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Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 1 Curso Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I APOSTILA 2º MÓDULO Prof(ª):______________________________________ Rua Jarbas Passarinho Nº 684 – Novo Paraiso – Canaã dos Carajás/PA – Fone: 94/ 3392-4424 / 9272-3575 etvc.edu@gmail.com Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 2 Sumário SANEAMENTO AMBIENTAL I ......................... ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. 1 - INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 3 2 - REFERENCIAIS DAS POLÍTICAS PÚBLICAS DE SANEAMENTO ........................................ 4 3 - ASPECTOS LEGAIS ................................................................................................... 5 4 – SANEAMENTO AMBIENTAL ........................................................................................ 6 2. Decantação ....................................................................................................... 10 3. Filtração ............................................................................................................ 10 4. Cloração ............................................................................................................ 10 5. Fluoretação ....................................................................................................... 11 6. Análises laboratoriais ....................................................................................... 11 7. Bombeamento .................................................................................................. 11 TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS ................................................................... 14 5. TRATAMENTO BIOLÓGICO POR LODOS ATIVADOS ...................................... 14 OPERAÇÃO DOS SISTEMAS ................................................................................. 16 DETALHES OPERACIONAIS DO SISTEMA ........................................................... 28 8. PROBLEMAS MAIS FREQÜENTES, PROVÁVEIS CAUSAS E POSSÍVEIS SOLUÇÕES. ............................................................................................................. 30 S Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 3 INTRODUÇÃO A preocupação com as questões ambientais, mesmo que crescente, ainda é muito incipiente no Brasil e aquém do desejável. Segundo o Manual de Saneamento da Fundação Nacional de Saúde – FUNASA (1), as camadas mais pobres da população são as que mais sofrem as conseqüências da baixa infra-estrutura dos sistemas de tratamento e distribuição de água, coleta e tratamento de esgoto e resíduos sólidos. A ocorrência de doenças como cólera, febre tifóide, giardíase, amebíase, hepatite, diarréia, são constantes entre esses indivíduos, evidenciando a iniquidade social existente no país e contribuindo para a diminuição da qualidade de vida da população. A Bioética, definida como “o estudo sistemático das dimensões morais – incluindo visão, decisão e normas morais – das ciências da vida e do cuidado da saúde, utilizando uma variedade de metodologias éticas num contexto multidisciplinar” (2), tem como objeto de ação refletir acerca dos temas que estão direta ou indiretamente relacionados à qualidade da vida humana no seu amplo sentido. À essas situações pode- e referenciar a ética da responsabilidade pública com relação à saúde sanitária, em especial com relação à definição das prioridades nos investimentos do Estado dirigidos a esse setor. É através de um dos referenciais da bioética, a eqüidade, associado aos princípios da responsabilidade (individual e pública) e da justiça, que se conseguirá fazer valer o direito à saúde (3). As ações de saneamento básico refletem diretamente nas condições ambientais e, em conseqüência, no bem estar humano, produzindo a redução na morbidade e mortalidade. Desta forma, pode-se correlacionar as ações de saneamento ambiental com a saúde da população, utilizando como ferramenta a vigilância epidemiológica que atua na avaliação e monitoramento, ao longo do tempo, dos riscos e agravos à saúde que tenham como origem as questões ambientais . Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 4 2 - Referenciais das Políticas Públicas de Saneamento As ações de saneamento, além de serem fundamentalmente uma ação de saúde pública e de proteção ambiental, são, também, um bem de consumo coletivo, um serviço essencial, um direito do cidadão e um dever do Estado (4). As políticas públicas para a transformação do quadro sanitário brasileiro devem passar a ser vistas pelos seus responsáveis e executores em sua verdadeira dimensão ética e social, ou seja, como instrumentos da luta maior que é o alcance da cidadania. Considerando os conteúdos que vêm norteando a defesa de uma política pública de saneamento para o Brasil, a seguir são pontuados alguns referenciais que vêm sendo defendidos em vários fóruns. Universalidade: atendimento universal da população alvo das ações de saneamento; Equidade: equivalência na qualidade sanitária de serviços, independente das condições sócio-econômicas do usuário e da realidade urbanística onde vive; Integralidade: atendimento pelos serviços de saneamento com uma visão que entenda o saneamento como um conjunto de ações, envolvendo pelo menos o abastecimento de água, o esgotamento sanitário, a limpeza pública, a drenagem pluvial e o controle de vetores; Acesso: compatibilização da política tarifária com o poder aquisitivo do usuário, mediante a prática da modicidade de preços; Participação e controle social: como requisito indispensável para tornar visível e legitimada a diversidade de interesses, bem como para a apropriação dos equipamentos de saneamento pela população; Qualidade de serviços: incluindo a regularidade, a continuidade, a eficiência, a segurança, a atualidade, a cortesia e a modicidade dos preços; Beneficência: contribui com o bem estar das pessoas por meio de ações que maximizem os benefícios, prevenindo e removendo o mal ou dano que algo possa causar. Não-Maleficência: consiste no dever de não produzir ações cujos resultados possam causar mal e/ou danos às pessoas. Acesso: compatibilização da política tarifária com o poder aquisitivo do usuário, mediante a prática da modicidade de preços; Participação e controle social: como requisito indispensável para tornar visível e legitimada a diversidade de interesses, bem como para a apropriação dos equipamentos de saneamento pelapopulação; Qualidade de serviços: incluindo a regularidade, a continuidade, a eficiência, a segurança, a atualidade, a cortesia e a modicidade dos preços; Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 5 Beneficência: contribui com o bem estar das pessoas por meio de ações que maximizem os benefícios, prevenindo e removendo o mal ou dano que algo possa causar. Não-Maleficência: consiste no dever de não produzir ações cujos resultados possam causar mal e/ou danos às pessoas. 3 - Aspectos Legais Os temas do saneamento e das políticas públicas para manutenção da qualidade do acesso à água e ao meio ambiente estão regulamentados no ordenamento jurídico brasileiro, entre outros meios, pela Constituição Federal, por legislações específicas, decretos, instruções normativas e protocolos internacionais, conforme os destaques que se seguem: · Constituição Federal de 1988 (13) Art. 23, incisos VI, VII e IX, que estabelece a competência comum da União, dos estados, do Distrito Federal e dos municípios de proteger o meio ambiente, promover programas de construção de moradias e a melhoria das condições habitacionais e de saneamento básico, além de combater a poluição em qualquer de suas formas e preservar as florestas, a fauna e a flora; Art. 196, que define a saúde como “direito de todos e dever do Estado, garantido mediante políticas sociais e econômicas que visem à redução do risco de doença e de outros agravos e ao acesso universal e igualitário às ações e serviços para sua promoção, proteção e recuperação”; Art. 200, incisos II e VIII, que fixa, como atribuição do Sistema Único de Saúde (SUS), entre outras, a execução de “ações de vigilância sanitária e epidemiológica, bem como as de saúde do trabalhador” e “colaborar na proteção do meio ambiente, nele compreendido o do trabalho”; Art. 225, no qual está assegurado que “todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao Poder Público e à coletividade o dever de defendê-lo e preservá-lo para as presentes e futuras gerações”. · Lei 8080/90 – artigos 3º, 7º, 15º e 16º(14): refere-se à organização do Sistema Único de Saúde (SUS) e as atribuições relacionadas à área de saúde ambiental, conforme transcrito a seguir: Art. 3º - A saúde tem como fatores determinantes e condicionantes, entre outros, a alimentação, a moradia, o saneamento básico, o meio ambiente, o trabalho, a renda, a educação, o transporte, o lazer e o acesso aos bens e serviços essenciais; os níveis de saúde da população expressam a organização social e econômica do país; Art. 7º, incisos II e X - referem-se à integralidade das ações dos serviços preventivos e curativos e a integração das ações de saúde, meio ambiente e saneamento básico; Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 6 Art. 15º, incisos III, IV, XV e XIX - atribuições da União, estados, Distrito Federal e municípios: acompanhamento, avaliação e divulgação do nível de saúde da população e das condições ambientais; organização e coordenação do sistema de informação de saúde; propor e celebrar convênios acordos e protocolos internacionais relativos à saúde, saneamento e meio ambiente; realizar pesquisas e estudos na área de saúde; Art. 16º, inciso II, alínea “a” e inciso IV - competências da direção nacional do SUS: participar na formulação e implementação das políticas de controle das agressões ao meio ambiente; participar da definição de normas e mecanismos de controle, com órgãos afins, de agravo sobre o meio ambiente ou dele decorrentes, que tenham repercussão na saúde humana. · Decreto n.º 3450 / 00 (15): assegura a implantação da Vigilância Ambiental em Saúde em todo território nacional. · Instrução Normativa / Fundação Nacional de Saúde - FUNASA n.º 1/01 (16): estabeleceu o Sistema Nacional de Vigilância Ambiental em Saúde (SINVAS) e definiu os níveis de competência das três esferas de governo na área de vigilância ambiental em saúde, o que vem ocorrendo de forma gradativa no país. · Protocolo Internacional - Agenda 21 (17): documento produto da Conferência das Nações Unidas sobre Meio ambiente e Desenvolvimento, que estabelece orientações para integração das ações para o desenvolvimento sustentável visando a saúde humana e a proteção ao meio ambiente. Em seu capítulo 6, que tem como título “Proteção e promoção das condições da saúde humana”, para os objetivos do presente estudo pode-se destacar os programas de redução dos riscos para a saúde decorrentes da poluição e dos perigos ambientais, além de proteção aos grupos vulneráveis. Resolução Conama 357 / 2005 4 – Saneamento Ambiental Saneamento é o conjunto de medidas, visando a preservar ou modificar as condições do ambiente com a finalidade de prevenir doenças e promover a saúde. Saneamento básico se restringe ao abastecimento de água e disposição de esgotos, mas há quem inclua o lixo nesta categoria. Outras atividades de saneamento são: controle de animais e insetos, saneamento de alimentos, escolas, locais de trabalho e de lazer e habitações. Normalmente qualquer atividade de saneamento tem os seguintes objetivos: controle e prevenção de doenças, melhoria da qualidade de vida da população, melhorar a produtividade do indivíduo e facilitar a atividade econômica. Investimentos em saneamento, principalmente no tratamento de esgotos, diminui a incidência de doenças e internações hospitalares e evita o comprometimento dos recursos hídricos do município. Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 7 A percepção de que a maior parte das doenças são transmitidas principalmente através do contato com a água poluída e esgotos não tratados levou os especialistas a procurar as soluções integrando várias áreas da administração pública. Atualmente, emprega-se o conceito mais adequado de saneamento ambiental. Com o crescimento desordenado das cidades, no entanto, as obras de saneamento têm se restringido ao atendimento de emergências: evitar o aumento do número de vítimas de desabamento, contornar o problema de enchentes ou controlar epidemias. O saneamento é de responsabilidade do município. No entanto, em virtude dos custos envolvidos, algumas das principais obras sempre foram administradas por órgãos estaduais ou federais e quase sempre restritas a soluções para o problema como enchentes. Abastecimento de água A água própria para o consumo humano chama-se água potável. Para ser considerada como tal ela deve obedecer a padrões de potabilidade. Se ela tem substâncias que modificam estes padrões ela é considerada poluída. As substâncias que indicam poluição por matéria orgânica são: compostos nitrogenados, oxigênio consumido e cloretos. Para o abastecimento de água, a melhor saída é a solução coletiva, excetuando-se comunidades rurais muito afastadas. Distribuição As redes de abastecimento funcionam sob o princípio dos vasos comunicantes. A água necessita detratamento para se adequar ao consumo. Mas todos os métodos têm suas limitações, por isso não é possível tratar água de esgoto para torná-la potável. Os métodos vão desde a simples fervura até correção de dureza e corrosão. Sistema de esgotos Despejos são compostos de materiais rejeitados ou eliminados devido à atividade normal de uma comunidade. O sistema de esgotos existe para afastar a possibilidade de contato de despejos, esgoto e dejetos humanos com a população, águas de abastecimento, vetores de doenças e alimentos. O sistema de esgotos ajuda a reduzir despesas com o tratamento tanto da água de abastecimento quanto das doenças provocadas pelo contato humano com os dejetos, além de controlar a poluição das praias. O esgoto (também chamado de águas servidas) pode ser de vários tipos: sanitário (água usada para fins higiênicos e industriais), sépticos (em fase de putrefação), pluviais (águas pluviais), combinado (sanitário + pluvial), cru (sem tratamento), fresco (recente, ainda com oxigênio livre). Existem soluções para a retirada do esgoto e dos dejetos, havendo ou não água encanada. Existem três tipos de sistemas de esgotos: Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 8 Sistema unitário: é a coleta do esgotos pluviais, domésticos e industriais em um único coletor. Tem custo de implantação elevado, assim como o tratamento também é caro. Sistema separador: o esgoto doméstico e industrial ficam separados do esgoto pluvial. É o usado no Brasil. O custo de implantação é menor, pois as águas pluviais não são tão prejudiciais quanto o esgoto doméstico, que tem prioridade por necessitar tratamento. Assim como o esgoto industrial nem sempre pode se juntar ao esgoto sanitário sem tratamento especial prévio. Sistema misto: a rede recebe o esgoto sanitário e uma parte de águas pluviais. A contribuição domiciliar para o esgoto está diretamente relacionada com o consumo de água. As diferenças entre água e esgoto é a quantidade de microorganismos no último, que é tremendamente maior. O esgoto não precisa ser tratado, depende das condições locais, desde que estas permitam a oxidação. Quando isso não é possível, ele é tratado em uma Estação de Tratamento de Água Residual (ETAR). Disposição do Lixo O lixo é o conjunto de resíduos sólidos resultantes da atividade humana. Ele é constituído de substâncias putrescíveis, combustíveis e incombustíveis. O lixo tem que ser bem acondicionado para facilitar sua remoção. Às vezes, a parte orgânica do lixo é triturada e jogada na rede de esgoto. Se isso facilita a remoção do lixo e sua possível coleta seletiva, também representa mais uma carga para o sistema de esgotos. Enquanto a parte inorgânica do lixo vai para a possível reciclagem, a orgânica pode ir para a alimentação dos porcos. O sistema de coleta tem que ter periodicidade regular, intervalos curtos, e a coleta noturna ainda é a melhor, apesar dos ruídos. O lixo não deve ser lançado em rios, mares ou a céu aberto, pode ser enterrado, ir para um aterro sanitário (o mais indicado) ou incinerado (queimado). Esgotos, Coleta e Tratamento Ainda que só 0,1% do esgoto de origem doméstica seja constituído de impurezas de natureza física, química e biológica, e o restante seja água, o contato com esses efluentes e a sua ingestão é responsável por cerca de 80% das doenças e 65% das internações hospitalares. Atualmente, apenas 10% do total de esgotos produzido recebem algum tipo de tratamento, os outros 90% são despejados "in natura" nos solos, rios, córregos e nascentes, constituindo-se na maior fonte de degradação do meio ambiente e de proliferação de doenças. O esgotamento sanitário requer não só a implantação de uma rede de coleta, mas também um adequado sistema de tratamento e disposição final. Alternativas de coleta mais baratas que as convencionais vêm sendo implementadas em algumas cidades brasileiras, como o sistema condominial. Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 9 Quanto ao tratamento, há várias opções atualmente disponíveis que devem ser avaliadas segundo critérios de viabilidade técnica e econômica, além de adequação às características topográficas e ambientais da região. Dependendo das necessidades locais, o tratamento pode se resumir aos estágios preliminar, primário e secundário. No entanto, quando o lançamento dos efluentes tratados se der em corpos d’água importantes para a população, seja porque deles se capta a água para o consumo, seja porque são espaços de lazer, recomenda-se também o tratamento terciário seguido de desinfecção, via cloração das águas residuais. O tratamento preliminar se dá por meio de grades e caixas de areia, visando à retenção dos sólidos em suspensão (galhos e demais materiais mais grosseiros, como terra, areia e gordura decantáveis) que deve ser posteriormente conduzido para aterros sanitários. O tratamento primário é a decantação simples por meio da ação da força da gravidade ou por precipitação química, o que requer o uso de equipamentos. Nesse estágio é gerado o lodo primário que deve ser manuseado com cuidado e tratado por processos de secagem ou incineração antes da sua disposição no solo. No tratamento secundário são removidos os sólidos finos suspensos que não decantam, e são digeridos por bactérias. Investir no saneamento do município melhora a qualidade de vida da população, bem como a proteção ao meio ambiente urbano. Combinado com políticas de saúde e habitação, o saneamento ambiental diminui a incidência de doenças e internações hospitalares. Por evitar comprometer os recursos hídricos disponíveis na região, o saneamento ambiental garante o abastecimento e a qualidade da água. Além disso, melhorando a qualidade ambiental, o município torna-se atrativo para investimentos externos, podendo inclusive desenvolver sua vocação turística. Nas obras de instalação da rede de coleta de esgotos poderão ser empregados os moradores locais, gerando emprego e renda para a população beneficiada, que também pode colaborar na manutenção e operação dos equipamentos. Conduzido pela administração pública municipal, o saneamento ambiental é uma excelente oportunidade para desenvolver instrumentos de educação sanitária e ambiental, o que aumenta sua eficácia e eficiência. Por meio da participação popular ampliam-se os mecanismos de controle externo da administração pública, concorrendo também para a garantia da continuidade na prestação dos serviços e para o exercício da cidadania. Apesar de requerer investimentos para as obras iniciais, as empresas de saneamento municipais são financiadas pela cobrança de tarifas (água e esgoto) o que garante a amortização das dívidas contraídas e a sustentabilidade a médio prazo. Como a cobrança é realizada em função do consumo (o total de esgoto produzido por domicílio é calculado em função do consumo de água), os administradores públicos podem implementar políticas educativas de economia em épocas de escassez de água e praticar uma cobrança justa e escalonada. Etapas do Tratamento Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio AmbienteSaneamento Ambiental I 10 O tratamento de água é iniciado nas barragens, através de um serviço de proteção aos mananciais que tem como objetivo principal, evitar a poluição da água por detritos, impurezas e mesmo lançamentos de origem doméstica, agrícola ou industrial, que desta ou daquela maneira, alterem a qualidade dos mesmos. Um serviço de hidrobiologia, controla o crescimento excessivo de algas e outros microorganismos, através de análises de rotina, onde há dado o brado de alerta, quando o mesmo atinge um número superior a 1000 microorganismos/cm3; é feito, nesses casos, uma desinfecção do manancial com sulfato de cobre, ou hipoclorito de sódio a depender da sensibilidade das algas a este ou aquele algicida. Após ser captada nos mananciais e chegar à estação de tratamento, a água recebe tratamentos diversos enumerados a seguir: 1. Floculação Floculação é o processo no qual a água recebe substâncias químicas, que pode ser o sulfato de alumínio, sulfato ferroso, entre outras. Este produto faz com que as impurezas da água reajam com a substância química, formando compostos mais pesados, flocos, para serem facilmente removidos no processo seguinte. 2. Decantação Na decantação, como os flocos de sujeira são mais pesados do que a água, caem e se depositam no fundo do decantador. O período médio de retenção da água nesses tanques é de três horas. 3. Filtração Nesta fase, a água passa por várias camadas filtrantes, compostas por areias de granulometria variada, onde ocorre a retenção dos flocos menores que não ficaram na decantação. A água então fica livre das impurezas. Estas três etapas: floculação, decantação e filtração recebem o nome de clarificação. Nesta fase, todas as partículas de impurezas são removidas deixando a água límpida. Mas ainda não está pronta para ser usada. Para garantir a qualidade da água, após a clarificação é feita a desinfecção. 4. Cloração A cloração consiste na adição de cloro na água clarificada. Este produto é usado para destruição de microorganismos presentes na água, que não foram retidos na etapa anterior. O cloro é aplicado em forma de gás ou em soluções de hipoclorito, numa proporção que varia de acordo com a qualidade da água e de acordo com o cloro residual que se deseja manter na rede de abastecimento. O cloro é utilizado para desinfecção, para reduzir gosto, odor e coloração da água, e é considerado indispensável para a potabilização da água. O cloro é um produto perigoso e exige cuidado no seu manuseio. A associação do cloro com algumas substâncias orgânicas, os chamados trialometanos, ou compostos orgânicos clorados, podem afetar o sistema nervoso central, o fígado e os rins, e também é conhecido como um composto cancerígeno, teratogênico e abortivo. Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 11 5. Fluoretação A fluoretação é uma etapa adicional. O produto aplicado tem a função de colaborar para redução da incidência da cárie dentária. O flúor é aplicado na água usando como produtos fluossilicato de sódio ou ácido fluossilicico. 6. Análises laboratoriais Cada Estação de Tratamento de Água (ETA) possui um laboratório que processa análises e exames físico-químicos e bacteriológicos destinados à avaliação da qualidade da água, desde o manancial até o sistema de distribuição. Além disso, pode existir um laboratório especial que faz a aferição de todos os sistemas e também realiza exames como a identificação de resíduos de pesticidas, metais pesados e plâncton. Esses exames são feitos na água bruta, durante o tratamento e em pontos da rede de distribuição, de acordo com o que estabelece a legislação em vigor. 7. Bombeamento Concluído o tratamento, a água é armazenada em reservatórios e segue até as residências através de canalizações. Nas residências de antigamente a principal matéria prima das tubulações eram compostas ferro e cobre. Esses materiais provocavam inúmeros problemas, como: vazamentos, deterioração dos equipamentos e da qualidade da água, contaminação humana. Atualmente, esses materiais foram substituídos pelo PVC (Policloreto de Vinila), pois é considerado mais adequado, facilita a instalação, os reparos e provoca menos vazamentos. No entanto, há uma séria polêmica sobre este material, considerado uma das substâncias mais tóxicas produzidas pelo homem. Existem intensas pesquisas sobre o PVC. Segundo alguns pesquisadores, as tubulações em PVC (não somente as tubulações, mas outros produtos de PVC) representam um enorme perigo à saúde. É o único plástico que não é produzido unicamente a partir do petróleo. É fabricado a partir da mistura de sal marinho (57%) e petróleo (eteno, 43%). A produção de PVC é a fonte principal de duas substâncias químicas conhecidas por provocarem disfunções hormonais: a dioxina e o ftalatos. Essas substâncias provocam a diminuição da produção de esperma e outros problemas reprodutivos, como: endometriose, câncer de mama, de próstata e vesícula e repressão do sistema imunológico. A dioxina é produzida e liberada durante a produção do PVC e é muito tóxica. Filtro de Carvão Ativado O Filtro de Carvão Ativado é um equipamento que tem por finalidade primordial a remoção de cloro livre e de matéria orgânica, agentes estes que causam gosto e cor na água filtrada e podem eventualmente oxidar as resinas de troca iônica utilizadas em tratamento de água para geradores de vapor, hospitais, indústrias farmacêuticas. O filtro é constituído por um vaso metálico à pressão com uma camada de carvão ativado, disposto internamente sobre um fundo falso provido de coletores plásticos ou em inox. Na parte externa, a operação de filtragem ou lavagem, é feita através de manobra de válvulas, que podem ter acionamento manual ou pneumático. Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 12 O funcionamento do filtro é bastante simples, ou seja em regime normal a água entra pela parte superior do aparelho, atravessa o leito de carvão ativo e flui pelo bocal inferior. A lavagem é feita normalmente a cada dois dias, passando-se água filtrada em contra corrente (de baixo p/ cima). O filtro pode ser capaz de remover resquícios de agrotóxicos presentes na água, cujo tratamento não conseguiu remover. Metais Pesados Os despejos de resíduos industriais são as principais fontes de contaminação das águas dos rios com metais pesados. Indústrias metalúrgicas, de tintas, de cloro e de plástico PVC (vinil), entre outras, utilizam mercúrio e diversos metais em suas linhas de produção e acabam lançando parte deles nos cursos de água. Outra fonte importante de contaminação do ambiente por metais pesados são os incineradores de lixo urbano e industrial, que provocam a sua volatilização e formam cinzas ricas em metais, principalmente mercúrio, chumbo e cádmio. Os metais pesados não podem ser destruídos e são altamente reativos do ponto de vista químico, o que explica a dificuldade de encontrá-los em estado puro na natureza. Normalmente apresentam-se em concentrações muito pequenas, associados a outros elementos químicos, formando minerais em rochas. Quando lançados na água como resíduos industriais, podem ser absorvido pelos tecidos animais evegetais. Uma vez que os rios deságuam no mar, estes poluentes podem alcançar as águas salgadas e, em parte, depositar-se no leito oceânico. Além disso, os metais contidos nos tecidos dos organismos vivos que habitam os mares acabam também se depositando, cedo ou tarde, nos sedimentos, representando um estoque permanente de contaminação para a fauna e a flora aquáticas. Estas substâncias tóxicas também depositam-se no solo ou em corpos d'água de regiões mais distantes, graças à movimentação das massas de ar. Assim, os metais pesados podem se acumular em todos os organismos que constituem a cadeia alimentar do homem. É claro que populações residentes em locais próximos a indústrias ou incineradores correm maiores riscos de contaminação. Os metais pesados podem ser eliminados da água através de um tratamento específico. Quando detectados na água "in natura", é feito um pré-tratamento também com substâncias químicas, formando também compostos mais pesados, que se depositam no fundo dos tanques de tratamento. Após esta etapa, a água segue para o tratamento tradicional. Tratamento de Efluentes O esgoto é tratado nas Estações de Tratamento de Efluentes e o tipo de tratamento varia de acordo Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 13 com a região. A água resultante desse tratamento pode ser reutilizada para fins não nobres, como, por exemplo, alguns usos industriais. Quando não reutilizada, é lançada diretamente nos rios. No Brasil, são despejados diariamente nos córregos e rios cerca de 10 bilhões de m3 de esgoto. Apenas 4% recebem algum tipo de tratamento. Fase Líquida 1. Tratamento preliminar O esgoto bruto atravessa grades de diversos tamanhos, que retêm os materiais presentes, como latas, papelão, estopas e trapos. Na seqüência, uma caixa faz a remoção da areia contida no esgoto. 2. Tratamento primário O esgoto líquido passa por um processo de decantação, em que são separados sedimentos, gorduras e óleos. O líquido resultante do decantador primário passa pelo tanque de aeração. Combinando-se a agitação do esgoto com a injeção de ar, desenvolve-se uma massa de microorganismos chamada "lodos ativados". Os microorganismos alimentam-se da matéria orgânica e se proliferam. Em um novo processo de decantação (secundário), é retirado o lodo ativado e o líquido é devolvido ao meio ambiente livre da sujeira. Fase Sólida O lodo passa por um condicionamento químico para melhorar suas condições de desidratação. A última etapa do tratamento acontece em um filtro-prensa, onde é retirada mais umidade do lodo, que depois é encaminhado a aterros sanitários ou para utilização como fertilizante na agricultura. A utilização do lodo na agricultura ainda é muito questionável devido a sua freqüente contaminação com metais pesados. 3. Tratamento do lodo Essa etapa é desenvolvida nos digestores primários e secundários, que são grandes tanques fechados, onde a ausência de oxigênio transforma o lodo em matéria mineralizada, com baixa carga orgânica e poucas bactérias. Nos digestores ocorre a produção de gás. O lodo é encaminhado para aterros sanitários ou para utilização como fertilizante na agricultura. Dentre os produtos de limpeza que mais dificultam o tratamento estão os detergentes sintéticos não biodegradáveis, fabricados a partir do benzeno e do ácido sulfúrico. As bactérias não conseguem Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 14 atacá-los e quebrá-los em porções menores e, assim, eles permanecem, formando as espumas brancas que podem ser observadas nos rios. Os detergentes sintéticos têm várias aplicações, desde o uso doméstico nas louças até o uso industrial, passando pelo sabão em pó, dentre outros. O detergente sintético não biodegradável é conhecido quimicamente por ABS - Alquio Benzeno Sulfanato de Sódio. O detergente biodegradável é o Alquio Sulfanato Linear. O despejo de óleos no sistema de esgotos é também muito impactante. Os óleos e graxas causam o entupimento da rede de esgotos; além de não serem degradáveis (não podem ser dissolvidos pela água). Tratamento de Efluentes Industriais Cada estado tem suas próprias leis de controle ambiental. Em São Paulo, que regula as emissões industriais é a Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (Cetesb). Nesse estado, os limites de emissão de qualquer fonte de poluição nas águas são definidos de acordo com a classificação anterior da água. São quatro classes conhecidas, cada uma delas identificada com as possibilidades de utilização e também com os limites de poluição aceitáveis. No caso de constatação de alguma irregularidade, a indústria responsável pela emissão responde por um processo administrativo, que penaliza com multas, paralização ou encerramento das atividades. A indústria, ainda por conta da Lei 9.605/98 (e seu decreto 3.179/99), responde a uma processo criminal, que pode resultar em prisão dos funcionários/proprietários responsáveis. Dessa forma, a indústria precisa garantir (por meio da implantação de uma Estação de Tratamento de Efluentes) que seus efluentes estejam em concordância com as determinações da lei. A cobrança pelo uso da água, como vimos anteriormente, visa justamente evitar que os esgotos sejam lançados nos rios. Quem fizer, pagará por isso. É o conceito do poluidor-pagador. Vale lembrar que sairá mais barato para o empresário tratar do esgoto do que pagar pelo uso da água. 5. TRATAMENTO BIOLÓGICO POR LODOS ATIVADOS 5.1. Decantador Primário (Quando houver) Composto por (01) um compartimento denominado Decantador Primário executado em Fibra de Vidro, apresenta internamente tubulações de entrada e saída de efluentes. Neste equipamento ocorre a sedimentação dos sólidos por gravidade. Função O Decantador Primário tem como função favorecer a sedimentação dos sólidos grosseiros, permitindo a remoção do esgoto bruto. 5.2. Reator Aeróbio Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 15 Composto por (01) um compartimento denominado reator aeróbio, confeccionado em Fibra de Vidro, pintura em Gel Colt, espessura de 6 a 8 mm. Constituído externamente por tubulações para entrada e saída de efluente e cabos elétricos, dreno de fundo e tampa de inspeção. Internamente instalado um aerador submersível. Função O Reator Biológico Aeróbio tem como objetivo digerir a carga orgânica presente no esgoto bruto. 5.2.1 Aerador Spiderjet Composto por (01) um aerador SPIDERJET (SPJ), executados em aço inoxidável AISI 304, possui motor bobinado em banho de água para tensão de 220/380 V, fator de serviço 1.2, sistema de transferência de oxigênio TURBO-ASPIRADO de até 1,2 Kg/KWh, base de apoio do aerador estruturada em aço inoxidável AISI 304 e nível de ruído de 40 dB. Função O impulsor da bomba gira no centro do corpo do aerador, permitindo a passagem do líquido e de ar através das palhetas do impulsor, que temcomo função captar ar da atmosfera e transferir para o meio líquido, que é succionado por uma tubulação (ou mangueira flexível). Pela ação do líquido dentro do rotor, em distribuição radial se processa a mistura ar/líquido, devido a turbulência onde é expelida radialmente transformando o ar em microbolhas, agindo como elemento oxigenador. A mistura ar/líquido sai pelos tubos, projetada a uma velocidade adequada, tangenciando o fundo do tanque, permitindo o arraste do material depositado, porém não erodindo o fundo e proporcionando uma aeração intensa. 5.3 Decantador Secundário Composto por (01) um compartimento denominado Decantador Secundário executado em Fibra de Vidro, apresenta internamente tubulações de entrada e saída de efluentes. Neste equipamento ocorre a sedimentação dos sólidos por gravidade. O lodo, depositado no fundo do Decantador é recirculado por uma bomba centrífuga até o Reator Aeróbio, misturando-se com o já existente. Função O Decantador Secundário tem como função favorecer a sedimentação dos sólidos (biomassa), permitindo a clarificação do efluente final. 5.4 Bombeamento de reciclo do Decantador Secundário Lodo biológico sedimentado no decantador é bombeado por uma bomba centrífuga, para o reator aeróbio. Controles: Acionamento da bomba (liga/desliga), conforme programação do Temporizador Lógico de Programação, instalado no painel de comando. 5.5 Digestor de Lodo Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 16 Composto por (01) um digestor de lodo, confeccionado em Fibra de Vidro, pintura em Gel Colt, espessura de 6 a 8 mm. Constituído externamente por tubulações para entrada e saída de efluente e cabos elétricos, dreno de fundo e tampa de inspeção. Internamente instalado um aerador. Função O Digestor Aeróbio tem como objetivo digerir e inertizar a biomassa devido à idade de lodo complementar a aeração convencional. 5.6 Tanque de Desinfecção Adotado (01) um tanque desinfecção, confeccionado em Fibra de Vidro, pintura em Gel Colt. Constituído externamente por tubulações para entrada e saída de efluentes e cabos elétricos, drenos de fundo e tampa de inspeção. Internamente é instalado um misturador submerso. Função Utilizado para minimizar concentrações de microorganismos patogênicos presentes no efluente pré-tratado, devido à dosagem de solução hipoclorito. Neste tanque ocorre a homogeneização entre o agente desinfetante e o efluente. 5.7 Medidor de Vazão Adotado um (01) medidor de vazão do tipo calha parshall, confeccionado em Fibra de Vidro, abertura de uma polegada (W1“). Função Utilizado para medições em canais abertos, tipo macro medição; inserida internamente régua graduada na lateral da parede, onde indica o volume de esgoto/água por tempo. OPERAÇÃO DOS SISTEMAS O processo de operação da estação de tratamento de efluentes poderá ser feito por via manual ou por via automática (com uso de temporizador lógico de programação). Usualmente o sistema é operado de forma automática, sendo que o temporizador faz o gerenciamento do tempo de operação de vários equipamentos. 6.1 Descrição Operacional dos Equipamentos O esgoto bruto oriundo da rede coletora é direcionado para tratamento preliminar, onde os sólidos grosseiros presentes no meio líquido são removidos durante a passagem por gradeamento. Após percorrer a etapa preliminar o meio líquido ingressa na caixa de chegada, sendo acumulado e bombeado para etapa subseqüente. No tanque de equalização ocorre minimização de vazões e concentrações geradas, que ingressam no tratamento biológico por bombeamento. Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 17 O esgoto ingressa no primeiro compartimento denominado decantador primário, onde ocorre sedimentação de sólidos grosseiros, enquanto o líquido é destinado para o próximo compartimento. No tratamento secundário, em específico no reator aeróbio, ocorrem as reações bioquímicas, em presença de oxigênio, sendo injetado pelos equipamentos de aeração, contribuindo assim para a minimização da matéria orgânica presente no esgoto bruto. Na seqüência do processo, o lodo biológico ingressa no último compartimento denominado decantador secundário, permitindo à sedimentação dos sólidos (biomassa), proporcionando a clarificação da fase líquida. Os sólidos sedimentados no fundo do decantador secundário são recirculados para o reator, por bomba centrífuga, misturando a concentração já existente, na qual é responsável pela elevada eficiência no Tratamento. O lodo biológico excedente deve ser extraído do Sistema, removendo diretamente do reator ou da linha de recirculação de lodo do decantador e encaminhado para digestor. Neste último tanque, será inertizado a biomassa devido a completar a idade de lodo para aeração prolongada. O líquido clarificado que sai do Decantador Secundário é direcionado à etapa de desinfecção, recebendo dosagens de hipoclorito de sódio, tendo a função de minimizar microrganismos patogênicos. Medição da vazão é feita pontual, quando o líquido ingressa na calha parshall e sendo direcionado para descarte em corpo receptor. A Estação de Tratamento é composta por um painel de comando totalmente automatizada, que possui internamente um temporizador lógico programável, utilizado para gerenciar os tempos de acionamento dos equipamentos elétricos, podendo funcionar tanto na posição “automático” ou “manual”. 6.2 Testes Preliminares O primeiro teste a ser realizado antes da partida da estação é o teste hidrostático. Este consiste no preenchimento de todos os tanques em Fibra de Vidro com água limpa, a fim de verificar possíveis vazamentos pelas paredes e conexões, os quais, caso existam, devem ser reparados. Segundo passo é a verificação da água de refrigeração dos aeradores submersos. Os aeradores devem possuir entrada de água de reposição (Conforme Memorial Técnico Aerador DF- 1240-M-06846-M-0001), senão é grande o risco de avaria do equipamento por aquecimento excessivo. Terceiro passo é a verificação do sentido de rotação de todos os motores elétricos, que devem ser medidos a corrente nominal após acionamento manual. Verificar junto aos manuais dos equipamentos como bombas e aeradores a tensão e corrente de operação. Após, realizar ajuste das correntes em cada “relê térmico”, pois este irá proteger os motores contra superaquecimento. Quarto passo verificar os níveis de líquidos da caixa de chegada do efluente, assim como chaves-bóia, que devem ser ajustados conforme orientações do fornecedor. Quinto passo realizar preparo de solução contendo hipoclorito de sódio para dosar juntamente ao efluente. 6.3 Partida da Estação O funcionamento da E.T.E é iniciado após verificar todos os testes mencionados anteriormente. Deixar o efluente ingressar na elevatória, preencher 50% do volume do tanque de equalização e Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 18 acionaro sistema automático da elevatória e do tanque de equalização. Verificar o preenchimento dos tanques que ocorrerá através do transbordamento até a saída do efluente da calha parshall. Sempre observando o nível interno, para que o aerador esteja totalmente submerso. Ao constatar as informações já descritas acionar no painel o comando automático submerso. Para o funcionamento automático da bomba de reciclo (centrífuga) nos tanques deve ocorrer o preenchimento completo do efluente. O funcionamento do digestor de lodo é realizado por batelada, ou seja, é totalmente preenchido pelo lodo excedente do sistema ou então caso não exista volume suficiente, o aerador deve ficar totalmente submerso para entrar em funcionamento. As chaves que controlam o funcionamento de vários equipamentos possuem três posições: “desligado”, “automático” e “manual”. A posição “desligada” não energiza os equipamentos gerenciados pelo temporizador lógico de programação, mantendo-os desligados. A posição “automática” propicia que o funcionamento do equipamento em questão seja gerenciado pelo temporizador, seguindo sua programação de horários, previamente definidos. A posição “manual” traz como conseqüência a inoperância do temporizador e quando esta opção for selecionada, o equipamento será acionado manualmente, sendo desligado após colocar a chave na posição “ desligado”. 6.4 Características físico-químicas para formação de lodo ativado Para desenvolvimento dos microrganismos vivos que auxiliam no tratamento do efluente bruto, devem ser consideradas algumas características físico-químicas para o bom desempenho do sistema biológico: -pH dentro do reator biológico deve permanecer na faixa de 6,5 a 8,0, caso ocorra variações necessário correção com adição de produto químico, neste caso solução ácida para diminuir pH ou solução básica para aumento de pH; -temperatura dentro do reator biológico na faixa de 18 o C à 35 o C, sendo ideal na faixa de 25 o C, -oxigênio dissolvido no reator biológico na faixa de 1,5 a 2,0 mg/L; -proporção de nutrientes, conforme item 6.6; -evitar sobrecarga hidráulica, vazão maior que a informada neste manual; -evitar produtos químicos agressivos tais como: compostos ácidos fortes sem diluição, compostos básicos fortes sem diluição, sais inorgânicos, metais, compostos aromáticos, sulfactantes (detergentes), compostos clorados e organoclorados. 6.5 Formação de lodo ativado no reator aeróbio As principais técnicas para formação de lodo e suas descrições são citadas a seguir: -Inoculação de Lodo; -Captação de Lodo de Fossa; -Formando o Lodo na própria ETE. Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 19 Em ambas situações a ETE irá se comportar de acordo com o projeto, apenas os prazos para atender os parâmetros de tratabilidade serão diferentes. No caso de inoculação de Lodo Biológico de outra ETE, a performance para atingir os parâmetros de tratabilidade acontece num prazo inferior ao do Lodo formado na própria Estação, que poderá levar até 25 dias. Existem duas formas distintas de se agregar lodo ao Sistema: utilizando lodo de outras ETE’s existentes e em operação ou agregando lodo de fossa. Caso esta alternativa não for possível, só restará a alternativa de formação de lodo na própria Estação. Observações -Nunca transportar lodo de outra Estação por um período de tempo muito longo, pois inativará os microorganismos. O ideal é que não se ultrapasse duas horas entre transporte e inoculação do lodo, mas tolera-se um período de três horas para esta Operação. -No caso do uso de lodo de outras ETE’s aeróbias, verificar a qualidade do lodo, bem como sua compatibilidade. 6.5.1 Utilizando lodo de outra ETE aeróbia em operação 6.5.1.1 QUALIDADE DO LODO Caso se utilize lodo de outra ETE em operação, para a inocular no Reator, deve-se fazer uma caracterização do mesmo, a fim de avaliar a sua qualidade. Julgamos que a característica mais importante a ser observada é a presença de lodo filamentoso. Na teoria do funcionamento dos Sistemas de Lodos Ativados, pressupõe-se que o lodo mantém determinadas características de sedimentabilidade invariáveis com o tempo. Na realidade isto não acontece. A sedimentabilidade do lodo pode variar, isto é pode existir problemas durante a separação das fases sólido-líquido quando o dimensionamento e a Operação do Sistema não estiverem corretos. Para discutir problemas ligados ao surgimento de lodo com péssima sedimentabilidade, é necessário deter-se primeiramente na questão por que o lodo ativado se apresenta na forma de flocos macroscópicos. Pesquisas mostram que a macro estrutura dos flocos se deve à presença de microrganismos filamentosos, isto é, microorganismos que produzem uma espécie de tentáculos na sua superfície muitas vezes mais longos que seu próprio diâmetro. Estes filamentos formam uma rede dentro do floco à qual se agregam as bactérias que totalizam o volume do floco. Basicamente se distinguem os seguintes tipos de flocos: a). Ideal, não filamentoso: - Balanço entre microorganismos filamentosos e os que formam o floco. - Floco forte e grande. - Filamentos não interferem na aproximação entre os flocos. - Líquido sobrenadante claro. - Índice volumétrico de lodo (IVL) baixo b). Flocos cabeça de alfinete (devem ser evitados): Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 20 - Poucos microorganismos filamentosos. - Floco fraco e pequeno. - Líquido sobrenadante turvo. - Índice volumétrico de lodo (IVL) baixo. c). Lodo filamentoso (intumescimento, bulking). Não deve ser utilizado. - Microorganismos filamentosos predominantes - Floco forte e grande. - Os filamentos interferem na sedimentação. - Líquido sobrenadante claro. - Índice volumétrico de lodo (IVL) alto. 6.5.2 Lodo ativado de outra ETE com características semelhantes Após ter verificado a qualidade do lodo oriundo de outra ETE e mostrar características boas, medir o teor de sólidos sedimentáveis. A medida de lodo deve ser feita utilizando-se um cone Imhoff. Procedendo da seguinte maneira: - Coloca-se no cone 1 litro de lodo, deixa-se sedimentar por 30 minutos e faz-se a leitura direta da quantidade que sedimentou neste período. Este valor informará o IVL (índice volumétrico de Lodo), definido como o volume ocupado por 1 grama de lodo após uma decantação de 30 minutos. Neste teste verifica-se sedimentabilidade do lodo biológico. Existem três possibilidades diferentes: I - SSV lodo = SSV projeto Neste caso, não há necessidade de diluição. Basta esgotar o volume do Reator e preenchê-lo com 100 % de lodo biológico, atingindo assim sua capacidade volumétrica. Verificar se a vazão e a carga de DBO de projeto são iguais às vazões e cargas de DBO reais da ETE. Caso ocorram diferenças entre estes valores, poderão ser verificadas algumas alterações no processo de tratamento: -Perda de lodo, caso a carga afluente seja menor que a de projeto. -Caso a carga afluente supere a de projeto, haverá um aumento excessivo de lodo, o que provocará descartes adicionais deste e diminuição da eficiência de Tratamento. II - SSV lodo > SSV projetoNesta situação, procede-se à diluição do lodo. Calcula-se, primeiramente, qual deve ser a proporção de diluição através de uma regra de três. A quantidade de lodo (percentual) a ser adicionada no Reator é calculada pela seguinte fórmula: Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 21 % lodo = 100 * P , L Onde: L = Teor de SSV no lodo adquirido. P = Teor de lodo projetado para a operação da ETE. Esgotar o volume do Reator. Após, acrescentar volume de lodo, conforme a proporção calculada anteriormente e completar o resto do volume com água limpa (rio, poço ou água da concessionária). Exemplo de uso da fórmula: Tem-se uma ETE projetada para trabalhar com teor de SSV no Reator de 3.500 mg/L. Na partida da Estação adquire-se um lodo de ETE de uma indústria vizinha, que está operando normalmente. O lodo é de boa qualidade e possui teor de SSV de 5.368 mg / L. Qual a proporção de diluição a ser utilizada na inoculação do lodo na ETE que está sendo partida? Resolução: Pela fórmula temos: P = 3.500 mg / L L = 5.368 mg / L % lodo = 100 * 3.500 / 5.368 = 65,2 % Ou seja, preenche-se 65,2 % do volume do reator com lodo e completa-se o restante com água (34,8 %). OBS: Projetar como volume total. III - SSV lodo < SSV projeto Nesta situação, precisa formar mais lodo. Calcula-se, primeiramente, qual deve ser a proporção de vazão a ser tratada inicialmente através de uma regra de três. A proporção de vazão (percentual) a ser tratada inicialmente é calculada pela seguinte fórmula: % vazão = 100 * L , P Onde: L = Teor de SSV no lodo adquirido. P = Teor de lodo projetado para a operação da ETE. Esgotar o volume do Reator e completar com o volume correspondente. Dosar a vazão de alimentação ao nível calculado pela fórmula anterior. Por exemplo, se a fórmula anterior diz que se deve tratar inicialmente 70 % da vazão de projeto, dosa-se 70 % da vazão total de projeto. Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 22 Este procedimento pode ser feito através da redução do tempo de bombeamento ou pela restrição de vazão da bomba. Em caso de alimentação por gravidade, restringir via válvula de alimentação. 6.5.3 Lodo de fossa Deve-se coletar o lodo de fossa com o cuidado de não retirar os sólidos de fundo, pois esta, via de regra, encontra-se mineralizado e completamente degradado. Geralmente o lodo de fundo já é um lodo inorgânico, não possuirá microorganismos ativos para a formação de novas colônias a serem inoculadas. Recomenda-se, coletar o lodo de fossa sem detritos. Esgotar o volume do Reator e completar cerca de 50% do volume com lodo, o restante com água limpa. Dosar a vazão de alimentação ao nível de 10 % da vazão de projeto. No próximo dia, aumentar a vazão de alimentação para 20 % da vazão de projeto. No dia seguinte para 30 % e assim por diante, até atingir-se 100 % da vazão projetada. Este procedimento é vital para o bom funcionamento do sistema, já que o lodo de fossa é constituído essencialmente por microorganismos anaeróbios e facultativos, acostumados a metabolizar nutrientes em meio anaeróbio (sem oxigênio dissolvido no líquido nem nitrato). Ao serem inoculados em meio aeróbio (com nitrato e bastante oxigênio dissolvido), sofrerão uma brutal mudança de meio e terão de se adaptar. Os microorganismos anaeróbios ficarão inativos, os facultativos sofrerão adaptação tornando- se aeróbios e conseqüentemente gerando novos microorganismos estritamente aeróbios, desde que se mantenha uma aeração suficiente para prover um teor de oxigênio dissolvido adequado ao processo. Este processo de adaptação não é imediato e a literatura aponta um valor aproximado de sete dias para a total aclimatação no Reator. Por este motivo é que se faz um aumento gradual lento no substrato (esgoto bruto). 6.5.4 Formação de lodo ativado na própria ETE Caso não seja possível a execução de nenhuma das variantes anteriores (uso de Lodo Ativado de outra ETE biológica similar ou uso de Lodo de fossa), será necessária a formação de lodo na própria ETE instalada. Preencher o Reator com o esgoto a ser tratado, após dosar a vazão de alimentação no nível de 10 % da vazão de projeto. No próximo dia, aumentar a vazão de alimentação para 20 % da vazão de projeto. No dia seguinte para 30 % e assim por diante, até atingir-se 100 % da vazão projetada. Este procedimento é vital para o bom funcionamento do sistema, já que o lodo deverá formar- se gradualmente. Sendo assim, é recomendável que a carga orgânica seja aumentada aos poucos (aproximadamente 10 % da vazão de projeto ao dia), para promover uma gradual formação e adaptação do Lodo Ativado às condições reais. Este processo de formação não é imediato e a literatura aponta um valor aproximado de trinta dias para a formação de lodo no Reator. Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 23 6.6 Dosagem de nutrientes (se necessário) O sistema de Lodos Ativados funciona bem quando duas condições principais são satisfeitas: há oxigênio dissolvido suficiente no meio líquido para a oxidação aeróbia do material orgânico e alimento suficiente para os microorganismos. No que concerne à alimentação do lodo, dois fatores são importantes: a carga orgânica afluente e a proporção dos nutrientes principais. Caso o sistema tenha que operar com carga orgânica abaixo da concentração projetada, faz-se necessária a adição de nutrientes. Os nutrientes mais utilizados são a uréia e o adubo NPK. A situação mais freqüente de falta de nutrientes no sistema ocorre em folgas na produção (dias em que não há operação industrial e, portanto não há afluente) ou na partida da Estação sem esgoto disponível. Obs: Para dosar nutrientes deve-se primeiramente confirmar as proporções no efluente bruto dos seguintes compostos na análise físico-química: DBO5 : N : P 100 : 5 : 1 - Para Lodos Ativados aeração convencional DBO5 : N : P 200 : 5 : 1 - Para Lodos Ativados aeração prolongada Na hipótese de formação excessiva de espuma no Reator, fazer dosagem de antiespumante, conforme recomendações a serem dadas por um consultor ou pela HIDROSUL. 6.7 Recirculação de lodo 6.7.1 Recirculação de lodo na partida A recirculação de lodo poderá ser feita manualmente ou por meio do temporizador (preferível). No caso de utilizar-se o temporizador, os intervalos de recirculação de lodo e de pausa podem ser programados no equipamento. A recirculação de lodo biológico na partida dependerá de qual situação foi escolhida. No caso de inoculação, estando o Reator com suficiente concentração de lodo, o mesmo poderá ser recirculado dentro de proporções conforme a carga de entrada. Com uma concentração de lodo na faixa de 1500 a 3000 mg/L, sugerimos a recirculação para Reator na faixa de 50 a 60% da vazãode entrada. Para uma concentração de lodo na faixa de projeto Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 24 (ex.: situação em 4500mg/L) a recirculação de lodo ficará na ordem de 80 a 100 % da vazão de entrada. Sugere-se inicialmente fazer a recirculação da seguinte maneira, até o lodo atingir as concentrações de projeto: recircula-se o lodo por cinco minutos, pausa-se vinte minutos, recircula-se mais cinco minutos e assim por diante, durante os primeiros (03) três dias, programando o temporizador da Bomba de Recirculação. Esse procedimento deve ser modificado conforme aumento da carga orgânica e vazão de entrada na Estação. 6.7.2 Descarte de lodo No Sistema de lodos ativados, o lodo excedente pode ser removido de dois locais distintos: -Extração do lodo excedente diretamente do reator – a concentração do lodo excedente é igual à concentração de sólidos suspensos no reator. Caso se deseje manter a idade do lodo constante, a vazão de lodo excedente é calculada por: Qex = V / id Qex – vazão de lodo a ser removido do reator V – volume do reator id – idade do lodo -Extração do lodo excedente da linha de recirculação – a concentração do lodo excedente é igual à concentração de sólidos suspensos no lodo de retorno. Caso se deseje manter a idade do lodo constante, a vazão de lodo excedente é calculada por: Qex = V * X Id * Xr Xr – concentração de sólidos em suspensão da linha de recirculação Informamos que para obter as concentrações de sólidos em suspensão é necessário coletar amostra de lodo do reator e da linha de recirculação do decantador secundário, tais concentrações são precisas utilizando método analítico. Para uma avaliação mais simplificada e de menor confiabilidade pode-se usar a equação a seguir: Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 25 IVL = H30 x 10 6 H0 x SS onde: X – concentração de sólidos em suspensão IVL = índice volumétrico de lodo (mL/g), H30 = altura da interface após 30 minutos (m), H0 = altura da interface no instante 0 (altura da lâmina d'água no cilindro de decantação ) (m), SS = concentração de sólidos em suspensão da amostra (mg/L), 10 6 = conversão de mg em g, e de L em mL, Através da concentração de IVL e demais valores podem-se obter concentração de sólidos em suspensão no reator e de recirculação do decantador secundário. -Extração de lodo excedente do reator - a concentração do lodo excedente é igual à concentração de sólidos suspensos no reator. Caso se deseje manter a mesma concentração de SS projetada, a vazão de lodo excedente é calculada por: Qex =(Xva- Xp) * Q Xp Qex – vazão de lodo a ser removido do reator Xva – concentração de sólidos em suspensão no reator Xp – concentração de sólidos em suspensão projetada Q – vazão do efluente -Extração de lodo excedente da linha de recirculação - a concentração do lodo excedente é igual à concentração de sólidos suspensos no reator. Caso se deseje manter a mesma concentração de SS projetada, a vazão de lodo excedente é calculada por: Qex =(Xr - Xp) * Q Xp OBS: Valores projetados para o Reator -Concentração de SSV = 2.650 mg/L -Concentração de SST = 4.140 mg/L Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 26 6.8 Cuidados com biocidas (MUITO IMPORTANTE !) Verificar todos os biocidas (desinfetantes) utilizados na higienização de banheiros, refeitórios, ambulatórios, etc. Quando estes forem utilizados, fazê-los de forma moderada, dentro das recomendações e procurar utilizar produtos biodegradáveis. Caso não haja controle sobre estes produtos, corre-se o risco de destruir o lodo biológico. 6.9 Descarte do lodo Sempre que o teor de sólidos suspensos voláteis exceder ao projetado ou se verificar a ineficiência de sedimentabilidade nos Decantadores Primário e Secundário. 6.9.1 Procedimento do descarte do lodo: - Decantador Primário Para executá-lo abrir à válvula VD3. - Decantador Secundário Para executá-lo abrir à válvula VD5 ou VR2. Obs: Para realizar recirculação de lodo para o Reator Aeróbio proceder abrindo as válvulas da bomba de reciclo. 6.9.1.1 Disposição do lodo excedente O lodo digerido deve ser pode ser descartado em aterro sanitário, ou ainda utilizar em fazendas de lodo ou ainda desidratar em ambiente e utilizar sólidos como fertilizante para plantio de gramíneas. 6.10 Monitoramento O quadro, apresentado a seguir, propõe uma programação de monitoramento. A freqüência e o número de parâmetros avaliados poderá ser aumentado ou reduzido dependendo da necessidade. O controle operacional deverá ser monitorado através de instrumentos de medições tais como pHmêtro, oxímetro e para valores relativos a eficiência do Sistema é obtido por análises físico-químicas de entrada e saída do esgoto bruto e efluente tratado. Tabela 1. Programa de Medições e Amostragem Freqüência Parâmetro Esgoto Bruto Reator Lodo Retorno Efluente Final Diária Vazão X X temperatura X X X pH X X X OD X X IVL X X X Semanal DBO5 X X X DQO X X X SST X X X SSV X X X NTK X X X Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 27 Coliformes Fecais X X O bom funcionamento do processo de tratamento do sistema exigirá do operador a execução diária de uma pequena série de testes, fundamentais para se extrair dele o máximo rendimento. Estes testes envolvem a coleta e verificação de resultados em amostras de líquido sob aeração (liquor). a) Coleta de “Liquor” Diariamente, no Tanque de Aeração, colher uma amostra do líquido sob agitação enquanto o aerador estiver ligado. Para coletar a amostra do efluente sob aeração, será necessária a imersão (profundidade média do tanque) de um dispositivo de coleta de amostra. A amostra de efluente sob aeração deve ser colocada em cone Imhoff graduado de 1000 ml, e deixada em repouso durante 30 minutos. O lodo biológico, formado por flocos de cor marrom irá se depositar no fundo do cone. Medir o volume (em mL/L) da camada de lodo. b) Coleta de Amostras de Clarificado A amostra de clarificado deve ser preferencialmente colhido da saída do tanque de decantação. O clarificado que for coletado, deve ser transferido para um cone Imhoff e novamente deixado em repouso por 30 minutos. Ao final deste período, deve-se medir o volume (em ml/l) de Sólidos Sedimentáveis que decantaram no fundo do cone. c) Teste de Rotina no “Liquor” As amostras de “liquor” deixadas em repouso nos cones servirão para o operador ter uma idéiado crescimento do lodo no tanque de aeração, sendo este teste de extrema utilidade para a decisão de se efetuar ou não uma descarga de excesso de lodo. Preferencialmente, a decisão de se efetuar o descarte do excesso de lodo deve estar baseada no resultado da análise de laboratório do parâmetro “Sólidos Voláteis em Suspensão”, no Tanque de Aeração (SSV). Sempre que o valor que constar nos laudos exceder a faixa de 4500 mg/l, deve-se efetuar a descarga. Como nem sempre se dispõe dos resultados das análises de laboratório, de periodicidade quinzenal ou mensal, o operador pode utilizar os dados levantados nos testes diários de Sólidos Sedimentáveis para tomar a decisão necessária. d) Teste de Rotina no Clarificado As amostras de efluente clarificado (tratado), coletadas devem ser colocadas em cone Imhoff de 1000 ml, e deixadas em repouso durante 30 minutos. Passado este tempo, verificar se os sólidos residuais não estão ultrapassando o valor de 1 ml/l (um mililitro/litro), limite máximo permitido pela legislação para lançamento em cursos d’água.Caso observe-se um teor de sólidos sedimentáveis Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 28 acima de 1 ml/l, verificar se o tempo de decantação não está sendo insuficiente e é necessário reprogramar um intervalo maior para permitir a completa sedimentação das partículas sólidas. Um volume de Sólidos Sedimentáveis superior a 1 ml/l na amostra de clarificado pode indicar também que o lodo formado é muito leve, de baixa densidade e difícil sedimentação. Neste caso, deve-se procurar as causas através da análise de todos os parâmetros operacionais do sistema, incluindo a vazão efetiva de contribuição, fator F/M, possíveis descargas de material tóxico, e outros. Informações Adicionais A operação e a supervisão do processo de tratamento devem ser efetuadas por um operador, durante no mínimo 04 (quatro) horas por dia, para que sejam procedidas as análises de controle e ajustes necessário. Deverão ser organizados e mantidos, a disposição da fiscalização os seguintes elementos: Quadro de trabalho semanal, onde constem todos os nomes de responsáveis e tarefas com todos os espaços e tempos definidos; Manual de operação, supervisão e manutenção, mais adequado à realidade da Estação implantada, onde sejam apresentadas seqüencialmente as tarefas diárias, semanais e mensais a serem elaborados; Fichas de registros de estoque, onde cada peça, equipamento, aparelho e outros devem ser inventariados sendo desejável que especifiquem fornecedores; -Fichas de registros de análises de controle de processo para registro dos valores obtidos no controle do processo; -Livro de registro de ocorrência para que haja solução de continuidade nas informações do operador para a fiscalização. DETALHES OPERACIONAIS DO SISTEMA Os detalhes operacionais mais importantes são as verificações de rotina que devem ser constantemente executadas na Estação de Tratamento de Esgotos. Serão citados os problemas mais comuns que podem ocorrer durante a operação da ETE, assim como as possíveis soluções. 7.1 Grades As grades devem ser limpas diariamente duas vezes ao dia ou de acordo com a necessidade, os sólidos devem ser removidos manualmente e armazenados para posterior descarte. 7.2 Limpeza no Sistema Para o bom desempenho do funcionamento da Estação, providenciar limpeza diária de grades, caixas de chegada, calha parshall. A entrada de qualquer material grosseiro implicará em avaria de equipamentos elétricos, tais como bombas e aeradores. Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 29 7.3 Ajustes de corrente elétrica Cada motor elétrico possui corrente de operação de acordo com a tensão de trabalho, verificar nos manuais e ajustar os relés no painel. Deste modo irá desligar quando ocorrer aumento de corrente, preservando a vida útil do equipamento. 7.4 Reposição de água Nos equipamentos submersíveis, o aerador Spiderjet, verificar a água de reposição, para refrigeração dos motores, é de extrema importância essa rotina, pois a falta da mesma, acarretará em aumento na amperagem do motor. Ler os manuais destes equipamentos elétricos. 7.5 Níveis das Chaves-Bóia Antes de iniciar a operação de cada tanque verificar caso existam as posições de cada chave- bóia e suas funções. 7.6 Bombas de Processo As bombas centrífugas de processo trabalham bombeando esgoto bruto e lodo biológico é de extrema importância a verificação das válvulas existentes em cada bomba, pois a falta de meio líquido para o recalque, ocasionará “avaria”. OBS: As bombas devem trabalhar em ambiente seco. 7.7 Manipulação com os reagentes químicos Os reagentes químicos utilizados para tratamento do efluente bruto devem ser estocados em locais secos e arejados, a fim de evitar confinamento de vapores. Quando for utilizar qualquer composto químico, tomar medidas preventivas, tais como: -Nunca inalar gases provenientes de reagentes químicos ou produtos químicos (ácidos, substâncias com cloro ativo); -Ao manipular reagentes químicos, utilizar roupa adequada (EPI); -Evitar contato direto com substâncias ácidas e básicas fortes, pois ocasionam queimaduras na pele. -SEMPRE diluir ácido à água e não o contrário, devido a risco de reação química violenta. -Reagente químico conhecido com cal (Ca(OH)2,deve estar sempre em agitação, pois decanta facilmente. Quando utilizar reagente comercialmente conhecido como cal virgem, tomar medidas preventivas, pois ocasiona queimaduras na pele, assim como reagente químico NaOH, comercialmente conhecido como soda cáustica. -Diariamente devem ser preparadas soluções para dosagens no efluente bruto, pois a falta acarreta na ineficiência do tratamento. -Evitar descartar qualquer produto químico agressivo no esgoto doméstico bruto, pois este ingressará diretamente no Reator Aeróbio. Para evitar perda de lodo ativado ou até mesmo impedir a Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 30 formação de lodo é aconselhável avaliar cada produto utilizado, assim como consumo diário. Sempre que possível adquirir produtos biodegradáveis. 8. PROBLEMAS MAIS FREQÜENTES, PROVÁVEIS CAUSAS E POSSÍVEIS SOLUÇÕES. 8.1 Tanque de equalização (TE) Os problemas passíveis de ocorrência neste equipamento são: avaria do misturador, trancamento das chaves-bóia e avaria da bomba de processo. 8.1.1 Avaria da bomba de processo (TE) PROBLEMA: Avaria da bomba de processo do tanque de equalização (centrífuga BR). SOLUÇÃO: Substituir a bomba com avaria. Fechar válvulas, interrompendo o fluxo de esgoto e conectar a bomba reserva. Providenciar manutenção técnica da bomba danificada. PROBLEMA: Não ocorre bombeamento do efluente. SOLUÇÃO: Realizar as seguintes verificações: - medir a amperagem devido à possibilidade de “queima” do motor, - material impedindo a entrada ou saídade líquido no equipamento; - fechamento de válvulas, interrompendo o fluxo do líquido; - ligação elétrica da chave-bóia ou possível avaria do cabo elétrico 8.1.2 Decantador Primário PROBLEMA: Blocos de lodo na superfície do líquido. SOLUÇÃO: Limpeza do decantador dando descarte pelo dreno de fundo. Provável acúmulo de sólidos sobrecarregando o compartimento. 8.1.3 Reator Aeróbio PROBLEMA: O efluente contido no reator não sofre agitação nos períodos em que o temporizador foi programado para executar a operação dos aeradores. SOLUÇÃO: Verificar se o problema é no temporizador ou no aerador. Caso seja no aerador, substituir o motor danificado e enviá-lo para manutenção. Caso o problema seja no temporizador, contatar o fornecedor do equipamento. PROBLEMA: O lodo ativado não está se formando adequadamente, mesmo em períodos superiores aos previstos. SOLUÇÃO: Existem várias causas, mas pode enumerar-se entre as mais prováveis: efluente tóxico, carga inadequada ao projeto, temperatura muito alta ou muito baixa do efluente (>40 ou <14 C), aeração insuficiente, carência de macronutrientes (N,P,K). Sugere-se a consulta de profissional especializado para dar as melhores orientações. Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 31 PROBLEMA: O efluente está com odor no reator aeróbio ou decantador secundário, produzindo eventualmente bolhas que vem à superfície em períodos onde cessa a agitação. SOLUÇÃO: Provável problema de anaerobiose ou desnitrificação. Verificar se a carga é compatível ao sistema e se a aeração é suficiente para manter oxigênio dissolvido no reator. Sugere- se aumentar a razão de recirculação, através da ampliação dos períodos de recalque do reciclo de lodo. Caso ocorram estes problemas e haja bastante oxigênio dissolvido no reator (> 2 mg / L), sugere-se diminuir o fornecimento de oxigênio, via temporização (reprogramação do CLP). Um descarte adicional de lodo é sugerido, para diminuir idade do lodo no sistema. PROBLEMA: Lodo de baixa sedimentabilidade, não sedimentado no decantador secundário e saindo no efluente final. SOLUÇÃO: Provável problema de “bulking” ou excesso de organismos filamentosos. Sugere- se verificar a presença de organismos filamentosos no lodo, através de análise microscópica do mesmo. Caso positivo, dar um tratamento de choque, através da adição de um desinfetante seletivo (no reator), prejudicial apenas aos organismos filamentosos, logo após promover o descarte de lodo, mantendo um teor de 50 % de SSV em relação ao valor do projetado e deixar a nova colônia se multiplicar, sem excesso de filamentosos. PROBLEMA: Excesso de espuma, que transborda no reator e invade também o decantador secundário. SOLUÇÃO: Se a espuma desaparece no decantador secundário quando os aeradores são desligados, sugere-se ajustar a aeração, de forma que a espuma fique restrita ao reator. Se a espuma persistir após o desligamento dos aeradores e possuir textura de um “mousse” marrom chocolate, provavelmente é causada por filamentosos e sugere-se a investigação microscópica do lodo. Em caso afirmativo, proceder como no caso anterior. Se a espuma persiste após o desligamento da aeração e é de cor branca, é quase certo que seja conseqüência do uso de algum detergente não-biodegradável. Sugere-se a adoção de produtos químicos apenas biodegradáveis. 8.1.4 Decantador Secundário PROBLEMA: Não está ocorrendo reciclo de lodo, mesmo com tentativa de acionamento manual. SOLUÇÃO: Provável avaria da bomba. Desligar comando no painel e após fechar válvulas, interrompendo o fluxo de esgoto e conectar a bomba reserva. Providenciar manutenção técnica da bomba danificada. OBS: Para realizar substituição de qualquer equipamento elétrico, desligar comando no painel de força. 8.1.5 Tanque de Desinfecção Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 32 PROBLEMA: Não ocorre mistura no meio líquido. SOLUÇÃO: Realizar as seguintes verificações: -medir a amperagem devido à possibilidade de “queima” do motor ou inversão do sentido de rotação; -ligação elétrica da chave-bóia ou possível avaria do cabo elétrico; -obstrução por materiais grosseiros; 8.1.6 Operação da Bomba Dosadora PROBLEMA: Parada da bomba dosadora; SOLUÇÃO: Realizar as seguintes verificações: -falta de solução dosagem, preparar solução estoque. -rever tempo de programação da dosadora. Poderá estar em “parada” pelo temporizador lógico de programação; -avaria da chave-bóia. Substituir por uma nova. -avaria no diafragma ou da bomba dosadora, encaminhar ao fornecedor. -entupimento das tubulações de recalque. Seguir instruções do manual de operação, executando limpeza do equipamento. Escola Técnica Vale dos Carajás Técnico em Meio Ambiente Saneamento Ambiental I 33 REFERÊNCIAS CONSULTADAS Brasil. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Manual de gerenciamento de resíduos de serviços de saúde / Ministério da Saúde, Agência Nacional de Vigilância Sanitária. – Brasília : Ministério da Saúde, 2006. 182 p. – (Série A. Normas e Manuais Técnicos) CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE. Resolução nº 275 de 25 de abril de 2001. In:_____. Resoluções do Conama: resoluções vigentes publicadas entre julho de 1984 e novembro de 2008 – 2. ed. / Conselho Nacional do Meio Ambiente. – Brasília: Conama, 2008. 928 p. GIORDANO, Gandhi. Tratamento e Controle de Efluentes Industriais. [s.l.], UERJ, 200?. Disponível em: <http://www.ufmt.br/esa/Modulo_II_Efluentes_Industriais/>. Acesso em 23 out. 2009. HEINECK, Karla. Poluição no Solo. Disponível em: <http://www.google.com.br>. Acesso em: 23 out. 2009. LISBOA, Henrique de Melo. Controle da Poluição Atmosférica. [s.l.; s.n], 2007. cap 2. Disponível em: < http://www.lcqar.ufsc.br/adm/aula/>. Acesso em 23 out. 2009. MONTEIRO, José Henrique Penido et al. Manual de Gerenciamento Integrado de resíduos sólidos. Rio de Janeiro: IBAM, 2001. 200 p. Disponível em: <www.web- resol.org/cartilha4/manual.pdf>. Acesso em: 23 out. 2009. POLUIÇÃO atmosférica. Disponível em: <http://www.wikipedia.com.pt>. Acesso em: 23 out. 2009.