem tratamento, ou parcial campos, de esgotos mente tratados, é função das alterações da qualidade ocasionadas no corpo das de contaminação da implicações relativas às limitações aos usos da lavoura Latente e Contaminação do Disponibilidade de persistente, privadas, tratamento INCONVENIENTES NOS CORPOS CAUSADOS PELO LANÇAMENTO DE tendo contaminação dos antes da disposição ESGOTOS NÃO TRATADOS porcos por campos, de esgotos terra, contaminação da inspeção da came 1 de comida animal Matérias causam a depleção do oxigênio contido nos antes do consumo o despejo deve estar na proporção da capacidade de assimilação do curso d'água em relação a um Contaminação de Disponibilidade de com águas superficiais 2 Matérias solúveis produzindo gostos e odores de privadas, tratamente (s) abastecimento de água. Exemplo: antes da disposição de contrule 3 Matérias tóxicas e lons Ex. cianetos, etc., aquático de hospedeiros geralmente o despejo desses é sujeito a uma regulamentação capar de controle de estadual federal; apresentam problemas de toxidez de transferência através da alimentar. cozimento de paragonimiose 4 Cor do ponto de vista Exigem trabalhos e maiores às estações de tratamento Filariose de 5 Elementos nutritivos (nitrogênio e aumentam a outrofização dos lagos relacionadas com Reprodução de e quando dos nan áreas de lazer e excreta insetos em locais dos por Culex contaminados por de reprodução dos 6 refratários Formam espumas nos não são removidos todas as nos tratamentos 7 Oleo e matérias os regulamentos exigem geralmente sua completa que podem ser eliminação indesejáveis interforem com a decomposição por moscas baratas Acidos neutralização exigida pela dos (*) interferem com a decomposição biológica o com a vida de de 9 Substâncias que odores na com a (*) produção de e 10 Matérias bancos de lama nos rios e nas canalizações de 11 poluição térmica conduzindo esgotamento do oxigênio dissolvido (abaixamento do valor de 7 6</p><p>1.2.1 Fontes de poluição de esgotos domésticos não constitui necessariamente a única, ou princi. pal, o fonte lançamento de poluição nos corpos É possível relacionar como principais fontes de de poluição por descarga sólida, originada pela erosão do À medida que a ativida- de humana desbasta a vegetação protetora do solo, o efeito do escoamento superficial poluição as seguintes (Ref. 1.6): no arraste de areia, argila, matéria sólida em suspensão, se torna fontes águas de áreas 1.2.1.2 Poluição por contribuição de áreas agrícolas servidas ou e cultivo do solo para agricultura pode gerar diversos tipos de poluição das fontes diversas. alguns sem importância sanitária maior, como o aumento de descarga sólida, outros com Estas diversas fontes de poluição se apresentam com maior ou menor de implicações sanitárias, como a contribuição de pesticidas, herbicidas, fertilizantes, agro- A forma do manejo do solo agrícola causará maior ou menor contribuição deste acordo com locais, incluindo a a topografia, o uso do solo, a tipo de ocupação ordenada do território, a cultura, as condições e os recursos Além dos problemas de causados por pesticidas e deve-se cha- tecnológicos para controle da mar atenção para a contribuição de nutrientes dos fertilizantes, que após lançados ao solo, No Brasil, o lançamento indiscriminado de esgotos domésticos não tratados é ainda a muitas vezes em escesso, alcançam os corpos dágua, seja como água de irrigação de retor- principal fonte de poluição dos corpos dágua. Segundo estimativas do SNIS-2003 (ref. no, ou como água do escoamento superficial, após as 1.3) embora o percentual de coleta de esgotos seja da ordem de apenas 27% dos esgotos gerados são tratados, o que representa um número e mostra o longo Poluição por contribuição de águas servidas urbanas caminho a percorrer em matéria de tratamento. A contribuição clássica da poluição é formada pelas residuárias da atividade urbana: 1.2.1.1 Fontes naturais de poluição esgotos esgotos industriais: As fontes chamadas "naturais" têm na verdade muito pouca, ou mesmo nenhuma rela- esgotos ção com atividade humana: lodo das estações de tratamento de água. a que cai sobre uma coleção hídrica pode vezes substancialmente, com uma variedade de constituintes ácidos, ou material parti- Os dois primeiros tipos de poluição urbana se caracterizam como fontes pontuais, culado, metais, nutrientes, etc. Estes poluentes podem ter origem natural como pela localizadas e bem identificadas, responsáveis por significativa depleção do nos ação erosiva do vento, ou uma ação vulcânica ou podem ter origem a partir de ativi- cursos dágua, e contribuição de sólidos, organismos nutrientes, e no caso dades industriais, em que a poluição atmosférica industrial gerada em determinada dos esgotos industriais em particular, ainda a contribuição de e de diversas subs- localidade se transforma em poluição trazida pelas e pelo vento, Nos capítulos 2 e 3 são apresentados os de qualidade e as gindo mesmo outras localidades cas dos esgotos, que de acordo com a vazão e grau de tratamento alcançam os corpos de minerais dissolvidos: as águas ao escoarem até o ponto de afloramento dágua com maior ou menor carga e captação apresentar concentrações excessivas de minerais al- Os esgotos através da rede de drenagem urbana contribuem de forma guns podendo causando simplesmente efeitos desagradáveis, como dureza por exemplo, outros não pontual para a poluição das e podem apresentar um impacto significativo sobre dissolução apresentar alguma toxicidade ao corpo d'água; o meio Aos esgotos pluviais estão muitas vezes ligados esgotos sanitários de tação em contato de vegetação: produtos resultantes da dissolução ou lixiviamento da vege- muitos imóveis, nem sempre protegidos por uma unidade adequada de fossa cons- tituindo uma carga adicional importante. Além dessas ligações muitas delas água uma com a água, costumam exercer forte demanda de de muitos con lagos elevada é o caso, por exemplo, do rio Negro, no estado oxigênio, do e clandestinas, há que se referir às águas pluviais que drenam áreas de favelas ou carentes, onde a limpeza pública e a coleta de lixo não são regularmente Nessas áreas a floração sujeitos a ao decaimento e dissolução da lavagem das após as chuvas constitui contribuição equivalente à de esgotos no natural em lagos floração e rios, de organismos aquáticos pode ocorrer como um escoamento como um processo de sendo acelerado já após a contribuição da atividade Em países com tecnologia bem desenvolvida se tem dado especial ao controle de extravasamentos da rede coletora combinada, quando este é o caso (esgotos domésti- superficial: o escoamento agora rico em natural, contribui com uma 9 8</p><p>cos e pluviais coletados em um interceptor Nesses casos se dispõe de res de vazão de diversos tipos, e alguma vezes de bacias de acumulação e sistemas de tratamento localizados, com o objetivo de reduzir este tipo de b) quanto à forma: Uma forma antiga de poluição localizada das águas, à qual já se vem dando maior sólidos: areia, cascalho, argila, cinzas, lodo, lixo, atenção, é aquela gerada pelo retorno ao do lodo das estações de tratamento de líquidos: esgotos sanitários, industriais, pluviais, lixiviados de de Este lodo é basicamente pelo coagulante utilizado na coagulação e aterros: e pelos sólidos sedimentados que na água bruta se apresentavam como gasosos: emitidos para a atmosfera, eventualmente às coleções areia e sólidos em suspensão, além de bactérias e organismos, e pela água de lavagem dos c) quanto ao tipo em geral: Exigências ambientais mais recentes conduzido ao projeto de unidades de substâncias tóxicas que afetam a condicionamento e desidratação do lodo produzido, para permitir um destino final ade- substâncias que afetam a qualidade quado. substâncias que substâncias químicas 1.2.1.4 Poluição por causas diversas matéria sólida; Além das fontes de poluição relacionadas, outras de diversas naturezas podem ocor- organismos transmissores de substâncias e de a percolação das águas drenando áreas de mineração, em calor. de ou abandonadas, contribuindo com cargas significativas de ácidos, metais, etc.: si- tuações são encontradas nos estados de Santa Catarina e Minas 1.3.1 Substâncias tóxicas afetando a saúde de de aterros o lixiviado dos aterros sanitários de lixo ou de recebimento de despejos perigosos, pode apresentar uma contribuição de Substâncias tóxicas derivam principalmente da contribuição de despejos e poluição tipicamente orgânica, no primeiro caso, e tipicamente no segundo de águas de áreas As normas de potabilidade do Ministério da Saúde apresen- Este tipo de poluição pode comprometer os correspondentes, por longos pe- tam a seguinte classificação (Ref. 1.8): e os rios aos quais são compostos inorgânicos que afetam a saúde: chumbo, reservatórios de acumulação: a construção de reservatórios, para quaisquer finalida- fluoretos, prata, etc. des, como geração de energia, abastecimento de água, etc., pode produzir uma deterio- compostos orgânicos que afetam a saúde: aldrin, benzenos, clordano, ração na qualidade da água, que eventualmente não existiria se o reservatório não endrin, lindano, tetracloreto de carbono, vesse sido e o escoamento se desse no antigo leito do Podem ocorrer toxafeno, trihalometanos. etc. de floração de algas, acumulação de descargas ana- da camada de fundo do reservatório (e nesse caso, quando ocorrerem A presença de substâncias tóxicas nos corpos dágua causa impactos altamente desfa- gas de fundo, o impacto da concentração nula de O.D. no rio, a jusante, será voráveis e indesejáveis, interferindo diretamente com a vida afetando a saúde das populações que a água ou se alimentam de peixes daquelas coleções hidri- cas. A ação contrária à saúde pode-se dar em très através de efeitos imediatos e de curta com efeitos crônicos pela acumulação no organismo por longos períodos de tempo: e com consequências genéticas para gerações 1.3 Poluentes em Potencial Recentemente se tem dado maior atenção à formação de compostos como sub- Poluentes em potencial podem ser classificados (Ref.1.6 e produtos da desinfecção pelo cloro, os Este aspecto é particularmente abordado no 24. a) quanto à sólidos em flutuantes, compostos fungos, radioativos: organismos e patogênicos. 11 10</p><p>1.3.2 Substâncias que afetam a qualidade organoléptica A qualidade organoléptica cor. odor, sabor das pode diversas ser afetada fontes por de várias poluição compostos, cuja agentes presença pode ser proveniente cloretos, alumínio, cobre, apresenta- 2 4 6 10 12 14 16 das (Ref.1.8): Concentração zinco, etc. Africa de Américas 1.3.3 que consomem oxigênio São Lourenço Mississipi A presença de oxigênio dissolvido no corpo dágua é fundamental para a manutenção Columbia Grande vida De forma os rios requerem cerca de pelo menos 50% da da tração de saturação de oxigênio dissolvido que é função da temperatura e da altitude Asia Ganges Krishna para o desenvolvimento de peixes de melhor qualidade. Isto significa manter uma tração mínima de O.D. no entorno de 4 mg/l. Huanghe Por sua o lançamento da poluição nos corpos dágua tem efeito justamen- Murray oposto: gera uma demanda bioquímica de oxigênio sobre a disponibilidade de no corpo de modo a satisfazer as necessidades impostas por Europa quais utilizam a matéria orgânica lançada e os compostos químicos orgânicos como fonte de energia para seu desenvolvimento. Os processos da decomposição biológica, mando os poluentes em compostos mais simples, matéria estabilizada Glama e gases, se dá às custas da depleção do oxigênio dissolvido no corpo dágua, chegando eventualmente a condições de anaerobiose e perda da vida As características dos esgotos e do corpo receptor, bem como os objetivos de qualida Fig. 1.3 Oxigênio dissolvido em rios do mundo de e de uso da água, determinarão o grau de tratamento tal como apresentado nos capítulos A Figura 1.3 mostra as faixas de oxigênio dissolvido medidas em alguns rios impor 1.3.4 Substâncias químicas refratárias tantes e de grande vazão no mundo (Ref.1.9). A situação de qualidade, devida à poluição De forma oposta aos poluentes orgânicos os quais se orgânica das substâncias que consomem tem sido crítica nas regiões metropoli ainda que consumindo o oxigênio dos corpos dágua, outros tipos de substâncias e com- tanas do Os rios que circundam a Região Metropolitana de São Paulo postos orgânicos se comportam com a de não se decomporem através da Pinheiros, Tamanduatei e os rios que na Região Metropolitana do Rio de Janeiro atividade ou de apresentarem uma muito lenta São por guam na baja de Guanabara para citar dois casos marcantes se isso mesmo conhecidos como poluentes refratários ou persistentes, se acumulam no meio como canais de esgoto a céu aberto, com cor negra típica das condições de e podem atingir concentrações elevadas e perigosas na e na vida O.D. praticamente nulo, produção de gases mal cheirosos, e ausência de vida Pode-se apresentar duas categorias desses poluentes os que não causam riscos imediatos à saúde, mas efeitos como é o Nesses corpos dágua a principal fonte de poluição ainda é a matéria orgânica presente caso de detergentes sintéticos não ocasionando produção de espuma nos esgotos domésticos não tratados, corpos dificuldades no tratamento, e eventualmente impactos à vida e os que apresentam graves riscos à como é o caso de vários pesticidas e compos- tos que praticamente não sendo biodegradáveis, se acumulam na cadeia ali- mentar e são absorvidos no organismo em concentrações maiores do que as de seu lançamento inicial no corpo 13</p><p>1.3.5 Nutrientes e fósforo sido caracterizados como os nutrientes que limitam a formação de depósitos de lodo; Nitrogênio de crescimento biológico, o primeiro principalmente em vários estuários, e o segundo geração de maus odores (por condições anaeróbicas em depósitos de dade cipalmente em Na os organismos hidrogênio, requerem nitrogênio, elementos enxofre, em diversas e traços diminuição do volume de lagos, a estimativa de da baía de Guanabara é de 7.000 diários, devido à contribuição do transporte de vários outros. como o desenvolvimento de qualquer organismo é assim dependente da dispo- dos rios e lançamento de esgoto bruto); às operações portuárias e de e nibilidade destes elementos diversos outros o caso mais conhecido da poluição devida a nutrientes específicos é o da alta tividade de algas em lagos e reservatórios de água doce. Em condições normais, de Capítulo 11 apresenta especificamente a da remoção de sólidos sedimen- cia de poluição, alguns elementos nutrientes estarão faltando, ou estarão presentes em táveis nas estações de tratamento. quantidade insuficiente para atender as necessidades do crescimento biológico. mento restritivo ao crescimento é chamado "fator limitante". ou "nutriente Quando esgoto doméstico não tratado, por exemplo, ou águas pluviais ricas em 1.3.7- Organismos transmissores de doenças ção orgânica, alcançam o lago ou o o nutriente presente adicionado nesse conceito técnico de contaminação e poluição, indica o estado de "contaminação" caso, o a restrição ou o fator limitante, e permite a produtividade das quando ocorre a presença de substâncias tóxicas ou de organismos patogênicos (que trans- algas, muitas vezes de forma excessiva, com desagradáveis, de natureza mitem doenças de veiculação hídrica) oferecendo riscos à saúde da população. o estado estética e ambiental. A este se denomina "eutrofização". de "poluição" por sua vez se caracteriza pela presença de poluentes que afetam apenas os Fenômeno semelhante pode acontecer nas baías e estuários, podendo o nitrogênio vir aspectos e a ser o principal fator limitante. A contaminação das águas pela presença de diversos organismos bactérias, protozo- A correção destas situações é realizada através de um grau de tratamento mais ários, vermes, vírus chamados nesse caso genericamente de patogênicos, traz ências indesejáveis não apenas de natureza de saúde pública como também econômica, chamado terciário, ou da adoção de um processo biológico de tratamento mais comple- como: to, com remoção de nitrogênio ou de fósforo, como se apresenta no Capítulo 20. a maior incidência de o aumento da mortalidade a redução da produtividade; 1.3.6 Matéria sólida a redução da vida média; o aumento de custos hospitalares; e A presença dos diversos tipos e formas da matéria sólida é discutida nos capítulo os incômodos próprios das onde os sólidos são classificados em função das dimensões das e da bilidade, como: As doenças associadas ao uso da água podem ser classificadas em dois grandes gru- sólidos em pos: sólidos sólidos a) de contato direto: sólidos a água ingerida diretamente na dieta; e sólidos e a água utilizada no corporal, ou que entra em contato com a pele (na verdade sólidos não com algum ferimento exposto na pele) das lavadeiras às margens dos rios, dos dos trabalhadores rurais, etc. Os efeitos da poluição pela matéria sólida são vários: b) de contato aumento da a água empregada na limpeza dos e impedimento à penetração da luz no corpo dágua (necessária para muitos a usada na rega de hortaliças ou nos criadores de e produção de O.D.): formação de escuma superficial (impedindo a penetração da a transferência de oxigênio, e causando estética desfavorável): 15</p><p>Qualquer dos agentes das doenças infecciosas podem atingir o 1.3.9 Calor humano via A poluição térmica, proveniente das águas de refrigeração ou outras via apresenta dois inconvenientes principais: lançamento indiscriminado corpos contribui com de esgotos domésticos sem tratamento, quantidade ou mesmo signi- trata. aumenta a taxa de desoxigenação nos corpos (maior atividade e diminui capacidade de transferência de oxigênio da atmosfera para o corpo o mas sem chamado apropriada. "grupo pos entre os quais agentes específicos reduzindo sua concentração de ficativa de organismos do hidrica podem estar presentes. A estimativa de contribuição de das de veiculação é de a e de totais de 10° a série no esgoto fecais 21 aborda o tratamento de lagoas de maturação cloração em e outras para remoção de o principais doenças de e o veiculação Capítulo 24 desinfecção por via pela oral. e os respectivos agentes 1.4 Tratamento de Esgotos e Proteção Ambiental As Existe hoje uma grande preocupação em relação ao grau de tratamento e ao destino são: final dos esgotos, a suas sobre o meio à qualidade das febre salmonella seus usos Hoje em este é um assunto que chama a atenção não apenas dos febre salmonella engenheiros, especialistas e técnicos, mas igualmente das organizações ambientalistas cólera vibrio comunitárias, e da bacilar Tendo em conta este aspecto, os estudos, projetos, relativos ao tratamento e amebiana entamoeba à disposição final dos esgotos, deverão ser precedidos de cuidados especiais que garan- hepatite infecciosa da hepatite; tam o afastamento adequado dos esgotos, e igualmente a manutenção e melhoria dos usos poliomielite da poliomielite; e da qualidade dos corpos receptores. Os capítulos seguintes deste livro procuram abordar de forma e objetiva os No caso de transmissão por contato direto, a doença do tipo mais processos e a respectiva tecnologia de Tanto os aspectos de projeto como os importante e difundida é a esquistossomose ("schistossoma que constitui no de operação são analisados, recomendando-se ao leitor e ao estudioso que, em cada Brasil um dos mais graves problemas de saúde pública. tulo, tenha em mente os objetivos primordiais do saneamento, da saúde pública, da Além das doenças de veiculação típicas dos países pobres, outras existem em proteção que a água pode ser um veículo indireto, sendo o "habitat" para os vetores que as transmi- da: amarela; Referências Bibliográficas 1.1 Lei Federal n° 6.938, de 31 de agosto de "dispõe sobre a Política Nacional do Meio 1.2 zes Na referias literatura como inglesa estas doenças de países pobres, sem saneamento, são muitas ve- Indicadores e Dados Básicos, Indices de Mortalidade, Ministério da 1.3 Sistema Nacional de Informações de Min das Em localidades os 3D: ou os 3F: R. "Technical and Public Health Aspects of Low Cost Sanitation do Brasil, muitas das doenças adquirem Programme Planning". Journal of Tropical Medicine and sendo comum existir, às vezes, mais de de veiculação metade da hídrica população. W. W "Water Quality Engineering for Practicing Barns & Noble, USA, 1.3.8 Poluentes radioativos J. "Water Quality and Its John Wiley, 1980 1.7 JORDÃO P "Poluição das Fundação Estudos do Mar, 1.8 Ministério da Saúde Portaria GM 518 de Padrão de Constituem que Casos podem bastante se acumular na cadeia provenientes de fontes de geração de despejos 1.9 Organização Mundial da "Pollution and Genebra, 17 16</p><p>CAPÍTULO 2 Parâmetros de Qualidade 2.1 Conceito Parâmetros de qualidade são grandezas que indicam as características da água, ou dos esgotos, ou dos corpos dágua. Assim como as características, os são de natu- reza física, química ou Não se deve confundir os termos "parâmetro" "padrão" de Enquanto o primeiro tem o conceito acima enunciado, "padrão" constitui um valor do que não deverá ser excedido em determinado intervalo de tempo. No campo do tratamento de esgotos os de qualidade de são aqueles relacionados às exigências legais, e às necessidades para projeto, operação, e avaliação do desempenho das Evidentemente, interessará conhecer também os dos pos receptores, nos quais os efluentes tratados são A determinação destes segue as práticas indicadas nos "Standard Methods for the Examination of Water and Was- publicação da Water Environment Federation, USA (Ref. embora algumas cias estaduais de controle ambiental possuam pequeno número de ensajos capítulo 3 deste livro aborda objetivamente as características dos esgotos, e alguns aspectos descritos no presente capítulo poderão estar mais detalhados no seguinte. 2.2 Exigências Legais São os seguintes os principais textos legais, no Brasil, de natureza indicativos de e portanto de de qualidade: Resoluções CONAMA 357/2005 e 430/2011: definem a se manter nos cor- pos dágua, e padrões de lançamento de Resolução CONAMA define padrões de balneabilidade em corpos e Portaria 518/2004 do Ministério da Saúde: define o de Potabilidade para águas de Esta Portaria, embora diga respeito a qualidade de água para consumo, de interesse para uma visão global da qualidade dos corpos dágua, e dos cuidados relativos aos lançamentos de efluentes tratados em corpos receptores que poderão ser usados para abastecimento 19</p><p>340 2.3 Cor e Turbidez im- Estes dois são de interesse em relação ao aspecto ou quando o são efluente mais 300 particular quando se objetiva o reuso do esgoto de recreação portância tratado é lançado em corpos dágua onde os aspectos 240 A cor é causada por matéria em solução na enquanto "ver" a de uma é causada água com pela presença de matéria em suspensão. da Enquanto luz. é possível os apresentam sempre a turbidez impede passagem a cor A e turbidez. é indicativa da condição de chegada dos esgotos à séptico. ETE: será Em é deter- de tonalidade 120 100 marron ou cinza no esgoto e negra no esgoto em estado tubos de Nessler. dis- minada por métodos colorimétricos (tubos comparativos, chamados e 40 simulando vários graus de como o colorímetro de de platina (como cos A de valor igual a unidade uH é produzida por 1 mg em de solução. Não é usual a determinação destes como controle operacional ou nas salvo, no caso da para avaliação do efluente tratado secundário É usual adotar Fig. Turbidez NTU FAU principalmente quando for submetido à desinfecção por ultravioleta. visando determi- a turbidez como um de controle em de teste de jarro, a nação da dosagem ótima do reagente na coagulação A turbidez é determinada em (de Hellige. por exemplo) que usam o da refração à luz causada pelos sólidos em suspensão, ou em 240 o consta de um e adota o método baseado 220 na comparação da intensidade da luz espalhada pela amostra em condições definidas, com y 200 0,9027 a intensidade da luz espalhada por uma suspensão de padrão referência. No caso da leitura feita em esta é expressa em unidades 160 de turbidez (NTU). A turbidez de valor igual a NTU ou uT é produzida por mg de 140 em litro de 120 No caso da leitura realizada através de sua unidade é expressa em 100 unidades de atenuação da formazina e os valores determinados nos dois casos não são os assim importante conhecer a forma e unidade de determinação 60 A Figura mostra a relação determinada para a turbidez medida nessas 40 diferentes formas, pelo Laboratório de Meio Ambiente da Escola Politécnica da UFRJ 20 (LEMA, Ref. 20 40 120 220 240 A equação representativa é: FAU = 1,54 NTU + 12,71 Como a determinação da turbidez é muito mais simples e rápida do que a ção de Sólidos em é comum nas estações de tratamento, relacionar estes e avaliar SST a partir da A Fig. 2.2 mostra uma correlação deste Fig. SST Turbidez FAU determinada no LEMA/POLI-UFRJ (Ref. As meio leituras foram feitas em portátil modelo por de um Hach, modelo 21 20</p><p>atividade, de 25 a 35°C. Abaixo de 15°C a digestão anaeróbia praticamente não se 2.4 Absorvância e Transmitância em um determi- sa. A eficiência das lagoas de estabilização é intensamente afetada pela A A de uma solução ou de um efluente é a medida em de 254 em uma para As taxas de reação biológica k são afetadas por um coeficiente típico de tal ordem que a seguinte forma de equação se aplica, para as temperaturas nado extensão comprimento determinada. de onda. Normalmente que é absorvida é medida pelos em um constituintes em extensão de 1,0 Valores típicos indicados na literatura (Ref. 2.3) são: Estes coeficientes são discutidos objetivamente nos respectivos capítulos em que Esgoto 0,50 a aplicáveis. Esgoto secundário: 0,25 a A coleta de dados tem demonstrado que até a temperatura do ar de 28°C. aproximada- Esgoto secundário filtrado: 0,02 a mente, a temperatura do esgoto é geralmente um pouco superior que a temperatura ambi- Efluente de microfiltração: 0,15 a 0,30 ente. mesmo no inverno, uma vez que o esgoto gerado nas casas é levemente aquecido, e de osmose reversa: 0,05 a 0,20 escoa protegido por uma tubulação enterrada. Acima daquele valor a situação se Equações específicas medidas são apresentadas no capítulo 21. Sendo: = leitura final na solução (efluente) com os constituintes típicos: lo leitura inicial em água destilada; A absorvância, em unidades de pH, Acidez, Alcalinidade A o pH é definido como o logarítimo negativo da concentração de ion hidrogênio. o Estas mesmas determinações podem conduzir à determinação da transmitância pH do esgoto tipicamente varia entre 6,5 e Esgotos velhos ou sépticos tém pH inferior a uma solução ou de um sendo: T. % pH Valores típicos para a de um efluente de lodos ativados estão entre 68 e de lagoas de estabilização entre 27 e para 254 (Ref. o pH é um importante no controle operacional das estações de tratamento, A é particularmente importante nos casos da desinfecção por radiação principalmente na digestão e nos processos oxidativos (o pH influencia a velo- ultravioleta cuja eficiência depende deste parâmetro. Tipicamente é afetada pela presen- cidade da nitrificação no processo de lodos ativados, por exemplo). de sólidos em suspensão, mas também por alguns constituintes, principalmente com- A legislação estabelece também valores limites para lançamento dos esgotos nos cor- pos dágua, e os regulamentos das empresas concessionárias para lançamento nas redes postos de ferro e substâncias Vale lembrar que para a existência de vida aquática nos corpos dágua, requer-se uma faixa de pH de 6 a em Na forma mais simples o pH pode ser medido através do "papel de que em con- tacto com a amostra tem sua alterada para uma coloração correspondente ao pH res- 2.5 Temperatura pectivo. Na forma mais precisa utiliza-se um pHmetro, de mesa ou E usual ter-se eletrodos de medição do pH no canal de entrada de esgotos na ETE, nos tanques de aera- A temperatura é um parâmetro físico de grande importância, uma vez que afeta a e nos ração de oxigênio dissolvido nos corpos dágua (ver Anexo as taxas das reações A acidez e a alcalinidade são que se relacionam diretamente com o pH: gicas e das reações É particularmente importante no tratamento indicam a capacidade da água em resistir mudanças de pH (chamada capacidade tam- vendo os parâmetros típicos de projeto serem corrigidos de acordo com a pão). Estes são de particular importância no controle operacional do tratamen- Enquanto a concentração de saturação de O.D. diminui com o aumento de a atividade biológica cresce com o seu aumento, existindo uma faixa para 23 22</p><p>CEPT. A to digestão e na coagulação praticada a nos a presença em de Nitrogênio e Fósforo acidez por se relaciona à presença de gás carbônico Ambos são medidos e por nitrogênio está presente nos esgotos sob a forma de nitrogênio orgânico, bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos. nitrito, nitrato, ou gás 3 (Características dos Esgotos) aborda ade- laboratório, em mg/l de quadamente a presença deste nos esgotos, e o Capítulo 20 (Lodos Ativados) as etapas de nitrificação e no A nitrificação vem a ser da a nitrato, em duas fases inicialmente a oxidação da a nitrito, seguida de nitrito a Dois grupos 2.7 - Cloretos de microorganismos nitrificantes realizam este processo em presença de oxigênio dissol- presentes nos corpos dágua podem set originados intrusão pela de dissolução língua salina, de mi- por vido: as nitrosomas, as de acordo com as equações seguintes (Ref. Os do solo os quais a água esteve em contacto, por de áreas + + novas células (com presença de nitrosomas) nerais lançamento é de esgotos com domésticos, pela contribuição do "excreta" do + novas células (com presença de nitrobactérias) Os cloretos de estão 6 sempre Ref. presentes 2.3). A nos remoção esgotos, de cloretos é quase insignificante nos homem (cerca A reação geral tratamentos Calculando-se requer-se 4,57 g de por g de em termos práticos cerca de 4,33 Este valor deverá ser computado no cálculo do a ser suprido nos processos de lodos como discutido Capítulo 20. A Figura mostra esquematicamente a transformação do em processos 2.8 Sulfatos e Sulfetos biológicos (Ref. 2.5). A determinação das formas do nitrogênio (Tabela Ref. 2.3) é feita por o ion sulfato está sempre presente nos esgotos, e as seguintes reações podem métodos analíticos em laboratório (método por (Figura ocorrer pela ação bacteriológica: As concentrações típicas no esgoto são apresentadas na Tabela 3,4 (Capítulo 3). Proteínas TABELA FORMAS DO Forma do Abreviação Definição A formação de sulfeto de hidrogênio ou gás sulfídrico gera maus odores Gás (*) NH, lon (observados acima de e nas canalizações e galerias pode atingir a abóboda supe- Nitrogênio total NAT NH, rior, transformando-se por ação bacteriológica em presença do oxigênio em ácido Nitrito NO2 Nitrato NO, co, que intensamente as estruturas em concreto. Nitrogênio inorgânico total NIT Nos digestores, os sulfatos são reduzidos a sulfetos, e podem influir negativamente no Nitrogênio total NTK N processo da digestão biológica se a concentração de sulfetos atingir 200 ocorrendo NTK total NT N NH2 o mesmo nas lagoas Mas em concentrações entre 50 e 100 mg/l os sulfetos são bem tolerados, e podem reagir com de metais pesados solúveis, para formar um de forma de can du precipitado que é praticamente em pH próximo ao neutro. o nitrogênio assume um papel importante no tratamento de necessário para o desenvolvimento dos processos biológicos no caso do processo de requer-se uma relação ótima de 100:5:1 25 24</p><p>o lançamento de nitrogênio nos corpos dágua, em quantidades excessivas, troficação, que vem a ser o crescimento excessivo das algas, como comentado tulo 1: a necessidade de efetuar-se a remoção do nitrogênio, como tratamento ário, nos casos de lançamento em corpos dágua fechados lagoas, Se no tratamento secundário não houver remoção do nitrogênio efluente tratado continuará a exercer uma demanda nitrogenada de oxigênio no corpo que poderá ou não ser de acordo com as características do corpo e Sob a forma de livre o nitrogênio vem a ser peixes. de Fig. 2.4 - Medição de (esquerda) e o está presente nos esgotos sob a forma de ortofosfato, polifostato, e o Capítulo 3 (Características dos Esgotos) aborda a presença deste nos esgotos, o 20 (Processo dos Lodos Ativados) as formas de remoção A determinação das diversas formas do é feita por métodos em laboratório, ou por As concentrações típicas no são das na Tabela 3,4 (Capítulo 27 26</p><p>Como o o desenvolvimento o assume dos um papel processos importante ótima biológicos de no 100:5:1 tratamento (DBO:N:P): de no caso do Normalmente a DBO dos esgotos domésticos varia entre 100 400 de acordo É necessário para com a condição do esgoto, e nos tratamentos secundários deseja-se atingir uma redução relação processo de lodos de ativados, nos corpos dágua. em quantidades excessivas, apresentado gera no a Capítulo de DBO até faixa de 20 a 30 A legislação da maioria dos estados determina uma concentração limite para o efluente tratado de esgotos Rio lançamento set o crescimento excessivo das algas, como tratamento terciário, nos de Janeiro este limite chega a 40 e nos estados de Minas Gerais, São a que necessidade vem a de efetuar-se a remoção do como as exigências em corpos dágua fechados lagoas, por exemplo, admite-se até 60 legais casos de em lançamento vários estados costumam fixar um limite máximo de 1,0 mg nos casos de lançamento em corpos dágua A remoção do pode ser feita por processo físico-químico (coagulação e flocu- lação) on diretamente no tratamento 2.10 OD, DBO e DQO Estes indicativos da vida e da poluição são adequada- mente apresentados e trabalhados no Capítulo 3 dos Esgotos) e no tulo 4 (Autodepuração dos Corpos o Dissolvido é sem dúvida o de melhor caracterização da quali- dade de um corpo dágua, existindo uma concentração de saturação em água que é função da temperatura, da salinidade e da altitude. o Anexo II relaciona as concentrações de saturação de OD a várias Nos processos aeróbios, o Oxigênio Dissolvido é fundamental para a respiração dos microrganismos que realizam a degradação da matéria orgânica, e a temperatura Fig. 2.5 Sonda de medição de OD instalada no tanque de aeração da ETE RJ assume um papel já que as taxas das reações bioquímicas apresentam-se mai- ores com a elevação da temperatura - enquanto de maneira oposta a concentração de saturação de OD se Tradicionalmente a medição da DBO é feita através do teste padronizado (Ref. A medição da concentração de tradicionalmente feita em laboratório pelo método de acordo com as seguintes etapas: A amostra é colocada em frasco de 300 ml (apenas um volume que é de Winkler (Ref. é extremamente facilitada pelo uso de sondas apropriadas (eletro- dos utilizadas em instrumentos de bancada, ou ou instaladas função da concentração esperada de DBO): Este frasco é completado com água de diluição, volume de (300 V) ml. em um percen- mente nos tanques de aeração das estações de tratamento (Figura 2.5). tual P que é função da concentração esperada de DBO (P corresponde à fração de A Demanda de Oxigênio, indica a quantidade de matéria orgânica amostra em relação ao volume total do presente, e é importante para se conhecer o grau de poluição do esgoto afluente e tratado, Mede-se a concentração de OD desta amostra para se dimensionar as estações de tratamento de esgotos, e medir sua eficiência. Quanto Este frasco é colocado em uma incubadora a da o grau de poluição orgânica, maior a DBO do corpo à medi- Após 5 dias o frasco é retirado e a nova concentração de OD é medida, que Tecnicamente ocorre estabilização da matéria orgânica, decresce a DBO (ver Capítulo 3). A DBO é então simplesmente calculada, mg/l: para efeito orgânica presente numa amostra, para (tomado logicamente a DBO mede a quantidade de oxigênio necessária estabilizar OD, OD, de comparação em 5 dias) e a uma temperatura após padrão um tempo dado para efeito de DBO P 29 28</p><p>de possível que seja normalmente inocular a amostra o efluente com do uma tratamento parcela primário contendo ou uma água Os ensaios em frasco continuam a ser feitos na maior parte das ETEs e dos semeadura microrganismos amostra comercial. é colocada Neste em caso frasco as seguintes etapas de 300 ocorrem: ml (apenas um volume que é os no país, mas já se dispõe desde alguns anos de instrumentos capazes de indicar em A tempo real o consumo de oxigênio e a evolução da DBO. por instru- função da concentração completado esperada com água de de diluição com volume de (300 V) mentos são certamente usados em centros de pesquisa e laboratórios de Este frasco percentual P que é função da concentração esperada de DBO (P correspon- excelência. A tecnologia tem avançado rapidamente, vários tipos de se sucedido, como os de Sapromat, e outros, Um outro frasco de 300 ml é cheio com a água de diluição com de ml. à em fração um de amostra em relação ao volume total do Estes instrumentos podem por exemplo, a diferença de pressão em um sistema de volume constante, à medida que o oxigênio vai sendo consumido no sistema Mede-se a concentração de OD nos dois frascos, para a amostra e para metro manométrico, tipo Warburg). Os respirômetros podem ser também volumétricos, a amostra com água de diluição e trabalhando à pressão constante e medindo a utilização de oxigênio (tipo Sapromat). Um Os dois frascos são colocados em uma incubadora a 20°C: dos respirômetros fabricados pela HACH (empresa tradicional de instrumentos e apare- Após 5 dias os frascos são retirados e as novas concentrações de OD são lidas, lhos para laboratório) trabalha com medições da variação de volume e de pressão, lendo para a amostra e S2 para a amostra só com água de diretamente a concentração de OD. Os respirômetros mais recentes podem estar conecta- A DBO pode então ser calculada, mg/l: dos a um computador, convertendo sinais e mostrando em monitor ou impressora, direta- mente a evolução da DBO no tempo (Ref. 2.6). A Demanda Química de DQO. corresponde à quantidade de oxigênio ne- para oxidar a fração orgânica de uma amostra que seja oxidável pelo permanga- P nato ou dicromato de potássio em solução ácida (ver Capítulo 3). Normalmente a DQO dos esgotos domésticos varia entre 200 e 800 podendo a fração de de diluição adicionada ao frasco da amostra, em relação ao volume atingir concentrações muitas vezes maiores nos casos de esgotos Existe uma total da amostra. relação típica DQO/DBO nos esgotos domésticos, da ordem de a 2.5. A relação DQO/ DBO em um esgoto é uma indicação da possível presença de efluentes da própria tratabilidade deste esgoto, como apresentado no Capítulo 3. Exemplo: em teste de DBO para uma amostra de esgoto, os seguintes resulta- A legislação federal não relaciona a DQO como um de controle nos corpos dos foram obtidos no volume da amostra adicionado ao frasco de dágua, mas na legislação estadual é possível encontrar. como na do Rio de limites = inicial da amostra = da amostra após específicos para a concentração de DQO nos esgotos industriais de acordo com 5 dias = mg/l; OD inicial no frasco de água de com inóculo a tipologia e OD final no frasco de água de diluição com inóculo, após 5 dias, Uma das grandes vantagens da DQO sobre a DBO é que permite respostas em tempo muito menor: 2 horas (método do dicromato). ou minutos, em aparelhos (Fi- 0,06 gura 2.4). Além o teste de DQO engloba não somente a demanda de satis- feita biologicamente (que é o caso da mas tudo o que é a demandas de f = 0,94 oxigênio, em particular sais minerais Por isto mesmo a determinação da DQO é preferível à DBO para de despejos sendo também cada vez mais usada em controle operacional (ver P 2.11 Óleos e Graxas, e Surfatantes 0,06 Óleos e estão sempre presentes nos esgotos domésticos, provenientes da pre- paração e do uso de alimentos vegetais, manteiga, etc). Podem extar presen- tes também sob a forma de óleos minerais derivados do (querosene, óleo lubrifi- 31 30</p><p>e neste caso genérico origem de em gorduras, postos de e tipicamente gasolina ou nos indústrias. este esgotos tema. São domésticos apre- massas de Sólidos em Suspensão (SS) e Sólidos Totais (ST), de Sólidos (SV) e Sólidos Fixos (SF), são de interesse para projeto e controle operacional das Tipica sentam muitas vezes concentração pelo nome entre 50 e 150 por mg/l. moleculas o Capítulo orgânicas 3 aborda com a propriedade é de formar mente a concentração de Sólidos Suspensão em esgotos domésticos se acha na faixa Os surfatantes são estação de tratamento em que o esgoto lançado. Tendem de 120 a 360 mg/l (Tabela 3.3, cap. 3), almejando-se em geral um efluente tratado com menos de 30 mg/l. espuma no corpo interface receptor ou na sendo possível ver grande quantidade de exemplo espuma trans. Sólidos Sedimentáveis constituem outro de interesse, tanto para controle a se agregar em rios à que recebem elevada contribuição de Paulo esgoto, típico 2.6). por Nas ETEs, no rio operacional na como para avaliação da qualidade de um efluente sendo lançado na portada pela Região Metropolitana de São (Figura has rede pública ou em corpos dágua. Indicam a capacidade de sedimentação da matéria sóli- após passar aderem à das bolhas de formando uma espuma muito e as legislações estaduais, bem como os regulamentos das empresas de unidades dificil de aeração de quebrada. o tipo mais comum é o chamado ABC (alquil-benzeno- limites à descarga de Sólidos Sedimentáveis, respectivamente nos corpos recep- estável e dos detergentes sintéticos e que apresenta resistência à ação tores e nas redes coletoras. Este é medido em recipientes especiais denomina- este tipo vem sendo pelos do tipo "LAS" (alquil-sulfonado-linear) que são dos Cones encontrando-se tipicamente cerca de 5 a 20 ml/l no esgoto e menos de 0,1 ml/l no efluente A determinação de O&G é feita através da fração da matéria orgânica em hexa- 3 apresenta uma adequada discussão sobre a matéria sólida nos nos: os surfatantes são determinados através de testes específicos padronizados (Ref. 2.13 Microorganismos A identificação e contagem de microorganismos nos corpos dágua é de particular inte- resse em relação aos aspectos de proteção da saúde Entre os principais organis- mos encontrados nos corpos dágua e no esgoto estão fungos, algas, os, plantas e animais. Destes, apresentam importância particular aqueles capazes de causar uma doença no os chamados organismos ou simplesmente que costumam ser expelidos juntamente com os excrementos do homem ou dos animais de sangue quente que estejam infectados ou sejam portadores de uma o Capítulo 3 aborda este tema, e os indicadores da notadamente Coliformes e Fecais, Escherichia Enterococos e Estreptococos Fecais, Helmintos, Proto- zoários, e Padrões de qualidade foram estabelecidos especificamente para as águas potáveis, as destinadas à balneabilidade, e para casos de uso agrícola (item 1.2). A indicação mais usual da contaminação de esgotos nos corpos dágua é feita através Fig. Rio a jusante de São Paulo (foto José Luiz da ref. de Coliformes A Tabela 2.2 relaciona os principais indicadores e sua respectiva contribuição unitária e concentração (Ref. 2.8). Uma excelente e atualizada abordagem sobre organismos patogênicos e efeitos sobre a saúde humana está disponível na Ref. 2. 2.12 Sólidos Embora presença de sólidos no esgoto constitua vez na ou estação complexa de poderão representar uma uma quantidade parcela infima, muito uma de Os sólidos nos destinação final, com implicações com a vazão esgotos calcula-se medidos sua através massa, de kg/d. sua As concentrações e e de acordo 33 32</p><p>MICROORGANISMOS INDICADORES NO ESGOTO (*) Referências Contribuição unitária Concentração org/100 ml 2.1 Standard Methods for the Examination of Water and Water Environment Federation, 20a edição, 10° a 10" a Verol, A.P.: Paixão, Volschan Jr., E.P. Procedimentos e a 10" a tados no Monitoramento do Tratamento de 10" a 2.3 & Eddy, Wastewater McGraw 4a edição, a a 10° Biological and Chemical Systems for Nutrient Publicação Especial, a a 2.5 R. Phosphorus and Nitrogen Removal from Municipal Lewis Publishing de sp a Co., 1998 de spp Milenko R. Respirometry of Activated Technomic Publishing 1993. de a Gonçalves, coord. Desinfecção de Sanitários, USEPA "Federal 46 jan. 1981. 2.10 N. e Oliveira S. Poluentes Persistentes Centro de Recursos Ambientais, Salvador, BA. 2.14 Substâncias Tóxicas É o caso de substâncias presentes nos esgotos Não podem ser encontradas, desde que provenientes de alguma contribuição industrial no tema de Nos Estados Unidos a agência ambiental federal (EPA) identificou o que chamou de inorgânicos e cerca de suspeitos de carci- ou de alta 2.9). sobre esses do am- biente da saúde um estrito Brasil é da Convenção de Estocolmo, que em 2001 medidas de controle relacionadas à produção, exportação, e ao uso de um grupo de 12 substâncias classificadas como POP Poluentes Orgânicos Persistentes, conhecidos como "The Dirty Dozen" (a "Dúzia São Dioxinas, Endrin, Furanos, porados Toxafeno (Ref. Limites máximos admitidos para estes foram incor- concentrações padrão de potabilidade federal de e literatura técnica identifica limites para que os processos biológicos de a tratamento de esgotos já se man- coleta No tratando-se entanto de domésticos, não se deve esperar estes POPs na rede de 35 34</p><p>CAPÍTULO 3 Características dos Esgotos 3.1 - Conceito A palavra esgoto costumava ser usada para definir tanto a tubulação condutora das águas servidas de uma comunidade, como também o próprio líquido que flui por estas canalizações. Hoje este termo é usado quase que apenas para caracterizar os despejos provenientes das diversas modalidades do uso e da origem das águas, tais como as de uso doméstico, comercial, industrial, as de utilidades públicas, de áreas de superfi- cie, de infiltração, pluviais, e outros efluentes A aversão injustificada pelo termo "esgoto" tem levado alguns autores ao emprego do termo que expressa a tradução literal da palavra "wastewater", am- plamente usada em para substituir o rejeitado termo "sewage". Esta tendência tem proliferado o uso da sigla ETAR (Estação de Tratamento de Aguas conflitan- do com a sigla ETE (Estação de Tratamento de tradicional recomendada pela ABNT (ref.3.1). Os esgotos costumam ser classificados em dois grupos principais: os esgotos os e os Os primeiros são constituídos essencialmente de despejos uma parcela de águas pluviais, águas de eventualmente uma parcela não significativa de despejos tendo características bem Os esgotos domésticos ou domiciliares provèm principalmente de residências, edifici- os comerciais, instituições ou quaisquer edificações que contenham instalações de ba- pheiros, cozinhas, ou qualquer dispositivo de utilização da água para fins Compõem-se essencialmente da água de banho, urina, papel, restos de comida, detergentes, águas de Os esgotos industriais, extremamente diversos, provèm de qualquer utilização da água para fins industriais, e adquirem características próprias em função do processo industrial empregado. Assim sendo, cada indústria deverá ser considerada separadamente, uma vez que seus efluentes diferem até mesmo em processos industriais As características dos esgotos variam quantitativa e qualitativamente com a sua utili- zação. Devido à grande amplitude de dos esgotos industriais, e tendo em conta os objetivos deste livro, somente serão aqui consideradas, e para efeito didático, as caracteristicas dos esgotos tipicamente 37</p><p>3.2 Vazão de Esgotos TABELA de esgotos expressa a relação entre a quantidade da do esgoto PRODUÇÃO DE ESGOTOS POR ATIVIDADE E USUÁRIO A varão em ou descarga um período de tempo. Assim sendo. o conhecimento Normalmente quantidade de transportado estar relacionada com a duração de seu represen- Unidade tada esgoto deverá "Q" tem sua grandeza expressa em litros ou metros da mais por 1- Ocupantes permanentes unidade pela de tempo, segundo minuto hora (h) ou dia (d). Trata-se importan- Residência: te característica dos esgotos, indicando o transporte conjunto de todos os seus compo- Padrão alto pessoa 160 Padrão médio pessoa 130 tais como água, matéria sólida (mineral ou poluentes químicos, microo- Padrão baixo pessoa 100 A característica da vazão sua variação condicionam o número e as dimensões Hotel lavanderia e cozinha) pessoa 100 das unidades de tratamento e suas canalizações de interligação, em harmonia com os Alojamento provisório 80 de projeto adotados de acordo com o comportamento e biológi- 2- Ocupantes temporários dos processos de Fábrica (em geral) pessoa 70 As características em sua maioria, estão relacionadas com Escritório pessoa 50 públicos ou comerciais pessoa 50 grandezas quantitativas, sendo quase sempre expressas em forma de concentração Escola (externatos) e locais de longa permanência pessoa 50 a quantidade ou vazão de esgotos etc.) influi diretamente Bares pessoa 6 na estimativa da massa de poluentes presente no esgoto assim como no Restaurante e similares refeição 25 dimensionamento das unidades de tratamento e na avaliação dos impactos no meio ambi- Cinemas, teatros e locais de curta permanência lugar 2 ente água e solo). Com base neste enfoque, toma-se indispensável a determinação tão precisa e exata quanto possível ou exigido, dos representativos da quantidade Sanitários públicos de acesso aberto ao público bacia sanitária 480 de esgoto a ser recebido. Para deve-se conhecer ou estimar a vazão de esgoto gerada NBR ABNT pelas diversas atividades longo do sistema de afluente à bem como o comportamento da variação desta vazão nos períodos representativos de cada fase de implantação dos A contribuição de esgotos depende de inúmeros fatores, entre os quais convém salien- 3.2.1 Variação da vazão os mais importantes: região atendida, atividades atividades industriais, Independentemente dos aspectos ao consumo de a vazão de esgoto de nível nível cultural e inúmeras causas comporta- afluente a uma ETE é afetada pelos seguintes fatores principais: Obviamente, a produção de esgoto está condicionada à disponibilidade de tipo de esgoto coletado (doméstico ou No entanto, a exigência mínima necessária para atender uma comunidade suas ativida- sistema de coleta (unitário ou des normais pode ser caracterizada pelas quantidades relacionadas na Tabela poden- condições (temperaturas e condições do do ser usada na falta de informações locais e específicas. A estimativa em função da pro- regime de escoamento (por gravidade ou sob dução e do consumo de água esta condicionada à avaliação das perdas, tipo e material das contribuições não encaminhadas para a rede qualidade de execução das Nas regiões onde as etapas construtivas da rede coletora conflitam com as da ETE. quantidade de poços de são da necessários estudos específicos de compatibilização das influências da expan- concepção e quantidade de mento rede com as unidades de recalque e tratamento da A desarmonia de concepção e quantidade de e os processos dos sistemas de tratamento implantados. Este desencontro no planejamento com as e na e com pode acarretar dos esgotos incompatíveis elevatórias qualidade dos serviços de conservação, manutenção e reparos da rede Além destes fatores é importante se considerar a do princi- problemas rede interceptores e ETE sido de inúmeros des de na partida up") e nas condições de operação - tem das a causa e das unida- palmente nas redes assentadas em grandes 39 38</p><p>variação da afluente à ETE pode rede ser existente avaliada é em recomendada função do a hidrograma realização de de Observa-se que o coeficiente de pico diminui com o aumento da vazão, da popula- A entrada No caso de uma da ETE indisponibilidade destes elementos de é ção, o que é esperado, pois nesses casos cresce extensão da rede e o dos cole- vazões medições na das considerar vazões ao longo as variações do dia. típicas No caso indicadas caracteriza: na Norma Brasileira NBR-9649 tores tronco e interceptores, gerando um maior amortecimento das ondas de e tanto do coeficiente recomendado períodos de tempo seco se (ref. 3.3). Em relação diária: aos caracterizada por um coeficiente no de variação de anual um ano igual pela A estimativa ou a adoção de uma determinada equação para estimar o coeficiente de variação divisão da vazão máxima diária registrada Norma pico da contribuição de uma bacia à estação de tratamento, deve levar em conta as carac- vazão ao resultado média da diária anual: na ausência de determinações locais, a recomenda terísticas locais já comentadas, e a própria confiabilidade no uso da equação em foco para a região do projeto. adotar caracterizada por um coeficiente de variação igual ao o valor de É importante ter-se uma avaliação confiável da vazão máxima, já considerando o amor- tecimento na rede, uma vez que influi diretamente no dimensionamento das unidades da variação divisão da vazão máxima horária pela vazão média horária registrada no mesmo fase líquida do tratamento preliminar e primário (gradeamento, desarenação decantação tado da ausência de determinações locais, a Norma recomenda adotar o valor de cujas dimensões devem ser calculadas em função da vazão máxima do dia de na caracterizada por um coeficiente de variação k3 igual ao resul. maior contribuição. o mesmo procedimento é recomendado pela ABNT para o dimensio- tado variação da divisão da vazão mínima horária pela vazão média horária registrada no mesmo namento das instalações de transporte entre aquelas unidades, tais como ca- dia: na ausência de determinações locais a Norma recomenda adotar o valor de nalizações, medidores, dispositivos de entrada e saída, como órgãos auxiliares inter- calados naquelas fases de tratamento (ref. 3.1). A variação da vazão está condicionada aos mesmos fatores que influem na geração dos Assim atingirão valores máximos ou mínimos, em função da 3.2.2 Vazão de infiltração cia predominamente dos fatores atuando ou isoladamente, em período de tem- po longo ou Para as grandes cidades, ou para as grandes bacias de contribui- A vazão a ser utilizada para dimensionamento deverá ser acrescida da vazão de infil- a variação da vazão é amortecida devido à diversidade de atividades e costumes, tração de águas através das juntas e paredes das canalizações, caixas de passagem poços pelo comportamento dos grandes interceptores, que podem atuar como reservatórios de de visita. Este é estabelecido em função da extensão da rede de esgotos, portan- amortecimento de De modo para as comunidades menores ou menores não tem nenhuma relação com a população atendida, vazões e suas AABNT bacias de contribuição, o efeito da variação da vazão será De um modo recomenda adotar valores para a taxa de de acordo com as condições locais, variação horária tem menor amplitude na parte da noite, quando a população está como o nível dágua do lençol a natureza do a qualidade da execução da do, e toma-se máxima nos períodos de atividades típicas de uso de banheiros e cozinhas, rede, o material da tubulação e o tipo de junta utilizado (ref. 3.3). Na de dados na parte da manhã e da tarde. A Fig. 3.1 mostra um hidrograma típico, medido no Rio de locais específicos, a faixa de valores de 0,05 a por km de extensão da rede é reco- mendada. o emprego de tubos de plástico tem reduzido consideravelmente o valor da taxa de infiltração, assim como o uso de juntas com anéis de borracha em manilhas Além da expressão geral outras que relacionam de alguma forma micas, e outras melhorias nos materiais e nas técnicas construtivas. Este valor nunca de- vazão máxima horária vazão média, considerando já o amortecimento do coeficiente de verá ser nulo, uma vez que exigiria condições de absoluta ausência do lençol da pico em função da população contribuinte P (em milhares de como a se- precipitação e de outras contribuições guinte, muito usada nos Estados Unidos (ref.3.6): A vazão de infiltração afluente à estação de tratamento é afetada pelas etapas constru- tivas da rede devendo haver compatibilização entre as etapas construtivas da 14 rede e da Quando isto não acontece, poderá problemas na partida da devido às diferenças de características do esgoto afluente, tanto na quantidade como na qualidade. Alguns problemas como causa a destes No sistema a contribuição de pluviais clandestinas não é considerada No Brasil é bem aceita a equação abaixo, desenvolvida pela SABESP. SP. em função no dimensionamento dos coletores ou da mas apenas nos Esta contri- da vazão média Q (em validada para vazões acima de 0,75 buição é a chamada vazão 41 40</p><p>3.2.3 Vazão de projeto A vazão de projeto da ETE considera a vazão de tempo seco definida no item mais a vazão de infiltração definida no item 3.2.2. o exemplo seguinte, real para a ETE da cidade de Maringá, ilustra a marcha de e a Tabela indica as de projeto a serem usadas no dimensionamento das diversas unidades da ETE TABELA VAZÕES DE PROJETO NA ETE Vazão Formulação Dimensionam Média de tempo seco = Qm (pop.equiv.) (percapita de esgoto) Máxima de tempo seco = = Qi (extensão da rede) x De projeto média = Op (1) De projeto máxima = (2) De projeto = Qpmin (3) da carga orgánica e de para estimar de necessidade de de ETE como de tempo de de de de recircidação do (2) de estações de 411 de de de respectives para de da unidades Existe ainda o conceito de persistente, que se refere a uma vazão ou menor que a vazão de projeto, que permanece por um tempo continuado de algumas horas ou dias, devido a fatores mas eventualmente repetitivos, como feiras, campeona- tos, festividades, feriados, e que podem apresentar influência importante no mento da desenho das curvas que representam a vazão persistente (acima e abaixo da vazão média) depende da disponibilidade de estatísticas de medição de vazão ao longo dos anos, podendo ser neste caso facilmente produzido (ref. Exemplo: para os dados relativos à contribuinte ETE Maringá, calcular as de projeto média e Dados: 6 população de fim de plano = 116,000 hab. 43 42</p><p>- de -- que de dados de per e varão de de de que set - e ETEs de de de de Total A de A SABESP da de de de de - - de - de - - - - - - 3.3 Características Físicas do Esgoto is MM de 45</p><p>3.3.1 Sólida major importância, em termos 3.3.1.2 Definições e faixas de variação sólida é o de Das características o operações de matéria das unidades de tratamento. ainda A remoção da A matéria total do esgoto (sólidos pode ser definida como matéria que dimensionamento controle de de operações unitárias de tratamento, que repre- permanece como após evaporação a 103°C (ref.3.4). Se este é a de matéria sente apenas é de de 0,08% uma dos (a compõe os restantes as substâncias orgânicas se volatilizam e as minerais em forma de cinza, compondo assim respectivamente a matéria sólida e a matéria fixa (sólidos o conhecimento da fração de sólidos apresenta parti- Classificação da matéria sólida cular interesse nos exames do lodo dos esgotos (para se saber sua estabilidade matéria sólida contida esgotos é classificada em função de inúmeros e nos processos de lodos ativados (para se saber a quantidade de matéria toman- do parte no processo). A forma mais usual de classificar a matéria total, de urna podendo A set classificada das seguintes maneiras: forma global, é em matéria em suspensão e dissolvida. a) cm função das dimensões das A matéria sólida em suspensão (sólidos em suspensão) compõe a parte que é retida, do um volume da amostra de esgoto é filtrado através de uma membrana filtrante apropriada, sólidos normalmente um filtro de fibra de vidro com tamanho do poro igual a um; a fração que sólidos dissolvidos. passa pelo filtro compõe a matéria sólida dissolvida (sólidos que está presente em b) função sedimentabilidade: solução ou sob a forma Na Tabela 3.3 podem ser observados valores de concentrações sólidos típicos para várias condições do esgoto sanitário (ref. 3.16) sólidos flutuantes ou e sólidos não TABELA 3.3 c) em função da a alta temperatura (550 a CARACTERÍSTICAS TÍPICAS DE SÓLIDOS NO ESGOTO MG/L sólidos e Matéria Sólida Esgoto Forte Esgoto Médio Esgoto sólidos d) em função da secagem em temperatura média (103 a Sólidos 1.160 730 370 sólidos Susp. Totals 360 230 120 sólidos suspensão Susp. Vol. 280 175 90 Sól.Susp. Fixos 80 55 30 sólidos dissolvidos Sól. Totais 800 500 250 Diss. 300 200 105 A determinação de cada tipo de matéria sólida criteriosamente e os Diss. Fixos 500 300 145 cedimentos laboratoriais são revistos periodicamente pelas entidades internacionais 20 10 5 ponsáveis por atividades afins (ref. 3.4). Algumas entidades governamentais utiliza- (*) do terminologias diferentes na tentativa de designar termos mais representativos das de- terminações em Assim é que considerando que os sólidos em suspensão não A matéria sólida, para efeito de controle da operação de sedimentação, costuma ser são sólidos que estão em suspensão no e sim as sólidas que ficam classificada em: retidas numa membrana tem havido uma tendência de estabelecer a aquela que sedimenta num de tempo (tomado arbitraria- relação na terminologia: mente em ou 2 horas): os sólidos podem ser determinados no cone Sólidos em Suspensão = Não um recipiente apropriado de I litro, constituindo a fração que sedi- Dissolvidos Resíduos menta após o tempo arbitrário de 1 a quantidade de matéria é uma Totais Residuos Totais indicação da quantidade de lodo que poderá ser removida por sedimentação decanta- não sedimentável: finamente dividida e que não sedimenta no tempo arbitrário de 2 E importante considerar que o "Standard Methods". que é o manual de referência em termos príticos, a matéria não só será removida por processos dos (ref. preconiza nomenclatura de de oxidação biológica e de coagulação seguida de cm No entanto, alguns organismos e a laboratórios vêm usando variações 47 46</p><p>Os sólidos são muitas vezes chamados de o que não é a forma correta de expressar. A matéria que passa através de filtro, no compõe duas de matéria dissolvida propriamente dita (presente em solução no esgoto) de matéria de entre e mm). Recentemente se tem dado distribuição da matéria sólida no esgoto, verificando-se a influência que os na forma em suspensão, apresentam nos típicos operações unitárias, como na sedimentação, adsorção, difusão e Assim, os tros típicos do esgoto já são muitas vezes medidos em relação a uma amostra total ou a uma amostra filtrada do esgoto. A Figura 3.4 mostra uma distribuição típica de orgânicos no esgoto, de acordo com suas dimensões, com a tecnologia apli- cável a sua remoção (ref. 3.6). Como referência comparativa, os valores 0,45 correspondem respectivamente poros dos filtros usados para determinações bacterio- lógicas e de sólidos em (ex. bactérias g fúlvicos flocus fragmentos de (ex. RNA e humanos) DNA (ex. frutose) (ex. amido, proteínas (bacterial) cormatografia filtração gel bio-gel sephades G-10 G-200 G-15 bio-gel A-150M G-25 líquida alta técnica de teste de Fig. 3,4 Distribuição de matéria sólida Fig. Determinação de em Cone Imhoff 49 48</p><p>3.3.2 Temperatura das águas de à abastecimento sistema opere com as vazões de projeto, não se caracteriza qualquer impacto negativo de A temperatura dos esgotos é. domésticos em geral. pouco que tiveram superior as de águas despejos aquecidas). Pode, no cheiro na área da contribuição de despejos pela contribuição à exceção (pela apresentar temperatura valores nos reais esgotos está a acima faixa de da 20 temperatura a 25°C. do ar. dos 3.3.4 Cor e turbidez meses mais quentes do de sendo tratamento típica sua influência se manifesta do esgoto A cor e a turbidez indicam de e o estado de decomposição Em relação aos processos (a velocidade de decomposição 25 do esgoto, ou sua A tonalidade acinzentada da con é típica do esgoto fresco. A preta é típica do esgoto nas operações de natureza sendo a faixa ideal para a atividade biológica a sendo velho e de uma decomposição parcial. Os esgotos podem no entanto, apresentar qualquer ta com 15°C a temperatura. a temperatura abaixo da qual as bactérias formadoras do metano se outra quando ocorre uma contribuição importante de despejos industriais, como é o caso, por exemplo, de despejos da indústria ou de inativas nos processos na digestão de transferência de oxigênio (a solubilidade do oxigênio é menor nas A turbidez não é usada como forma de controle do esgoto bruto, mas pode ser medida para caracterizar e eficiência do tratamento secundário, uma vez que pode ser relacionada temperaturas mais ocorre o da sedimentação (o aumento da temperatura à concentração de sólidos em suspensão. nas faz diminuir operações a em viscosidade, que melhorando as condições de 3.4 Características Químicas 3.3.3 Odor Os odores característicos dos esgotos são causados pelos gases formados no processo A origem dos esgotos permite classificar as químicas em dois grandes grupos: da matéria orgânica e da matéria de alguns tipos principais de odores, bem Matéria orgânica: na Figura pode-se observar que cerca de 70% dos sólidos no odor de razoavelmente típico do esgoto fresco: esgoto médio são de origem Geralmente estes compostos são uma odor de ovo podre, típico do esgoto velho ou séptico, que ocorre devi- combinação de carbono, e algumas do à formação de gás proveniente da decomposição do Os grupos de orgânicas nos esgotos são principalmente por: compostos de proteínas (40 a lodo contido nos e carboidratos (25 a 50%); odores variados, de produtos podres. como de repolho (sulfetos legumes gordura e óleos e de matéria fecal: de produtos e amoniacais (amônia, de acordo uréia, pesticidas (típicos de despejos industriais, em quantidade) com a de produtos sulfurosos, nitrogenados, ácidos etc. As proteínas são produtoras de nitrogênio e contêm hidrogênio, Quando ocorrem odores diferentes e o fato se deve à presença de oxigênio, algumas vezes enxofre As proteínas são o principal constituinte de organismo animal, mas também em o gás sulfidrico presente nos Nas estações de tratamento, o man cheiro eventual pode ser encontrado não apenas esgotos é proveniente do enxofre fornecido pelas esgoto em si, se ele chega em estado séptico, mas principalmente em depósitos de Os carboidratos contêm carbono, hidrogênio São as primeiras a serem destruídas pelas com produção de ácidos orgânicos (por esta razão os al gradeado, de areia, e nas operações de transferência e manuseio de lodo. Assim, atenção especial deverá ser dada às unidades que mais podem apresentar esses odores esgotos velhos apresentam acidez). Entre os principais exemplos de pode-se citar os o a celulose e a da como é o caso das grades na entrada da das caixas de e Gordura é um termo que normalmente é usado para se referir à matéria aos adensadores de Algumas vezes se pratica um processo de controle de odor ou e às encontradas no A gordura está sempre presente no gem de gases nas unidades da estação de esgoto doméstico, sendo proveniente do uso de manteiga e vegetais em cozinhas, da No entanto, nos casos em que a rede coletora, os interceptores e as elevatórias etc. Pode estar presente também sob a forma de óleos minerais derivados do adequadamente e as ligações correspondentes construídas de modo a que 51 50</p><p>e neste permitidas caso (de sua garagens, presença postos é altamente de indesejável, aderem indústrias) às pois poluição orgânica, maior a DBO do corpo paralelamente, medida que ocorre esta- chegam são às canalizações contribuições em não grande seu entupimento. volume ou As grande gorduras de transporte concentração, em geral. e de particularmente tratamento dos bilização da matéria decresce a DBO. Normalmente a DBO dos esgotos domésticos varia entre 100 e 400 de acordo com a das canalizações e provocam desejáveis nas unidades além de diminuir as seções condição do esgoto, e nos tratamentos secundários deseja-se atingir uma redução de DBO óleos aderem às não são produzindo de odores matéria nos decantadores, que poderá até uma faixa de 20 a 30 mg/l. A legislação da maioria dos estados brasileiros determina uma gotos: formam uma camada inibem a vida biológica: trazem problemas de concentração limite para o efluente tratado de esgotos domésticos: no Rio de Janeiro este limite é 30 e nos estados de Minas Gerais, São por exemplo, in a entupir Em vista os disso, filtros; costuma-se interferem de gordura limitar e nos o esgotos teor de gordura domésticos, nos medida em termos de A DBO se processa em dois um em que a matéria carbonáces é oxidada, e um segundo estágio, em que ocorre uma A Figura 3.5 representa as graxas em são constituídos por moléculas orgânicas com a é de Tendem formar A concentração típica hexano é de 100 mg/l. variando entre 50 e 150 propriedade mg/l. curvas para os dois estágios a várias temperaturas. Para efeito de controle de operação, ou como de projeto, usa-se normalmente a DBO de 5 isto na faixa da matéria spuma corpo nas unidades de aeração Os no receptor ou na estação de tratamento em que aderem o esgoto à superfície das bolhas Na Figura a a 20°C foi tomada como referência. se agregar interface espuma muito e estável e dificil de ser quebrada. tipo mais comum formando ABC uma (alquil-benzeno-sulfonado) típico dos detergentes sintéticos e que 275 presenta o chamado resistência à ação este tipo vem sendo substituído pelos do tipo "LAS" 250 alquil-sulfonado-linear) que são 40 Os são compostos orgânicos, originados em despejos industriais, principalmen- 30 SEGUNDO 20 que a propriedade de causar, ainda que em baixa gosto TO 200 190 ico à água (em especial à água clorada). 175 Os pesticidas demais compostos orgânicos são utilizados, principalmente, na agricultura, e, como tal, não costumam chegar às galerias urbanas de esgoto, mas aos rios 150 receptores, sendo, no uma fonte de poluição de toxicidade à vida 24 A matéria inorgânica contida nos esgotos é formada, pela presença areia e de substâncias minerais dissolvidas. A areia é proveniente de águas de lavagem 100 las ruas e de águas do subsolo, que chegam às galerias de modo indevido ou que infiltram através das juntas das canalizações. Com exceção da raramente os esgotos são tratados para remoção de tituintes salvo e à exceção de alguns despejos TO 10 15 20 30 40 60 TO DIAS Demanda de Oxigênio A forma mais utilizada para se medir a quantidade de matéria orgânica Fig. Redução da demanda bioquímica de de esgoto fresco, segundo através da determinação da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO). Esta determine padronizada pelos "Standard Methods for the Examination of Water and Se chamarmos de La a DBO de (a quantidade de necessária para a ter" (ref. mede a quantidade de oxigênio necessária para estabilizar estabilização no primeiro de desoxigenação, de y a DBO exercida no tempo a matéria orgânica presente numa amostra, após um certo tempo (tomado para de L a DBO permanecendo (DBO no tempo então as seguintes relações comparação A quantidade em 5 dias) e a uma temperatura padrão para efeito de comparação DBO são verdadeiras, com referência Figura 3.6. importante de matéria orgânica presente indicada pela determinação da dimension nar as estações de tratamento de esgotos e medir sua eficiência. Quanto maior o para se conhecer o grau de poluição de uma água residuária, para se 53</p><p>Valor típicos médios de para a temperatura de na base são apresentados no Capítulo 4 (Autodepuração dos Corpos Exemplo: calcular a DBO final de 1° estágio La para esgoto cuja La DBO EXERCIDA (de 5 dias) a 20°C é 300 mg/l; a seguir calcular a DBO de 7 Dados: Pede-se: = 300 mg/l t=5d Y L DBO REMANESCENTE Fig. DBO remanescente e exercida em função do tempo Para o esgoto doméstico comum já se para várias a relação (DBO total de estágio / a 20°C esta relação é aproximadamente Neste dt caso, o exemplo acima poderia ser imediatamente resolvido: Os valores das constantes de reação, assim como os valores da DBO variam com a temperatura. As expressões seguintes exprimem esta variação: é uma constante de reação que para um esgoto médio ou para água poluída costuma tomada igual a (para 20°C). No entanto, o valor de pode = varia de (para a faixa de temperatura de a a (para a faixa de o valor 1,047 é muitas vezes 0,05 a ou mais, de acordo com o tipo de esgoto. Pode-se determinar o valor real de a partir da determinação de uma série de valores A formulação que relaciona a DBO final de 1° estágio à variação de temperatura pode da DBO, medidos em diferentes tempos. Há vários métodos para este como ser expressa por: Thomas, de Moore, dos mínimos quadrados, etc. (ref. 3.7). Alguns autores trabalham com a constante de reação tomada sobre a base invés de sobre a base Neste caso a constante deve ser corrigida: base e base 10 base 10 = base e 55</p><p>Exemplo: com dados do exercício calcular a DBO de 7 dias à nitrogênio presente no esgoto fresco está quase todo combinado ratura de 30°C de sendo 0,23 (do exercício anterior) forma de proteína, aminoácidos e as bactérias no seu trabalho de oxidação biológica transformam o nitrogênio presente primeiramente em depois em e depois 0,23 em A concentração com que o nitrogênio aparece sob estas várias formas indica a idade do esgoto ou sua estabilização em relação à demanda de A figura 37 de representa o ciclo do necessário calcular e Cálculo é de sendo = 438 (do exercício anterior) Cálculo de final de = lo caso da DBO nitrogenada ocorre primeiro uma oxidação da a nitrito, is de nitrito a nitrato: H3 estas reações 4,33 gramas de oxigênio são necessários para a oxidação de 1 de em No ensalo da DBO a nitrificação só costuma ocorrer depois de 5 a 8 dias, bis da medição da DBO Mas se já existirem bactérias nitrificantes na a influência da demanda nitrogenada pode ocorrer antes do carando assim o resultado da DBO Por isso o teste como descrito dard Methods recomenda a adição de agentes Fig. Ciclo do nitrogênio As formas de nitrogênio e fósforo Os nitritos são muito instáveis no esgoto e se oxidam facilmente para a forma de Nitrogênio: pode-se constatar estabilização da sua presença indica uma poluição já antiga e raramente excede mg/l no esgoto ou 0,1 mg/l nas águas de os são a forma final de uma estabilização e orgânica pela verificação da forma sua presença como estão e estimar presentes o grau os de compostos de água 57 56</p><p>utilizados por animais algas ou para outras format plantas para animal. formar o nitrogênio A decomposição que por e e morte sua assim da demanda total de oxigênio (DTO): demanda teórica de oxigênio e podem ciclo se ser vegetal utilizadas e animal. num por verdadeiro pela ação o das de da vida". gera Nos efluentes de cerca tratados de 20mg/l a concentração (tratamento carbono orgânico total de nitratos pode quase zero segundo (tratamento terciário). matéria orgânica pelos testes de nitrogênio, 3.4.3.1 Demanda Química de Oxigênio, secundário) Embora seja até possível caracterizar usados a com este fim. pela determinação da A DQO "Chemical Oxigen Demand" na terminologia inglesa) corresponde à já não são mais agora como indicativa da disponibilidade demanda de quantidade de oxigênio necessária para oxidar a fração orgânica de uma amostra que seja oxidável pelo permanganato ou dicromato de em solução A ref. descre- DBO: sua importância resume-se biológica nos processos de tratamento, da dágua. ve os procedimentos para o teste da para manter a atividade indicar a carga de nutrientes lançados ou presentes num corpo Uma das grandes vantagens da DQO sobre a DBO é que permite respostas em tempo da DBO. determinações para de nitrogênio costumam indicar: muito menor: 2 horas (método do Além o teste de DQO engloba não nitrogênio amoniacal (pode estar presente sob a forma NH4+ ou amônia de de As orgânico (determinado pelo método Kjeldahl): de somente a demanda de oxigênio satisfeita biologicamente (como a mas tudo o que é a demandas de oxigênio, em particular os sais minerais Por isto pH: pH ácido a forma predominante é de ion e em pH acima mesmo a DQO é preferível à DBO para análises de despejos Valores elevados acordo 7 predomina com o a forma em de NH3: constitui o primeiro estágio da decomposição do da relação DQO/DBO são indicativos de despejos industriais menos facilmente biodegra- dáveis, inverso indica maior facilidade para o tratamento nio nitrogênio Kjeldahl ou nitrogênio total Kjeldahl. NTK (inclui o nitrogênio orgânico e A vantagem do tempo de resposta, e o fato de manter uma relação praticamente cons- tante com a para um mesmo tipo de água residuária, tem levado ao uso cada vez pelo método Kjeldahl): maior das análises de DQO, em substituição às de DBO. Alguns aparelhos foram recente- mente desenvolvidos para medir instrumentalmente a sendo não só muito eficien- nitratos; e como também de custo elevado: mas o teste é realizado em cerca de 2 minutos, com nitrogênio NT (inclui o nitrogênio orgânico, a nitritos e uma reprodutibilidade de Tipicamente a DQO varia entre 200 800 mg/l nos esgotos domésticos, com valor o existe na forma orgânica e fósforo orgânico se médio no entorno de 400 mg e se mantém entre 1.7 e vezes o valor da contra combinado à matéria em proteínas e fósforo Outra vantagem do teste da DQO é que não está sujeito à interferência da nitrificação existe sob a forma de ortofosfato e que pode ocorrer na determinação da DBO. Como desvantagem o teste de não Como dados de da matéria orgânica no esgoto doméstico, pode-se citar permite conhecer a parcela da amostra que pode ser oxidada se resume constantes da Tabela 3.4. Estes valores podem ser diferentes em diversas localidades à demanda de oxigênio no curto período do não indicando a evolução do consumo países, de acordo com usos práticas locais, como por com a permissão de oxigênio ao longo do tempo, proibição de fabricação de detergentes e compostos ricos em fósforo (valores típicos 3.4.3.2 Demanda Total de Oxigênio, DTO nos países ricos são muito menores que os apresentados na Tabela 3.4). A DTO "Total Oxygen na literatura em inglesa) consiste em uma determinação instrumental capaz de não ser afetada por certos poluentes que interferem 3.4.3 Outras determinações mesmo no teste da DQO (por exemplo, e sendo o teste realizado em de 3 Além das determinações de DBO e das formas de nitrogênio, há outras que caracterizar a matéria orgânica, como: 3.4.3.3 Demanda Teórica de DTeO oxigênio consumido não utilizado em termos práticos para A DTeO (TEOD, "Theoretical Oxygen na literatura em inglesa) oxigênio dissolvido utilizado praticamente para corpos ponde à quantidade de oxigênio que estequeometricamente necessário para oxidar medição da fração de sólidos presente nos sólidos totais (sujeita a completamente um dado composto. demanda de muito utilizado em controle de operação 59</p><p>VALORES TÍPICOS DE DE CARGA (MG/L) NO ESGOTO Médio Esg. Fraco Esg.Forte 400 200 800 200 100 100 400 0 92 20°C 0 0 90 O.D. 40 20 85 Total 10 80 20 35 Orgânico 20 10 50 70 Livre 0,05 0 0,10 60 50 0,20 0,10 0,40 Nitratos, 10 5 50 20 Total 4 2 7 13 6 3 Fóstoro Exemplo: calcular a para se processar a oxidação total de uma solução 100 mg/l de glicose peso molecular da glicose = (6x12)+(12x1)+(6x16) = 180 peso molecular do oxigênio = 6 (2x16) = 192 = (192/180) 100 mg/l = 106,6 mg/l Fig. de Oxigênio Como se trata-se de um valor calculado, e não medido como os demais métodos acima Em termos práticos, é de dificil uma vez que será necessário conhecer-se a composição exata da amostra 3.4.3.4 Carbono Orgânico Total, COT se proceder aos cálculos. Os testes de COT (TOC, "Total Organic Carbon" na literatura inglesa) são baseados na oxidação do carbono da matéria orgânica para de carbono e na determinação de Relações médias, aproximadas, entre os vários testes acima descritos para absorção em KOH ou por sistema instrumental estão representados na Figura (ref. 3.8). A Fig. 3.9 representa medições DQO e DTO para uma mesma fonte e amostra ao longo do 3.4.4 Contribuição unitária da DBO e de SS cando-se bem as relações entre estas determinações (ref. 3.9). A contribuição unitária da DBO é um dado importante, muitas vezes utilizado para dimensionamento e projeto das unidades de Muitos pesquisadores tentaram relacionar a DBO de uma comunidade à contribuição unitária de seus Uma 61</p><p>relação de valores determinados ao longo do tempo, constituindo-se verdade em dos clássicos, tanto para a DBO como para a matéria sólida em suspensão, é encontrada na ref. Verifica-se pela tabela que as pesquisas ali referidas são antigas, tendo por muitos anos adotados os valores de g.DBO/hab.d 90 g.SS/ hab.d. Observações recentes mostraram que os valores da DBO unitária têm aumentado, em particular nos centros mais para 80 a e a matéria sólida para 90 a 100 g.MS/hab.d 3.6). Estes valores mais elevados ocorrem muitas vezes devido à prática comum nos países ricos, de despejar restos de comida na própria pia de cozinha, dotada de triturador apropriado, de forma tal que esta contribuição alcança a rede a estação de tratamento de esgotos, ao invés de ser colocada no Em países tropicais e regiões menos desenvolvidas a DBO unitária medida tem sido como (ref. 3.11): 23 hab.d 36 g.DBO/ hab.d Sudeste Asiático 43 hab.d India g.DBO/hab.d Medições feitas no Rio de pela antiga SURSAN (Superintendência de Urbaniza- ção e Saneamento), em apresentaram valores entre 50 e 54 g Medições realizadas em Belo Horizonte em 1995 relacionaram a carga unitária a populações de diferen- tes estratos econômicos, variando entre 33 e 58 DBO/hab.d (ref. 3.15). Na ausência de determinações diretas, a ABNT recomenda adotar cargas unitárias na faixa de 45 a 60 90 a 45 a 70 8 a 12 g.N/hab.d e 1,0 a 1,6 g.P/hab.d (ref.3.1). DTO Exemplo: para o exemplo do item calcular a carga a concentração de DBO afluente à Carga afluente = hab.x kg kg 3.4.5 Variação da DBO e dos SS Dentre os dados que afetam a operacionalidade das estações de tratamento, merece destaque especial a variabilidade que se pode para a qualidade do afluente à ETE. A Tabela mostra as concentrações médias de DBO e de SST. e os respectivos coefici- entes de pico, no ano de para estações de tratamento no Rio de Janeiro, cujos esgotos afluentes apresentam características fortes, médias, e A Tabela 3,6 por sua 3 4 6 7 8 15 16 17 18 1 2 5 9 10 11 12 13 14 vez mostra as concentrações ocorrendo mês a mês na ETE no Rio de Janeiro, para DBO e SST, no ano de SEMANAS interessante observar que existe, além da variação típica de vazão (da ordem de 1,6 a 1,8 em geral), uma variação também da concentração de DBO de SST. ao longo dos meses, Fig. semanais de esgoto bruto 63</p><p>principalmente à variação da contribuição de águas pluviais e da infiltração na da devido de ordem esgotos Enquanto de na a experiência norte-americana do de Rio vazões de Janeiro de a águas relação mostrou pluviais faixas de em carga mais nossos absoluta, elevadas coletores. que VARIAÇÃO DA DBO E DE SST AO LONGO DO ANO ETE RIO DE 1994 maior influência devido a de verão. Em termos intensas nosso caso uma certa Janeiro 131 137 em entre rendo os geralmente esta picos variação de nas vazão vem dos a ser meses menor. chuvosos existindo de verão, e as menores concentrações di Fevereiro 183 188 Março 150 172 matéria orgânica neste ETE do esgoto afluente a uma pode Abril 133 149 Vale que as características dos anos, ou como se verifica nas tabelas Maio 174 214 proximamente em 1994 constante para ao longo a ETE Penha. A tendência no entanto é que, para um Junho 139 152 Julho 268 377 tadas, longo, os valores assim que médios a variabilidade se dos afluentes à ETE constitui um Agosto 223 199 importante a se considerar em relação à operacionalidade da estação. Setembro 358 287 Outubro 351 383 TABELA Novembro 227 202 VARIAÇÃO DA DBO E DOS SST AFLUENTES A ETES Dezembro 178 208 DBO DBO SST SST Média 210 231 máx/méd mg/L ETE 245 259 1,64 TABELA Penha COMPOSIÇÃO TÍPICA DOS PRINCIPAIS 229 1,57 237 1,71 MATÉRIA SOLÚVEL E PARTICULADA 178 1,26 150 1,17 Média 217 1,45 215 1,50 por Particulada Total de 65 135 200 130 260 400 N total 20 10 30 5 2 7 3.4.6 DBO e DQO solúvel Ref. J.6 A recente de se referir às fases e particulada nos esgotos trouxe conceitos estudo de seus representativos, sabendo-se hoje que as de de reação por exemplo, são afetadas pela 3.4.7 Relação DBO/ N/ de no Tem sido comum portanto referir-se aos presentativos de acordo com sua distribuição, como ou A DBO. A relação em peso de DBO/ N/ P considerada muitas vezes como indicadora da indica a distribuição típica nos esgotos domésticos não apenas para a viabilidade do tratamento Tem sido usual a relação 100/5/1 como igualmente ses valores para a e sólidos em suspensão. necessária para manter um balanço adequado de matéria orgânica e nutrientes para o tamento biológico (100 mg/l de DBO para 5 mg/l de N. e para de Outro poderão sofrer variação de acordo com as características locais importância tratado das aspecto lagoas de acordo importante facultativas com o tipo a parcela de sólidos no efluente como é o tratado, caso das podendo algas no 65</p><p>3.4.8 Outros controle e operação das estaçõe se torna necessária a retirada de pelo menos um dos elementos nutrientes, de qualidade muito importante logaritimo para negativo da concentração de um tratamento No tratamento de esgotos deve-se ter um cuidado especial quando o corpo receptor é um lago ou lagoa, para não causar um enriquecimento de de hidrogênio. tratamento Outro Tipicamente é o pH. E varia definido entre como o Esgotos velhos ou sépticos têm pH inferior que se denomina "eutroficação" ou Um exemplo típico desta situação reu no Lago em que se tornou com o lançamento dos efluentes tratados a nível secundário das duas principais ETEs do Distrito Federal, tendo neces- implantar tratamento terciário nas ETEs das Asas Sul e Norte que reverter a situação de eutroficação do pH 3.5.2 Indicadores da poluição Outros constituintes do também em particular comuns são: os sulfatos e o vezes este sérios, último de Há vários organismos cuja presença num corpo dágua indica uma forma qualquer de os formado pela ação de bactérias, causando problemas algumas odore poluição. Para indicar no entanto a poluição e para medir a extensão desta contami- nação, usa-se adotar como indicadores bactérias de origem corrosão: podem afetar os processos biológicos de tratamento filtros causando e Estas bactérias são típicas do intestino do homem e de outros animais de sangue quen- sais de ferro: dos tanques de aeração ou do meio nos te em e justamente por estarem sempre presentes no excremento huma- dos cloretos, difusores tanto da contribuição humana (cerca de 6 g/hab.d), como do subtent no em elevada quantidade (100 bilhões de coliformes por exemplo) devem em particular nas regiões da costa. ser de fácil isolamento e simples quantificação, para serem adotadas como referência para indicar e a grandeza da Quando presente nos excretas de um doente, portador de um organismo ela virá acompanhada deste organismo capaz de trazer as conhecidas doenças de veiculação Seria por demais trabalhoso, demorado e custoso realizar todas as análises para determinar a presença e identificar os Características Biológicas diversos organismos patogênicos no esgoto; assim. ao invés se investiga a presen- de organismos indicadores específicos. o engenheiro, lidando com o controle de poluição e tratamento de Entre os organismos usualmente investigados, aceitos como bons indicadores pode-se alguns conhecimentos básicos no campo da biologia: à medida que suas funções e sabilidades deverá contar com a assistência de um biólogo ou se Coliformes totais (CT): estudo da matéria. As ref. e são recomendadas. Coliformes fecais (CF): Escherichia coli Estreptococos fecais 3.5.1 Microrganismos da água residuária fecais Os organismos encontrados nos rios e nos esgotos são: as 3.5.2.1 Coliformes totais (CT) gos, os protozoários, os as algas e os grupos de plantas e de As bactérias do grupo coliforme total foram as primeiras adotadas como indicadoras da As bactérias constituem o elemento mais importante deste grupo de poluição No entanto, a presença de bactérias do grupo total numa água ponsáveis que são pela decomposição e estabilização da matéria orgânica (Fig. residuária não necessariamente, que seja de contribuição humana ou pois na natureza como nas unidades de tratamento estes organismos embora estejam associados à matéria fecal podem também se desenvol- As algas não interferem diretamente nas unidades convencionais de ver em vegetação, no e serem carreados com a água de Por os nas lagoas de estabilização onde desempenham um papel importante na oxidação o coliformes fecais e grandes variedades de espécies, foram desenvolvidos testes especifi- redução das No entanto as algas se desenvolvem com cos para medit coliformes e outros to de de estações de tratamento, ricos em nutrientes (nitratos e do cimentos" mesmo ou a ser um fator de indesejado e podem quando o crescimento se dá da em água. demasia interferir com o uso 67</p><p>estatística de sua estimativa concentração A medida dos Número Mais é dada Provável por uma de (NPM/100 totais, determinada ou como de origem humana, vulgarmente chamados de As conhecida técnicas o esgoto como bruto o de contém cerca (ref. de 106 3.4). a NMP/100 ml de colis cerca de através do aparelho circulatório e pulmões, e se fixam no de onde são eliminados com as fezes, nos adiante Os ovos de helmintos dar ori- gem a formas embrionárias que podem permanecer viáveis por meses ou contami- a nando alimentos, solo, e água. Teor típico de helmintos:</p><p>Exemplo: com de e DBO de 1.000 possui a seguinte população equivalente. carga de p.e. = 1.000 + = 18.518 hab. CAPÍTULO 4 No projeto de uma estação de tratamento de esgotos domésticos, deve-se levar em Autodepuração dos Cursos D'água conta a conveniência em se receber a contribuição de uma parcela das indústrias, e quanto isto representará do ponto de vista econômico ou de Os acréscimos rela- tivos à carga industrial devem ser ressarcidos pelas indústrias através de tarifas A ABNT estabeleceu critérios para recebimento de efluentes líquidos industriais no 4.1 Introdução sistema coletor público de esgotos sanitários, apresentando limites máximos admissíveis no lançamento de esgotos industriais, no caso de rede com sistema de tratamento As águas servidas das comunidades são coletadas pela rede de esgotos sanitários, encaminhadas a uma estação de tratamento, ou a que esses esgotos à ETE e o esgoto tratado por sua vez é lançado nos "corpos rios em geral, lagos, oceano. De acordo com o grau de tratamento, em destes lançamentos Referências de esgoto os corpos d'água receptores podem ter alteradas propriedades físicas, químicas, e No caso de lançamento de esgoto bruto, este pode acarretar sérios 3.1 "Elaboração de Projetos de Sistemas de Tratamento de inconvenientes à vida aquática, uso da água para para a para Rio de Janeiro, 2009. recreação, etc. Torna-se necessário assim, antes dos lançamentos dos esgotos nos corpos 3.2 NBR "Projeto, Construção e Operação de Sistemas de Tanques Rio dágua, que se minimize as interferências contrárias ao uso da água e à vida Este de 1997. condicionamento ou tratamento prévio leva em conta não apenas as características de uso NBR "Projeto de Redes Coletoras de Esgoto ABNT. 3,4 "Standart Methods for the Examination of Water and Wastewater" benéfico da água e a legislação mas também a capacidade receptora e a capacidade de autodepuração dos corpos nos quais se o USA. 3.5 Metcalf and Eddy "Wastewater Engineering". Mc Graw Hill, New 2003. o grau de tratamento necessário será sempre função do corpo receptor, das caracteris- WEF. "Design of Municipal Wastewater Treatment Plants", USA. ticas de uso da água a jusante do ponto de de capacidade de autodepura- Thomas, H.A., W.B. "Simplified Methods for Analysis of BOD ção, e das características e condições dos Sewage and Industrial Havera sempre o interesse, por parte dos responsáveis das autoridades, em se fazer o W. D. Pollution Pemberton Press. 1970 o mínimo em termos de tratamento, por razões de ordem Na verdade, se apenas 3,9 apostilas do curso de Controle de tratamento primário for suficiente do ponto de vista do corpo não porque se 3.10 Zanoni e Per Loadings of Domestic JWPCF. set. ainda pelo menos de início, uma estação com tratamento Por outro lado, e Mara, D.D. "Sewage in Hot Climates". John Wiley, por razões deve-se ter em mente que os processos mais sofisticados McKinney, "Microbiology for Sanitary McGraw New 1962 Britto, E.R., "Introdução à Biologia clima oneram tanto no custo da construção como no da operação e manutenção. Em regiões cujo Ceballos, B.S.O Microbiologia Sanitaria y Ambiental, in Sistemas de Lagunas de é favorável a sistemas mais simples de como lagoas de estabilização, McGraw Hill, sistemas devem ser Campos, H.M. Non Sperling, "Proposição de Modelos para Determinação de tros de Projeto Para Sistemas de Esgotos Sanitários" 1995. 3.16 S.R. "Wastewater Treatment Technomic Publ. Co., USA 4.2 Diluição "Critérios para Recebimento de Líquidos Industriais no Sistema Coletor Público de Esgotos ABNT Rio de Janeiro, 1985. ficação da diluição A forma mais imediata de determinação do grau de tratamento é pela ven- 70 71</p><p>Fair e Geyer, autores que nos anos 60 foram o da literatura em engenharia sanitária sugeriam as seguintes necessidades de vazão nos cursos dágua, para recebimento de esgotos "in natura": em rios velozes: por 1000 habitantes em rios médios: por 1000 habitantes Sendo: em rios lentos: 65 por 1000 habitantes C concentração do na mistura concentrações no esgoto lançado e no curso dágua antes do lançamento de Com efeito, os rios mais velozes apresentam maior e dai maior esgotos de de mistura e de depuração dos esgotos lançados. vazões do esgoto lançado e do curso dágua antes do lançamento de Já a experiência inglesa, indicava as seguintes necessidades de tratamento, de acordo com os graus de diluição, como mostra a Tabela 4.1 (ref. Exemplo: Uma bacia contribuinte com 20 mil habitantes lança TIPO DE TRATAMENTO SEGUNDO DILUIÇÃO qualquer tratamento a um pequeno afluente do do A vação sem respondente é de 3520 e a DBO de 200 mg/l. A esta contribuição con- Grou de Diluição Tipo de Tratamento os despejos de orgânica de e de Acima de 1:500 Grades e caixa de areia 900 mg/l. Estes despejos no entanto, são tratados no 500 a 1:300 Sedimentação simples em um reator anaeróbio de fluxo que em 90% a 1: 300 a 1:50 Sedimentação e precipitação orgânica, representada pela DBO. o antes de receber estas contribuições poluentes, tem vazão de e DBO de Calcular as novas Abaixo de 1:50 Tratamento biológico do rio na região de Vazões: do esgoto doméstico = 3520 Todas estas indicações são, no dos anos 60 e 70, e as exigências ambientais de dos despejos industriais = 850 hoje são muito mais havendo um conhecimento muito maior dos qui- do rio, antes da mistura = 5 = 432000 micos e biológicos que ocorrem nos corpos dágua. do rio na região de mistura: Assim é que as recomendações relativas ao grau de tratamento pela diluição consistem hoje apenas em indicações preliminares, que não podem ser adotadas sem que uma avali- Concentração de DBO antes do ação rigorosa da capacidade de de cargas de esgoto e de autodepuração seja do esgoto doméstico = 200 mg/l realizada. dos despejos industriais = = 90 do rio = 6 Concentração de DBO do rio na região de C: 4.3 Mistura Inicial C Imediatamente após o lançamento dos esgotos no corpo receptor, ocorre uma nova concentração dos indicativos da qualidade do corpo dágua, a que se pode chamar a concentração da Esta nova concentração, na região do lançamento, ou DBO (200x3520) + (90x850) + (6x432000) zona de é função apenas da diluição inicial, e pode ser calculada pela aplicação 436370 de uma média DBO + 2592000 436370 73 72</p><p>- de de - de de - de - de - o A de de de 2 de 3 de - de - 50% 7.5 - May - 20 4.4 Autodepuração dos Cursos de - - simples - de - e a em relação de - de - As de for de cargas de Na de - de for que a de de vida de de - - - a de de - - Na de de . - de que de - de - A de de - - de de de de - cade - de de - - de - do de de - de de de de - de - - do de - 42 a de</p><p>% PERCENTAGEM DE SATURAÇÃO DO Os consumos e de oxigênio: gerados pela decomposição biológica da 100 de plantas e animais, e pela demanda imediata de e carbonácea nitrogenada, pela decomposição de sedimentos do fundo, pela respiração orgânica As fontes de oxigênio: o oxigênio dissolvido proveniente de afluentes, gas de barragens e reservatórios, da e da natural ou de descar. (TEMPO) A equação geral que representa o balanço de oxigênio um pode ser expressa na forma: Fig.4.2 Curva clássica de depleção do oxigênio ac E Portanto, como visto no exemplo anterior, na zona de mistura passa-se a ter uma nova E a jusante do ponto de lançamento ou da zona de novas concentra- concentração de OD. mg/l ções são obtidas, para diversos de qualidade. Ocorre de início uma queda dos tempo em qualquer ponto, seg. valores, para em seguida dar-se uma velocidade do escoamento na direção m/s No estudo da variação da qualidade de um rio, isto é, da concentração de um E coeficiente de dispersão, qualquer da mistura, três casos gerais podem ser considerados: distância, m aquele em que a concentração do parâmetro em estudo não decai no tempo, ou não S consumo e fontes de mg/l.s desaparece no corpo receptor através de fenômenos de ou outros: nesse caso o é dito conservativo, e exemplos típicos são sólidos A dedução dessa equação pode ser encontrada em literatura (ref. dissolvidos, cloretos, pesticidas, herbicidas (na verdade esses dois últimos decaem. Essa equação admite que a concentração do oxigênio uniforme ao longo de uma mas muito seção e que esta seção é constante ao longo da o primeiro termo aquele em que a concentração do parâmetro em estudo decai no tempo, como é o caso representa a influência da dispersão, o segundo termo a do transporte advectivo, e o da do oxigênio dissolvido, dos organismos coliformes: nesse caso o é mo termo a influência das reações aos consumos e aportes de dito não e Nos rios, a dispersão turbulenta, isto é, a mistura é em geral o caso do nitrogênio e do em que formas individuais desses variam e a equação que representa o balanço de oxigênio se expressa então por: ao longo do percurso (nitrogênio se transformando em nitrito e depois em nitrato, por exemplo). 4.5 Balanço de Oxigênio Um dos melhores indicadores do equilíbrio de um ecossistema aquático é o teor de 4.6 Consumo de Oxigênio (Desoxigenação) oxigênio várias dissolvido (OD). o anexo indica a solubilidade do oxigênio na água para temperaturas, ao nível do A diferença entre essa concentração de e o processo de decomposição biológica da matéria orgânica se inicialmente em denomina a concentração real que se verifica em qualquer ponto do corpo dágua constitui o que se esta presença de o que gera uma desoxigenação no meio Ao longo do tempo de D. déficit de oxigênio indica uma situação de desequi- desoxigenação pode ser representada pelo decaimento da e as equações se- causada normalmente por agentes poluentes. siderando já 10): no capítulo podem ser aplicadas para a matéria (con- No estudo do balanço de oxigênio no corpo dágua, devem ser a base 76 77</p><p>No caso do esgoto bruto, por exemplo, a constante global é mais esgoto tratado: no primeiro caso há um consumo rápido de elevada que a do diminuição relativa à fase no caso do efluente tratado seguido de menores de reação. orgânica inicial já foi eliminada na estação de tratamento, resultando a velocidades parte da matéria para a demanda carbonácea do esgoto bruto tratado, na base 10 e na base e. de A Tabela 4.3 (ref. 4.1. 4,4 e 4.5) mostra faixas de variação da constante reação Sendo: 4.6.2 Consumo pela matéria nitrogenada L - a DBO remanescente no tempo mg/l - - a DBO total de estágio, mg/l No capítulo 3 se apresentou o comportamento da demanda de oxigênio da constante de nitrogenada, que segue uma operação de primeira tal como a da matéria matéria o tempo decorrido, d cea: y a DBO exercida no tempo mg/l N = A equação acima não leva em conta o efeito dos bancos de lodo e dos sólidos do fundo que também consomem DBO (demanda mas imagina um rio relativamente Sendo: profundo, grande, sem depósitos importantes de N a DBO remanescente no tempo As equações acima poderiam estar referenciadas à base a DBO total de 2° estágio, mg/l kg constante de desoxigenação (estágio e o coeficiente de desoxigenação seria o tempo decorrido, d (base In (10) (base Estequiometricamente a demanda nitrogenada, pode ser estimada em função da quantidade total de nitrogênio oxidável (nitrogênio orgânico mais ou NTK. Nitrogênio Total que no esgoto sanitário se acha normalmente faixa de 20 a 85 mg/l. 4.6.1 Constante de desoxigenação k, Para as reações de oxidação da a nitrito (ação das e deste a nitrato (ação das a demanda de oxigênio pode ser representada pela relação: A reação ocorre em duas fases: no início uma fase de na qual os DBON = 4,33 NTK (ver capitulo 3) microrganismos a matéria orgânica para satisfazer suas necessidades de cres- isto cada grama de NTK gera uma DBON = 4,33 cimento e um aumento da população de organismos e o corresponden- consumo de Após o esgotamento da matéria orgânica, os organismos passam a consumir oxigênio para satisfazer as necessidades da chamada respiração 4.6.3 Constante de desoxigenação resultando em uma auto-oxidação da matéria celular, em uma diminuição no número de organismos, e em uma sucessão de A taxa de reação devido aos organismos nitrificantes é bem menor que a relativa aos As velocidades ou taxas com que ocorrem estas duas fases são sendo a velo- da da Assim, a devida à presença da matéria nitrogena- cidade de reação da fase de síntese muito maior que a do metabolismo demanda será Na desoxigenação composto carbono. mais lenta em relação à devida aos do te-se Esta constante de desoxigenação é assim variável para cada mas na prática admi- essa velocidade de reação será em muito, função do tipo de poluição uma taxa global de reação que equivale às taxas das fases de síntese e presença de lançado tratamento de no curso dágua: ela será lenta se os esgotos lançados forem não tratados e a A constante é também função da natureza da matéria orgânica organismos nitrificantes baixa: mas será elevada se forem lançados efluentes do tipo e grau de tratamento do esgoto, e do tipo e grau de poluição do corpo secundário bem oxidados e ticos em organismos Como indicação geral pode variar de 0,10 0,60 (base 79 78</p><p>4.6.4 Efeito da temperatura A figura 4.3 ilustra esses sendo a taxa de reação medida A velocidade com que ocorre a reação da DBO é uma função da temperatura, visto que as reações biológicas são aceleradas pelo aumento da temperatura. timica) ao tempo percurso, eixos cartesianos de pela tangente da inclinação da reta que relaciona a DBO (escala em am par de Assim, a taxa de desoxigenação varia com a temperatura, podendo adotar-se a seguin- expressão, para a temperatura 7 e para a temperatura de referência normalmente 20°C: K. FRASCO Kr Vários estudiosos têm sugerido valores específicos ou faixas de valores para o coefici- ente de correção da temperatura podendo ser indicado: para a demanda para a ação dos To) para a ação das To) OXIDAÇÃO É interessante observar que o aumento da temperatura aumenta a velocidade ou taxa TEMPO de reação mas o valor da DBO total permanece o mesmo. Fig. 4.3 Constantes de desoxigenação no rio 4.6.5 Constante de desoxigenação no rio A taxa de reação determinada a partir de resultados de é válida para a oxidação biológica que se processa no interior do frasco de DBO. TABFLA FAIXAS DE VARIAÇÃO No corpo dágua num rio em particular - a velocidade de eliminação da DBO é devida não somente à oxidação biológica, tal como ocorre no frasco de mas Situação bém a outros mecanismos de remoção da matéria como a sedimentação e a BASE BASE 10 ESGOTO bruto A taxa de reação no corpo dágua, no adquire um valor tal que > já que do tratamento primário reflete todos os mecanismos de remoção da incluindo a efluente do tratamento biológico (k) A equação que se aplica é então: pouco poluídos com oxidação biológica "normal" rios com alguma sedimentação onde k, reflete principalmente a sedimentação e a oxidação. Depois que a com sodimentação e/ou rios rasos, com elevada oxidação sedimentação ocorre, resta a oxidação biológica como fator de consumo de oxigênio, e a taxa pode decrescer em valor para Ref. é sensivelmente maior que uma vez que as matérias em suspensão e A Tabela 4.3 (ref. 4,4 e 4.5) mostra faixas de variação da constante de reação para ainda estão presentes antes da Ainda que (oxidação no rio) e (oxidação no frasco) se refiram ao consumo de demanda Para em rios, em diferentes na base 10 e na base oxigênio por oxidação biológica, é superior a uma vez que no rio existirá sempre nando-se a DBO nos pontos extremos de cada trecho e os respectivos tempos de percurso, um rio em estudo pode-se conhecer para seus trechos determi- suspensão mistura ocorrendo principalmente nos rios de- aplicando-se a seguir a equação do decaimento, para trechos com vazão e área aproximada- manda devido à biomassa do fundo, o que não existe no frasco de ensaio da DBO. mente 80 81</p><p>importante observar que os resultados de obtidos dessa maneira serão bastante Exemplo: o caso seguinte, para trecho no do superiores que resultariam da medição da taxa de desoxigenação a partir de ensaios em exemplifica esse Dados: frasco (nesse caso se obteria Casos reais, citados por Castagnino (ref. e Thomann (ref. indicam relação mg/l de até 10 vezes entre os valores obtidos (rio = rio Missouri, k, kj k, = Q1 = Q2 Tittabawassee, USA. = Exemplo: Uma campanha de campo realizado em trecho do Rio do In 172,3 0,74 no estado de São Paulo, dispunha de 6 estações de Mediu-se 2 k,= = = estações, a 250 e a 210 da as concentrações de 4-4 0,5 0,5 mente 2,8 e 1,2 A velocidade do escoamento foi medida, igual 0,73 m/s. o valor da constante real de desoxigenação pode então ser calculado, km: 4.6.6 Demanda bentônica X2 = 210 km: v=0,73 m/s m/d Uma outra forma de consumo de oxigênio se verifica fundo dos quando estão cobertos com lodo orgânico biologicamente ativo, resultante da deposição de sólidos nicos em suspensão, e da transferência da matéria orgânica à biomassa do Nesse caso, além da demanda nos depósitos ocorre também um consumo de oxigênio pelos produtos da degradação no meio A tabela 4-4 (ref. L, indica alguns valores médios de consumo do lodo do fundo, e da respiração por organis- In mos medidos em gramas de oxigênio por metro quadrado e por dia 4,4 CONSUMO DE OXIGÊNIO NO FUNDO DOS CORPOS DÁGUA (2,8) In Composição Tipico 210)1000 Lodo de esgoto doméstico próximo ao ponto de descarga 2-10 4 a jusante da descarga 1-2 1,5 Lodo de estuário 1-2 1,5 Nos casos que a DBO é muito baixa, a determinação de k, pode ser menos confiá- Fundo arenoso 0,2-1,0 0,5 uma vez que DBOs muito baixas estão sujeitas a maior erro de determinação. É o caso do Rio do Sul no trecho do estado do Rio de Janeiro: não obstante, em pesquisas Solo mineral 0,05 0,1 0,07 a partir de campanhas de campo, coordenadas pelo autor nesse rio, variou na faixa de apenas 0,55 a 0,79 (ref. Para os casos de variação de vazão ao longo do trecho em estudo, o efeito de diluição 4.6.7 - Demanda imediata de oxigênio deve ser tomado em Uma simplificação pode ser adotada, introduzindo a variável carga, não concentração, que dessa forma incorpora as o lançamento de despejos industriais nos corpos contendo certos produtos pode resultar em uma demanda imediata de na região de 83 82</p><p>Nesse caso, paralelamente à taxa de desoxigenação ocorre uma taxa de demanda Exemplo: um rio largo, profundo, de velocidade contém em ata e a demanda total será igual à soma da exercida pelos dois qual será o Déficit de oxigênio nesta seção? seção a concentração de 2,3 mg/l de OD à temperatura de determinada 4.6.8 Respiração e da tabela de saturação de oxigênio em água (Anexo II) vem que o OD de ção a 15oC é 10,3 mg/l. É considerar o consumo de oxigênio pela respiração das plantas, sem levar em o Déficit será assim: conta a produção de oxigênio através da São dois fatores que devem ser estudados em conjunto, e que apresentam uma característica de complexidade D = uma vez que envolvem um sistema biológico de grau elevado, de ser traduzido em um modelo Tal dificuldade pode ser avaliada considerando a produção líquida de oxigênio Quando este Déficit é considerado no início de um trecho qualquer em estudo, cha- vido menos respiração) e o modelo que representa essa produ- mado Déficit Inicial, Da. Como fatores de entrada o modelo deveria contar com a intensidade da radiação, níveis de nutriente, a concentração de OD, a temperatura; o modelo a partir desses dados 4.7.2 Taxa de reoxigenação ou de reaeração indicaria populações de algas, e forneceria então a disponibilidade de OD a partir do processo Existe uma taxa de reoxigenação da função da temperatura da água, da área Em termos práticos se tem buscado essas relações através da monitoragem de clorofila da interface ar-água, e da renovação desta interface pelos movimentos do conjunto no corpo dágua, que é um indicador do grau de presente. É possível água. Esta taxa pode estar referida na base 10 ou na base sendo por sua vez, ter-se uma indicação do teor de oxigênio produzido por hora e por grama de A Tabela 4.5 indica algumas faixas típicas da taxa ou coeficiente de nas clorofila bases 10 e Pode-se observar que lagos e rios pequenos com baixa velocidade apresen- tam um coeficiente de reaeração mais baixo do que grandes lagos e rios com grande vazão e trechos em corredeiras, sendo comum que este coeficiente varie mesmo rio de acordo com as características do trecho 4.7 Fontes de Oxigênio Reaeração TABELA 4.5 o oxigênio usado pelas bactérias é recomposto através do da isto FAIXAS TÍPICAS DO COEFICIENTE DE REAERAÇÃO da absorção do an pela água, durante o escoamento do rio, possibilitando a continuação do processo de decomposição aeróbia. Base Base 10 Esta ação é principalmente de natureza física, e é maior à medida que aumenta a turbu- do rio, sendo assim função da geometria do rio, de seu grau de mistura, da passa- Pequenos lagos e remansos gem por cascatas, da formação de corredeiras, etc. Lagos de grande porte Rios c/ baixa velocidade Rios c/ velocidade normal, sem corredeiras Corredeiras 0,46-0,70 4.7.1 Déficit de oxigênio e Déficit inicial Rio do Sul, (*) trecho de São Paulo Pode-se em qualquer ponto do rio caracterizar um Déficit de Oxigênio, D. que a trecho do Rio de Janeiro ser a diferença entre a concentração de saturação de OD. Cs. e a concentração de Rio (*) neste ponto, C: A taxa de reaeração varia com a podendo adotar-se a seguinte expressão, a temperatura T e para a temperatura de referência normalmente 20° 85 84</p><p>matéria coeficiente orgânica adimensional e tenso-ativa relacionado que influencia por sobre à presença de A cinética da segue uma reação de primeira e n. m coeficientes do rio. adimensionais relacionados por diversos a D características Vários estudiosos do curso têm dágua apresentado no qual valores serão para estes As de acordo com Se consideramos agora que no corpo já exista um Déficit Inicial no tempo (Tabela 4.6) têm sido as de para rios com velocidade formulações mais aplicadas então o Déficit de Oxigênio D. num tempo decorrido qualquer, poderá ser expresso pela Churchill, para velocidades entre 0,80 e em ambos os entre 0,05 e 0,80 de relação (integrando a equação acima): Owens. 0,60 a m. Em rios rasos, com profundidade inferior a 0,60 casos sugere-se para profundidades a de de TABELA Nesta equação em que é a taxa de não se considera ainda o fenômeno de desoxigenação. CONSTANTES DA RELAÇÃO C n Exemplo: para o rio do exemplo Inicial 8 tempera- m Autor principal 3,73 de 15°C. após 2 dias de percurso, qual deverá ser novo de consi- 0,50 1,50 5,00 0,97 O'Connor derando-se apenas a e coeficiente 20°C) ? 1,67 5,30 0,67 Churchill 1,85 Owens D, (*) Temperatura de referência = Exemplo: para do Rio do Sml em Barra se 3,8 mg/l dos dados da velocidade e da profundidade medidas em 2 de o novo teor de OD será a diferença entre a saturação Cs (igual a 10,3 mg/l na campo, e das respectivas vazões, como mostrado calcular o temperatura de 15°C) e o novo déficit: ficiente de reaeração nesse Campanha 1: vazão: 113 4.7.3 Cálculo de k2 0,60 m/s 1,34 m Sendo o coeficiente de reacração k2 uma função da velocidade e da profundidade do Campanha 2: corpo dágua, tem sido expresso por uma relação do tipo: 440 1,00 m/s 2,85 m o coeficiente é calculado segundo a de Churchill (utilizando os eficientes da Tabela Sendo: y velocidade média do escoamento, H profundidade média, Para a campanha resulta = 1,87 e para a campanha 0,87 86 87</p>