Processos Químicos Ambienta - 14º Encontro de Profissionais da

Transcrição

14º ENCONTRO DOS QUÍMICOS DA AMAZÔNIA
CONSELHO REGIONAL DE QUÍMICA – 6ª REGIÃO
Seminário:
Processos Químicos Ambientais
Palestrante:
Eng. José Antonio Monteiro Ferreira
DE 18 A 21 DE AGOSTO DE 2015
Belém – Pará – Brasil
Av. General Asdrúbal da Cunha, 672/700 | CEP. 05565-000 | São Paulo – SP
11 3785-2985 | 11 3781-5900 | www.mcleodferreira.com.br | [email protected]
EMISSÕES ATMOSFÉRICAS
ÍNDICE
1.
INTRODUÇÃO
2.
2.1
2.2
2.3
2.4
POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA
O Que é a Poluição Atmosférica
Ar Estável e Instável
Comportamento das Plumas
Inversões Térmicas
7
7
8
10
12
3.
3.1
3.2
3.3
EFEITOS DA POLUIÇÃO DO AR
Caracterização Qualitativa e Quantitativa
Medições de Qualidade do Ar
Características dos Principais Poluentes Ambientais
13
13
14
15
4.
CLASSIFICAÇÃO DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA
16
5.
TEORIAS DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA
17
6.
6.1
6.2
VENTILAÇAO
Classificação dos Sistemas de Ventilação
Necessidades Humanas de Ventilação
18
18
19
7.
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
TOXICOLOGIA INDUSTRIAL
Generalidades Sobre Toxicologia
Agentes Tóxicos
Conceito de Toxidade
Sinergismo e Antagonismo
Risco e Segurança
Toxidade Seletiva
Toxidade Associada
22
22
23
24
24
24
25
25
8.
8.1
8.2
8.3
8.4
MÉTODOS DE DEPURAÇÃO DE GASES
Tipos de Contaminantes Industriais
Processos de Depuração
Equipamentos de Separação de Partículas
Equipamentos de Eliminação de Gases
27
27
28
29
31
9.
EQUIPAMENTOS TÍPICOS
32
4
1
2
3
1.
INTRODUÇÃO
O planeta terra, tem uma superfície de 510.000 km², dos quais 73% são cobertos pela
água e 27% representam a crosta terrestre, composta por ilhas e continentes. O volume da
terra é de 108,371 X 10¹º Km³.
Em torno da terra, várias camadas formam um escudo que nos protegem e permitem a
nossa existência:
TROPOSFERA – É onde vivemos, varia de 7 km (regiões polares) a 20 km (trópicos), aqui
se encontra a tabela periódica de todos os elementos naturais e outros produzidos pelos
seres humanos. O ar é constituído principalmente por nitrogênio, oxigênio, argônio, vapor
d’água e gás carbônico (vide tabela). A temperatura superficial varia em torno de
– 84,15 ºC a + 59,85 ºC.
ESTRATOSFERA – Pode chegar a 50 km, concentra a camada de ozônio (que se situa
numa faixa a 40 km, com uma área média 53 vezes a da terra, e um volume médio em
torno de 308 vezes a da terra) a temperatura varia de – 80 a 10 º C.
MESOSFERA – É onde são vistos os meteoritos, pode chegar a 80 km, a temperatura
pode chegar a – 100 º C, variando de acordo com a região.
TERMOSFERA – É onde ficam os satélites em órbita da terra, altura até 500 km, podendo
a temperatura chegar a 1000 º C.
EXOSFERA – Já não há gravidade, composta por gases como Hélio e Hidrogênio, altura
de 1000 km.
Um adulto ingere em média por dia 1,5 kg de alimentos, 2 litros de água e 32 Kg de ar,
podendo viver cinco semanas sem comer, cinco dias sem beber e cinco minutos sem
respirar. Para sobreviver o homem destrói a natureza e deteriora as condições ambientais,
produzindo os dois mais graves problemas da atualidade.
Necessidades biológicas do homem
L de ar/min
Descansando
7,4
Trabalho leve
28
Trabalho pesado
43
L de ar/dia
10600
40400
62000
Kg de ar/dia
13
50
77
Se o homem pode ficar apenas cinco minutos sem respirar, isto significa que somos
obrigados a respirar o ar disponível – poluído ou não.
Um ar poluído pode causar danos agudos: irritação das mucosas do aparelho respiratório,
tosse, mal-estar geral, dores de cabeça, irritações oculares, envenenamento e até mesmo
a morte. Entre os efeitos crônicos (a longo prazo) incluem-se a asma, bronquite, enfisema
e outras doenças alérgicas. Pode ser ainda uma causa de câncer nas vias respiratórias.
Tudo isso apenas no que se refere à saúde humana.
4
Com relação à ecologia, ar é também fundamental para animais, vegetais, bactérias, etc.
“Certas zonas de São Paulo, Tóquio e Detroit concentram os maiores índices de poluição
do planeta”. “Em maio de 1969 os astronautas da Apollo 10 reconheceram Los Angeles a
40.000 Km de altura, graças a uma enorme mancha de sujeira sobre a região”. Estas
citações mostram a situação que enfrentamos em nossos dias. Atualmente o Rio de
Janeiro apresenta índices de poluição urbana superior à cidade de São Paulo.
O problema de poluição do ar trouxe sérias conseqüências à saúde dos seres humanos
quando a grande concentração de pessoas, em cidades, passou a se utilizar em ordem
cada vez mais crescente, de combustíveis industriais ou veículos automotores.
A grande quantidade de indústrias e o aumento do número de veículos contribuíram como
fator decisivo para o agravamento da poluição do ar nas grandes cidades do mundo, com
uma gama enorme de gases e partículas lançadas na atmosfera. Por isso, os problemas
de poluição do ar nas cidades são grandes, pois enormes quantidades de poluentes estão
constantemente sendo lançadas no ar, não permitindo que estes sejam convenientemente
dispersos.
Com um aumento de concentrações de gases nocivos e partículas na atmosfera, não há
condições de espalhamento, e o ar se torna nocivo às pessoas, ou seja, quando não existe
a autodepuração do ar, este passa a ser prejudicial ao bem-estar e à saúde.
Cerca de 100 milhões de pessoas em cidades latino-americanas respiram um ar que não
atende aos padrões de qualidade estabelecidos pela OMS – Organização Mundial de
Saúde. Outras 123 milhões, nos Estados Unidos e Canadá, sofrem com um ar que não
alcança os níveis de qualidade estabelecidos pela legislação desses países.
Segundo dados da OMS, em 2000 faleceram 3.000.000 pessoas por doenças provocadas
por poluição atmosférica e 2.200.000 por doenças de veiculação hídrica, sendo as áreas
mais atingidas a Ásia e parte da África. A maior área de contaminação ambiental tem uma
nuvem com 3 quilômetros de espessura que vai do Japão ao Afeganistão, no sentido lesteoeste e da China à Indonésia no sentido norte-sul. Essa área equivale a três vezes a área
do Brasil.
Na Região Metropolitana de São Paulo, as ações de controle exercidas pela CETESB –
Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental promoveram o decréscimo das
concentrações de poluentes a partir de 1997, mas ainda permanecem acima dos padrões
legais. A principal fonte é os veículos que, no caso do monóxido de carbono, lançam uma
carga de 1.691,2 mil toneladas por ano, excedendo o padrão de qualidade, especialmente
no inverno. Também no caso do ozônio, os padrões são freqüentemente ultrapassados.
Uma pesquisa realizada pelo Núcleo de Estudos para o Meio Ambiente da Universidade de
São Paulo, coordenada pelo Dr. Paulo Saldiva, Professor da Faculdade medicina da USP,
onde é Diretor de Anatomia Patológica, revelou, segundo publicado em 18/08/05, que oito
pessoas morrem diariamente na capital paulista por doenças relacionadas aos efeitos da
poluição. Esse estudo revelou que quem mora na capital vive em média 1,5 anos a menos
que os residentes nas pequenas cidades do interior. “Até os não-fumantes da capital tem a
presença de manchas pretas no pulmão”. A pesquisa revelou também que mais de 70% da
5
poluição de São Paulo é proveniente de veículos automotores. Em 2011 a poluição do ar
contribuiu para 17.443 mortes no Estado de S.Paulo, mais que o dobro das mortes em
acidentes de trânsito (7.867) no mesmo período.
Numa tentativa de melhorar as condições ambientais no Estado de São Paulo foi criado o
Decreto 50.753 em 28 de abril de 2006 que altera a redação e inclui dispositivos no
regulamento aprovado pelo Decreto 8468 de 8 de setembro de 1976, criando as subregiões (conhecidas como bacias aéreas) com as seguintes características baseadas nos
padrões de qualidade do ar (PQAR) Artigo 29 CONAMA 3/90:
Saturada (SAT)
Em vias de saturação (EVS)
Não saturada (NS)
Em 26 de dezembro de 2006 saiu a resolução 382 do CONAMA que estabelece os limites
máximos de emissão de poluentes para fontes fixas.
6
2.
POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA
2.1
O Que é a Poluição Atmosférica
A poluição atmosférica significa a presença no ar de um ou mais contaminantes ou
combinação em tais quantidades e em tal duração que sejam ou venham a ser perniciosas
ao homem, plantas, vida animal ou à propriedade.
Formas de Poluição











Aerossol: Dispersão de sólido ou líquido de dimensões microscópicas em meio
gasoso, tais como fumaça ou neblina.
Poeira: Um termo usado de forma bastante ampla aplicado a partículas sólidas
predominantemente maiores que as de um colóide e capazes de se manter em
suspensão temporária no ar ou outros gases. As poeiras não têm tendência a flocular
sob a ação de forças eletrostáticas, não difundem, porém sedimentam sob a ação da
gravidade.
Gotículas: Partículas pequenas de líquido que dependendo de suas dimensões e
densidade podem precipitar em condições de tranqüilidade, porém podem permanecer
suspensas em condições turbulentas.
Cinzas volantes (Fly-Ash): Partículas finamente subdivididas de cinza arrastadas
durante a combustão. As partículas podem conter combustível mal queimado.
“Fog” (Neblina): Um termo um tanto vago aplicado a aerossóis visíveis na qual a fase
dispersa é líquida. A formação por condensação está usualmente implícita.
Fumos: Propriamente, são partículas sólidas geradas pela condensação do estado
gasoso, geralmente após a fusão de substâncias acompanhadas por uma reação
química, tal como oxidação.
Gás: Um dos três estados da matéria, não tem volume ou forma independentemente e
pode expandir-se quase indefinidamente.
“Mist”: Termo vago aplicado para dispersões de baixa concentração de partículas de
líquido de grande dimensão. Aproxima-se à nossa garoa.
Fumaça: Aerossol de partículas finamente divididas resultante de combustão
incompleta. Consiste principalmente de carbono e outros materiais combustíveis.
Fuligem: Aglomeração de partículas de carbono impregnado com “alcatrão”, formado
da combustão incompleta de material carbonoso.
Vapor: Fase gasosa de material normalmente líquido ou sólido.
Efeitos da Poluição Atmosférica
A atmosfera formou-se de gases saindo do interior do globo, em particular vapor de água e
dióxido de carbono. O oxigênio formou-se da decomposição do vapor de água
permanecendo na superfície e o hidrogênio difundindo-se para o espaço. Algum oxigênio
acumulou-se na atmosfera superior formando a camada de ozônio. É esta camada que
filtra uma boa parte dos raios ultravioletas contidos na radiação solar, antes de atingir a
superfície do planeta.
A fotossíntese das plantas, resultantes da evolução, auxiliou na formação do oxigênio a
partir do dióxido de carbono presente na atmosfera.
7
O nitrogênio ao que se deduz evoluiu do centro da terra e foi se acumulando. A presença
dos grandes depósitos de carvão evidencia o provável crescimento acelerado de
vegetação.
Na atmosfera atual, a região mais baixa é chamada de troposfera (do grego tropos =
mudança) e a região de temperatura em decréscimo forma a tropopausa que é a fronteira
entre a troposfera e a estratosfera. É onde ocorrem todos os fenômenos naturais.
A estratosfera é uma região com temperatura constante ou de temperatura crescente com
a altitude devido à camada de ozônio. Tem cerca de 50 quilômetros de altura. Os
poluentes que ali entram, devido à distribuição uniforme de temperatura, permanecem
mais estáticos.
A terra recebe 1,95 cal/cm²-min, (valor conhecido como constante solar) e cerca de 1,5
cal/cm²-min atinge a terra nas zonas temperadas. Qualquer interferência no meio de
transferência afeta a distribuição de energia.
2.2
Ar Estável e Instável
A atmosfera é instável ou estável dependendo da sua capacidade em resistir ou em
aumentar a movimentação vertical. Estabilidade ou instabilidade atmosférica está
diretamente relacionada aos gradientes de temperatura ou lapsos. Se o lapso existente é
menor que o lapso adiabático, o ar é estável, se for maior, o ar é instável. Há vários graus
de estabilidade condicional e estabilidade neutra, na qual o lapso existente é maior que o
lapso adiabático úmido, porém menor que o lapso adiabático seco. Também, se uma
parcela de ar em elevação entre em um novo estrato onde o lapso existente é menor que o
lapso adiabático, o ar previamente instável tornar-se-á estabilizado naquela altitude.
Em uma massa de ar estável não há atividade vertical ou é muito pequena para um
afastamento ou dispersão. Fumaça, poeira, gotículas ou outros produtos aéreos são
coletados na baixa atmosfera limitando a visibilidade. A presença de neblina, garoa ou
nebulosidade é indicativa de ar estável e sob tais condições a fumaça de chaminés
industriais, após perder seu calor e velocidade, se conduz seguindo um plano horizontal. O
gás dos autos e outros produtos permanecerão próximos à superfície. Aos gases emitidos
pelas chaminés dá-se o nome de pluma.
No ar instável a movimentação vertical arrasta a fumaça, poeira e outros produtos
responsáveis pela nebulosidade. Boa visibilidade é uma indicação de instabilidade.
8
Efeito Corona
Descarga UV
Quimicamente
GERAÇÃO DE OZÔNIO
3 O2 + ϟ → 2 O3
3 O2 + UV → 2 O3
3 O2Ba + 3 H2SO4 → 3 BaSO4 + 3 H2O + O3
REAÇÕES COM OZÔNIO
NOME
Hidrogênio
Hélio
Metano
Amônia
Água
Neônio
Acetileno (Etino)
Gás Cianídrico
Nitrogênio
Monóxido de Carbono
Etileno (Eteno)
Ar
Oxigênio
Dióxido de Carbono
Cloro
Monóxido de Nitrogênio
Óxido Nitroso
Hexafluoreto de Enxofre
Dióxido de Nitrogênio
FÓRMULA
H2
He
CH4
NH3
H2O
Ne
C2H2
HCN
N2
CO
C2H4
N2 + O2
O2
CO2
Cl2
NO
N2O
SF6
NO2
FUSÃO
-259,2
-272,2
-182,5
-77,73
0
-248,67
-162,2
-13,0
-210,0
-205,07
-169,2
EBULIÇÃO
-252,87
-268,9
-161,6
-33,34
100
-246,048
-103,7
26,0
-198,79
-191,55
-103,7
-218,8
-78,48
-101,5
-164
-90,86
-64ºC
-11,2
-183,0
-56,55
-34,04
-152
-88,90,
-50,8
21,1
GR/MOL
2,0
4,0
16,04
17,031
18,01
20,18
26,04
27,02
28,0
28,01
28,05
28,96
32,0
44,1
70,8
30,006
44,0128
146,06
46,0055
3 H2 + O3 → 3 H2O
Não reage
3 CH4 + 4 O3 → 3 CO2 + 6 H2O
6 NH3 + 4O3 → 6 NO2 + 9 H2
Não reage
Não reage
3 C2H2 + 5 O3 → 6 CO2 + 3 H2O
4 HCN + 6 O3 → 4 CO2 +4 NO2+2 H2O
3 N2 + 4 O3 → 6 NO2
3 CO + O3 → 3 CO2
C2H4 + O3 → 2 CO + H2 + H2O
Não reage
Não reage
Não reage
Não reage
NO + O3 → NO2 + O2
N2O + O3 → N2 + 2O2
Não reage
Não reage
9
2.3
Comportamento das Plumas
A dispersão atmosférica e o comportamento das plumas são dependentes e governadas
pelas condições existentes na atmosfera.
Vários tipos de plumas podem resultar das várias condições de estabilidade da atmosfera.
Nem sempre a descrição da pluma é precisa, mas geralmente é aplicável, particularmente
se estivermos nos referindo a plumas abaixo de 300 metros.
SERPENTEANTE
CONIFICAÇÃO
APRISIONADA
FUMIGAÇÃO
ELEVAÇÃO
10
Looping – ou serpenteante, é característica de condições instáveis. A pluma
alternadamente sobe e desce após deixar a chaminé.
Coning – ou conificação, é característica de condições neutras. Esta pluma ocorre em
velocidades moderadas de vento e tem o formato de um cone estreito e um espalhamento
regular. A linha de centro horizontal da pluma é usualmente inclinada para baixo.
Fanning – ou aprisionada, é característica de condições estáveis e tem baixa difusão
vertical, pode se manter por longas distâncias.
Fumigation – ou fumigação é característica de inversão acima do nível da chaminé.
Nessas condições a pluma tende a dispersar para baixo pois a camada de inversão
impede a dispersão para cima.
Lofting – ou elevação, é característica de inversão abaixo do nível da chaminé. É o
reverso da fumigação e em alguns casos similar à pluma “aprisionada”, apesar de ocorrer
em ventos de baixa velocidade.
A turbulência da atmosfera pode causar concentrações no terreno próximo à base da
chaminé. Fumigação envolvendo uma inversão é provavelmente a condição menos
desejada devido estar a dispersão vertical inibida e assim as concentrações dos poluentes
– baixas e altas – aparecerão sobre grandes áreas.
Uma análise completa não pode apenas estar baseada nas condições atmosféricas, mas
incluí uma avaliação do gás afluente e outros parâmetros, tais como velocidade do vento e
força de cizalhamento do mesmo, além do efeito das obstruções.
Outro parâmetro a ser considerado é a força de cizalhamento do vento, isto é, a medição
da variação da velocidade horizontal do vento em direção e conforme a altura.
A diluição da pluma causada pelo vento varia diretamente com a velocidade do vento. A
velocidade do vento serve para alternar a concentração das partículas em uma dada
direção.
Além da velocidade, na diluição deve-se considerar a turbulência e seu efeito na difusão. O
coeficiente de difusão é proporcional ao produto da velocidade do vento e uma função da
turbulência existente.
A pluma aumenta em diâmetro como resultado da turbulência agindo na circunferência
externa. Os remoinhos resultantes em movimento turbulento aumentam em tamanho,
causando um movimento irregular a jusante e com pouco efeito no diâmetro da pluma.
11
2.4
Inversões Térmicas
As inversões de temperatura ocorrem quando a temperatura do ar aumenta com a altitude.
Uma das causas comuns de inversão é o resfriamento rápido do solo durante a noite
devido a radiação. O ar de superfície é resfriado por convecção, de modo que a
temperatura do ar a alguma distância da superfície é maior que a temperatura do ar na ou
próximo à superfície do solo. A inversão também é causada por massas de ar ou frentes e
ocasionalmente por turbulência.
Para exemplificar, quando uma inversão ocorre, o lapso existente é negativo, e, portanto
sempre menor que o lapso adiabático. Isso resulta em extrema estabilidade do ar. Sob
essas condições as plumas tendem a dispersar para baixo, e assim diminuindo a altura
efetiva de uma chaminé. Como a maioria das inversões ocorre entre 150 a 250 metros,
isso se aplica à maioria das chaminés. Se uma chaminé é projetada para uma dada
localidade que tem condições favoráveis para inversões duas possibilidades de projetos
devem ser consideradas
-
Projetar a chaminé com altura suficiente de modo que esteja acima da maioria das
camadas de inverno.
-
Projetar a velocidade de saída dos gases e com temperatura tal que a elevação da
pluma vá acima da camada de inversão ou pelo menos forneça uma boa penetração
na mesma.
Frequentemente a camada de inversão é suficientemente alta de modo a anular quaisquer
das alternativas.
A superfície do solo tem pronunciada influência no clima, e características do mesmo, tais
como a estabilidade do ar. O vento procedendo de uma área muda de direção ao atingir
colinas, rochedos ou altas estruturas. O ar que é forçado a se elevar para ultrapassar tais
obstruções pode ou não se tornar instável dependendo da sua velocidade e lapso do ar
circulante.
O tipo de terreno-rochoso, arenoso ou com florestas influencia a magnitude das variações
de temperatura. Quanto menor a variação diária da temperatura, maior a tendência para
um ar estável.
Áreas com relevo topográfico forte também apresentam correntes de ar (brisas). Essas
brisas são usualmente para cima durante o dia, quando o vale está relativamente quente, e
para baixo, à noite, quando a obstrução esfria mais rapidamente que o vale.
O maior efeito do terreno no clima é a extensão na qual ele introduz instabilidade ao
movimento de ar ou promove turbulência e correntes circulares-remoinhos. Estes por sua
vez afetam diretamente a dispersão do gás.
12
3.
EFEITOS DA POLUIÇÃO DO AR
A exposição frequente e de longo prazo à poluição do ar causa uma erosão gradativa da
saúde. O principal efeito da poluição do ar está associado às doenças de origem
respiratória.
Os poluentes mais encontrados na atmosfera de grandes cidades são:
-
-
-
O metano (CH4) produzido por fermentação ou putrefação, é geralmente produzido
pela ausência ou maus processos de tratamento de efluentes orgânicos como esgotos
e lixo.
O monóxido de carbono (CO): Os motores automotivos e geradores representam a
fonte principal.
Material particulado: São partículas sólidas e líquidas que flutuam no ar. São
principalmente de origem da combustão de carvão ou óleos, nos processos industriais.
Os óxidos de enxofre (SOx): São emitidos na queima de carvão e óleos (diesel,
BPF,etc.), nos processos industriais e transportes.*
Os hidrocarbonetos: São usualmente os vapores não queimados que se evaporam dos
tanques de gasolina através dos escapamentos, pelo manuseio inadequado de
combustíveis.
Os óxidos de nitrogênio(NOx): São produzidos quando o ar é aquecido a altas
temperaturas, como acontece num cilindro de automóvel ou na fornalha de alta
temperatura de uma usina de energia, quando esta trabalha com ar e não com
oxigênio.*
*estes poluentes em contato com água (chuva ou alta umidade) formam respectivamente
ácido sulfúrico e ácido nítrico, componentes da chuva ácida.
3.1
Caracterização Qualitativa e Quantitativa
Como a legislação atmosférica é pouco específica, podendo variar de local para local, os
órgãos ambientais tem a possibilidade de determinar padrões locais para as diferentes
fontes de poluição.
Material particulado (MP)
Óxidos de enxofre (SOx)
Óxidos de nitrogênio (NOx)
Monóxido de Carbono (CO)
Oxidantes fotoquímicos
Mercaptanas
80 mg/m³
80 mg/m³
100 mg/m³
10 mg/m³
160 mg/m³
Variável
Decreto 8468 de 08/09/76, Estado de São Paulo.
13
3.2
Medições da Qualidade do Ar
Em geral, por falta de legislação federal específica para as diferentes áreas, os órgãos
fiscalizadores tendem a usar padrões semelhantes à EPA (Environmental Protection
Agency – USA). Com isto também são responsáveis pela coleta das amostras, em especial
nas áreas urbanas. Existem vários pontos de coletas de ar nas cidades, determinados em
função do tamanho da cidade e dos principais poluentes.
Normalmente, o ar é qualificado como bom, regular e inadequado.
14
3.3
CARACTERÍSTICAS DOS PRINCIPAIS POLUENTES AMBIENTAIS
Poluente

Metano

CH4


Monóxido
de Carbono


CO
Dióxido de
Nitrogênio


NO2
Dióxido de
Enxofre


SO2

Ozônio

O3


Gás
Carbônico
CO2


Materiais

Particulados


Efeito
Gás incolor que, quando misturado ao oxigênio numa temperatura
acima de 67ºC, forma uma mistura detonante. Como todos os
hidrocarbonetos leves (gás de cozinha), possui os mesmo riscos de
explosões e toxidade.
É considerado atualmente o responsável pelo efeito estufa, mais
poderoso que o gás carbônico.
Pode reagir com compostos de cloro (em determinadas condições)
formando clorometanos, trihalometanos, periculosos à saúde
humana.
Inibe a capacidade do sangue em trocar oxigênio com os tecidos
vitais, podendo em concentrações extremas provocar morte por
envenenamento.
Afeta principalmente o sistema cardiovascular e o sistema nervoso.
Concentrações elevadas são suscetíveis de gerar tonturas, dores
de cabeça, fadiga e morte.
Altas concentrações podem provocar problemas do trato
respiratório, como doenças respiratórias.
É um poluente acidificante, envolvido em fenômenos como as
chuvas ácidas que atacam quimicamente algumas estruturas,
como materiais metálicos, bem como tecidos vegetais.
Altas concentrações podem provocar problemas no trato
respiratório, especialmente em grupos sensíveis como asmáticos.
É um poluente acidificante (chuvas ácidas).
É um poderoso oxidante. Pode irritar o trato respiratório,
provocando dificuldades respiratórias (p.ex. impossibilidade de
respirar fundo, inflamações brônquicas ou tosse).
É o principal constituinte do smog fotoquímico associado a diversos
sintomas em grupos sensíveis com crianças, doentes
cardiovasculares e/ou do trato respiratório, e idosos.
É apontado como o principal responsável por perdas agrícolas e
danos na vegetação.
Erroneamente chamado de parceiro do metano no efeito estufa,
inconveniente apenas quando está em temperaturas acima de
60ºC, pois não pode ser convertido em O2 pela fotossíntese das
plantas.
Pode ser asfixiante somente quando ocupar o lugar do oxigênio.
Por ser mais pesado que o ar (CNTP) se acumula próximo ao solo.
São um dos principais poluentes em termos de efeitos na saúde
humana, particularmente as partículas inaláveis, que penetram no
sistema respiratório, danificando-o.
Têm sido associados ao aumento de doenças respiratórias, como
bronquite asmática.
Podem ser responsáveis pela diminuição da troca gasosa em
espécies vegetais.
Danificam o patrimônio construído, especialmente tintas.
15
4.
CLASSIFICAÇÃO DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA
A poluição pode ser classificada como natural ou tecnológica. A natural é causada pela
própria natureza, ou seja, é consequência dos vulcões, terremotos, maremotos, raios, que
acabam desprendendo gases e materiais particulados, fumos, compostos químicos, etc..
Já a tecnológica é a criada pelo homem que em função do desenvolvimento da
humanidade acabou modificando todo o meio ambiente onde vive.
Em síntese podemos classificar os poluidores em dois grupos, segundo os volumes e
concentrações produzidos:

Grandes poluidores
- Pólos petroquímicos
- Usinas siderúrgicas
- Usinas termoeléctricas
- Complexos industriais
- Complexos portuários
- Centros urbanos

Pequenos poluidores
- Indústrias individuais
- Automóveis, ônibus, caminhões, trens não elétricos
- Residências (fogões, aquecedores a gás)
- Processos de tratamento anaeróbios abertos ou mal dimensionados
Quanto à poluição, esta pode ser qualificada como necessária ou desnecessária:

Necessária é aquela resultante dos processos sem os quais a humanidade teria
dificuldades de sobreviver: indústrias, transporte, etc..

Desnecessária é aquela que poderia ser facilmente evitada: queimadas, cigarro, etc..
Em geral a poluição “necessária” é minimizada em função da tecnologia, com o uso de
equipamentos ou modificações de processo enquanto que a “desnecessária” não tem
controle algum!
A poluição é gerada desde a queima incompleta de qualquer combustível, através de seus
subprodutos ou até mesmo em transferência de um sistema de armazenagem a outro.
É importante lembrar que os gases são compressíveis e os líquidos não. Isto é muito
importante quando se projeta sistemas de bombeamento de produtos, onde as descargas
devem ser sempre afogadas para minimizar a formação de vapores e gases.
16
5.
TEORIAS DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA
As fórmulas básicas foram apresentadas por pesquisadores, tais como Sutton e
Bosdanquent, e modificadas por Pearson, Pasquill, Turner e Gifford. De um modo geral
essas fórmulas não variam muito e envolvem expressões das curvas de probabilidade
desenvolvidas por Karl Gauss. As chamadas curvas Gaussianas foram originalmente
aplicadas para indicar desvios de valores presumivelmente conhecidos, envolvendo
estudos experimentais ou estatísticos.
Hoje em dia, em função da preservação ambiental, seja ela por motivos históricos,
naturalistas de fauna ou flora, ou até humana, a maioria dos órgãos ambiental exige das
novas empresas com potencial risco de danos ambientais atmosféricos, um complexo
estudo das emissões e dispersões dos poluentes. Isto desenvolveu grandes empresas
especializadas em cálculos matemáticos que se aproximam muito com a realidade. No
entanto, em função das grandes variações do clima, muitos estudos maravilhosamente
elaborados, podem perder seu valor em poucos anos, obrigando a fonte a rever
continuamente suas origens poluidoras.
Um dos grandes fatores de impedimento da dispersão atmosférica são os obstáculos
urbanos como os edifícios, viadutos, elevados, etc. Por outro lado as reduções das áreas
verdes também contribuem para a concentração dos poluentes. De acordo com a O. M. S.
nos centros urbanos há uma necessidade mínima de 12 m² de área verde por habitante,
apenas para respirar.
Podemos acrescentar mais 60 m² por hora de veículo em movimento. Num levantamento
recente na cidade de São Paulo, em 2000, esta área era de cerca de 4 m² por habitante.
Em 2012 era de 2,6 m² por habitante.
Dentro dos agravantes para a dispersão dos poluentes automotivos dos grandes centros
está a redução da velocidade de deslocamento para o aumento da segurança de
pedestres e redução do número de acidentes, pois quanto menor a velocidade maior a
geração de poluentes e pior a sua dispersão.
Apenas como exemplo, São Paulo chega a registrar cerca de 780 Km de
congestionamentos o que pode representar algo como 800.000 veículos semi-parados ou
desenvolvendo velocidades de até 5 Km/h.
17
6.
VENTILAÇÃO
A ventilação pode ser classificada como natural ou forçada.
Na ventilação natural estão incluídos todos os dispositivos que permitem que sem o uso de
equipamentos seja possível manter um bom ambiente.
Na ventilação forçada estão incluídos todos os equipamentos estáticos ou eletromecânicos
que alteram as condições ambientais tornando-as aceitáveis para seus respectivos fins.
Podemos ainda dizer que a ventilação pode ser por insuflação, exaustão ou insuflaçãoexaustão combinadas.
6.1

Classificação dos Sistemas de Ventilação
Ventilação Para Manutenção do Conforto e Eficiência do Homem
É conseguida através:
-
do restabelecimento das condições atmosféricas alteradas pela presença do homem;
da refrigeração do ar ou do homem, no verão;
do aquecimento do ar no inverno.

Ventilação Para Manutenção da Saúde e Segurança do Homem
É conseguida através:
- da redução da concentração de aerodispersóides nocivos até que se reduzam a
valores compatíveis com a saúde;
- da manutenção da concentração de gases, vapores e poeiras, inflamáveis ou
explosivos, fora das faixas de inflamabilidade ou de explosão.

Ventilação Para Conservação de Materiais e Equipamentos (por imposição
tecnológica)
Nestes casos, para a conservação de determinados produtos (medicamentos, alimentos,
instrumentos de medição, etc.) é necessário manter limites na temperatura local.
Em geral, a faixa de trabalho coincide com a qual o homem tem condições comuns de
trabalho (15 a 25°C).
18
6.2
Necessidades Humanas de Ventilação
A ventilação de residências, espaços comerciais e escritórios, é necessária para controlar
odores corporais, fumaça de cigarro, odores de cozinha e outras impurezas odoríferas, e
não para manter a quantidade necessária de oxigênio ou remover o dióxido de carbono
produzido pela respiração. Isso é verdadeiro, pois a construção-padrão de edifícios para a
ocupação humana não pode prevenir a infiltração ou a saída de substâncias e de
quantidades de ar, mesmo quando todas as janelas, portas e aberturas no forro estiverem
fechadas.
Dados publicados sobre as quantidades de ar normalmente disponíveis pela ventilação
natural ou infiltração, indicam que a sufocação por deficiência de oxigênio ou processo de
gás carbônico, como resultante da respiração humana é potencialmente impossível em
construções não-subterrâneas.
Composição do ar (porcentagem em volume)
COMPONENTE
AR EXTERNO
(seco)
79,00
AR INTERNO
(21°C, U.R.50%)
78,00
AR EXPIRADO
(36°C, U.R.100%)
75,00
20,97
20,69
16,00
Vapor d’água
0,00
1,25
5,00
Dióxido de Carbono
0,03
0,06
4,00
Gases inertes
Oxigênio
Simples cálculos demonstrarão que o homem não requer mais que alguns metros cúbicos
de ar por hora para satisfazer suas demandas de oxigênio e diluir o dióxido de carbono em
concentrações não-nocivas. Um homem, mesmo em trabalhos pesados, respira cerca de
40 litros de ar por minuto, consome cerca de 9 litros de oxigênio e produz cerca de 7,5
litros de dióxido de carbono.
Experiências já há muito realizadas (1963) concluíram que a concentração de dióxido de
carbono no ar de ambientes ocupados não é um índice adequado das necessidades de
ventilação, sob o ponto de vista de suprimento de ar exterior e intensidade de odor.
19
Quantidades recomendadas de ar externo por pessoas no ambiente
AR EXTERNO
(pés³/min). pessoa
5-10
10-15
15-20
20-30
30-60
TIPO DE ESPAÇO OU OCUPAÇÃO
Bancos, auditórios, igrejas, teatros, grandes lojas,
espaço onde não se fuma.
Apartamentos, barbearias, institutos de beleza, quartos
de hotel, espaços onde se fuma pouco.
Lanchonetes, restaurantes, quartos de hospitais,
espaços onde se fuma moderadamente.
Bares, escritórios privados, espaço onde se fuma
bastante.
Salas de reunião, boates, espaços onde se fuma
demasiadamente.
Grandes salas têm uma vantagem sobre as pequenas, pois agem como reservatórios,
permitindo que os odores do corpo desapareçam com um mínimo suprimento de ar
exterior e que haja máxima eficiência de ventilação. Uma pequena sala requererá um
maior suprimento de ar por pessoa, para controle de odores.
Necessidades de ar para diluição de odores corporais
VOLUME DO ESPAÇO
OCUPADO
Pés³ x pessoa
100
100
200
200
300
300
500
500
SUPRIMENTO DE AR
EXTERIOR
(pés³/min). pessoa
29
25
21
16
17
12
11
7
TIPO DE OCUPANTE
Escolas de crianças
Adultos sedentários
Obs.: 1 pé cúbico = 28 L
20
Composição do Ar
COMPOSIÇÃO PROVÁVEL DA ATMOSFERA TERRESTRE
NOME
Nitrogênio
Oxigênio
Argônio
Vapor de Água
Dióxido de Carbono
Neônio
Hélio
Metano
Criptônio
Hidrogênio
Óxido Nitroso
Xenônio
Ozônio
Iodo
FÓRMULA
(N2)
(O2)
(Ar)
(H2O)
(CO2)
(Ne)
(He)
(CH4)
(Kr)
(H2)
(N2O)
(CO)
(Xe)
(O3)
(NO2)
(I)
PPMV
780.840
209.460
9.340
4000
390
18,18
5,24
1,79
1,14
0,55
0,3
0,1
0,09
0,0 – 0,07
0,02
0,01
%
(78,084)
(20,946)
(0,9340)
(0,4)
(0,0390)
(0,001818)
(0,000524)
(0,000179)
(0,000114)
(0,000055)
(0,00003)
(0,00001)
(0,000009)
(0 – 0,000007)
(0,000002)
(0,000001)
MASSA MOL
28,0
32,0
40,0
18,1
44,1
20,8
4,0
16.042
83,798
2,0
44,0128
28,01
131,3
48,0
46,0
126,9
Mais informações estão na tabela 1.
21
7.
TOXICOLOGIA INDUSTRIAL
7.1
Generalidades Sobre Toxicologia
A toxicologia pode ser definida como o estudo das ações nocivas de produtos químicos
sobre mecanismos biológicos. Evidentemente o toxicologista, na procura de informações
relacionadas com essas ações nocivas, adquire também informações relevantes, quanto
ao grau de segurança no uso desses produtos.
A toxicologia moderna é um campo multidisciplinar e depende do conhecimento e do
desenvolvimento de uma série de ciências básicas como a física, a química, a físicoquímica, a biologia e em particular, a bioquímica. Para adequada compreensão dos
problemas toxicológicos são necessários conhecimentos de fisiologia, de estatística, e de
saúde pública. A patologia é considerada parte da toxicologia, pois um efeito nocivo de um
produto químico sobre uma célula, tecido ou órgão, deve manifestar-se necessariamente
sob a forma de anormalidades grosseiras, microscópicas e sub-microscópicas. O campo
mais intimamente ligado com a toxicologia é a farmacologia, pois o farmacologista deve
compreender não somente os efeitos benéficos das substâncias químicas, mas também os
efeitos nocivos dessas substâncias com fins terapêuticos.
A toxicologia tem se desenvolvido em três aspectos principais, dependendo do interesse
presente: toxicologia ambiental, toxicologia econômica (utilitária) e toxicologia forense.
FARMACOLOGIA
PATOLOGIA
FISIOLOGIA
QUÍMICA
SAÚDE PÚBLICA
BIOLOGIA
IMUNOLOGIA
TOXICOLOGIA
AMBIENTAL
ECONÔMICA
FORENSE
Poluição
Desenvolvimento de Drogas
Diagnóstico
Resíduo
Aditivos alimentares
Terapia
Higiene Industrial
Pesticidas
Aspectos médicos legais
22
A toxicologia ambiental é o ramo da toxicologia que trata da exposição casual do tecido
biológico e, mais especificamente, do homem a produtos químicos basicamente poluentes
de seu ambiente e de seus alimentos. É o estudo das causas, condições, efeitos e limites
de segurança, para tais exposições.
A toxicologia econômica é o ramo da toxicologia que trata dos efeitos nocivos de produtos
químicos intencionalmente administrados ao tecido biológico com o propósito de obter-se
um efeito específico.
A toxicologia forense é o ramo da toxicologia que trata dos aspectos médico-legais de
efeitos nocivos de substâncias químicas sobre os seres humanos. A toxicologia forense
envolve as condições de exposição aos agentes tóxicos, quer acidental, quer intencional.
7.2
Agentes Tóxicos
O homem, desde o início da civilização, em sua procura por alimentos, deve ter tentado
comer uma variedade de materiais de origem vegetal e animal. É provável que, através
dessa experiência, ele tenha determinado que certas substâncias, principalmente vegetais,
quando ingeridas, produziam doenças ou causavam a morte, ou ainda, se transformavam
numa forma desejável de alimento. Por isso, parece razoável conceber que o homem logo
reconheceu que havia conseqüências danosas ou benéficas associadas com a ingestão de
materiais pelo seu organismo. Todos os materiais podiam ser colocados em duas classes
– seguros ou nocivos. Assim, a palavra “veneno” seria o termo utilizado para descrever os
materiais ou produtos químicos que fossem distintamente nocivos ao organismo, e
“alimento” seria o termo para os materiais que fossem benéficos e necessários para que o
organismo funcionasse.
Esse conceito envolvendo a divisão dos produtos químicos em duas categorias, tem
persistido até hoje e como tal serve um propósito útil na sociedade. Ele prontamente
coloca certas substâncias animais e vegetais, e todos os produtos químicos distintamente
nocivos numa categoria, para a qual é dado o devido respeito. Contudo, num sentido
estritamente científico, tal classificação não é segura. Reconhece-se atualmente que não é
possível estabelecer uma rigorosa linha de separação entre materiais benéficos e materiais
nocivos. A experiência tem mostrado que é mais razoável considerar a existência de graus
de segurança e de graus de risco, na utilização de um determinado material. Mesmo em
quantidades suficientemente elevadas alguns materiais benéficos podem ocasionar efeitos
indesejáveis, ou mesmo distintamente nocivos. Do mesmo modo, o mais nocivo de todos
os produtos químicos, pode ser absorvido em quantidade suficientemente pequena, sem
causar dano ao organismo, como por exemplo, os remédios.
23
7.3
Conceito de Toxidade
Toxidade é uma propriedade inerente a toda matéria. Manifesta-se num ambiente
fisiológico vivo, produzindo uma alteração indesejável do mesmo, que, se suficientemente
intensa, é chamada de dano. O dano é produzido em resposta a alguma dose de uma
substância. A dose é a quantidade de substância experimentada num dado intervalo de
tempo. Algebricamente, a dose pode ser expressa pela regra de Haber, em sua forma
mais simples.
Ct=K, onde C é a concentração e t o tempo. A constante K é usualmente L D50 ou L C50 ; L
D50 é a dose de um agente tóxico que matará 50% de um grupo animal de teste; L C50 é a
concentração de uma dada substância que, quando inalada num determinado período de
tempo, matará 50% dos animais sob o teste.
A toxidade pode também ser entendida como o efeito líquido de duas reações opostas: (1)
substâncias tóxicas agindo sobre o organismo, e (2) o organismo agindo sobre as
substâncias tóxicas. O efeito líquido é uma redução no potencial tóxico.
7.4
Sinergismo e Antagonismo
Sinergismo pode ser definido como o aumento da toxidade acima daquela comumente
expressada, quando o agente tóxico é utilizado em combinação com outras substâncias.
Antagonismo é a expressão oposta à toxidade, quando duas ou mais substâncias estão
presentes no organismo. O antagonismo pode resultar na completa eliminação dos efeitos
tóxicos, ou a toxidade pode ser parcialmente reduzida.
7.5
Risco e Segurança
Pode-se conceituar risco como a probabilidade de ocorrência de um dano quando se utiliza
a substância de um determinado modo e numa particular quantidade e segurança como a
certeza prática de que um dano não irá ocorrer quando a substância for utilizada de um
determinado modo e numa particular quantidade.
Os elementos básicos a serem considerados na avaliação de um risco no uso de uma
substância são:

Toxidade da substância usada

Propriedades físicas e químicas da substância

Probabilidade de absorção da substância pelo indivíduo

A extensão e a intensidade de exposição a essa substância

Medidas de controle utilizadas
24
7.6
Toxidade Seletiva
Os agentes danificam certas células, órgãos e espécies, e não outros na mesma dosagem.
Os compostos que constituem os pesticidas são planejados para matar insetos, por
exemplo, e não danificar o homem. Assim, a seletividade do DDT, está baseada no
tamanho do animal e não no peso.
7.7
Toxidade Associada
Quando dois ou mais agentes estão presentes pode haver:

Efeitos independentes
A

efeito A
B
efeito B
Efeitos aditivos – quando as ações básicas são mais que aditivas
efeito A + B = efeito A + efeito B

Efeitos sinergéticos – quando as ações tóxicas são mais que aditivas
efeito A + B > efeito A + efeito B

Efeitos antagônicos – quando as ações tóxicas são menos que aditivas
efeito (A + B) < efeito A + efeito B
25
26
8.
MÉTODOS DE DEPURAÇÃO DE GASES
O crescimento acelerado industrial, observado nestes últimos anos, nos indica
consequentemente, um aumento na quantidade de emissões de diversos produtos,
elementos e compostos na atmosfera. Assim, a tendência da criação de pólos industriais
em áreas definidas, não afasta o crescimento de áreas urbanas, que podem se instalar
nas proximidades das primeiras.
Como consequência imediata, as emissões de poluentes têm alcançado limites
alarmantes, ultrapassando os previstos na legislação pertinente.
A prevenção da contaminação atmosférica se resume em duas medidas:
-
Alterar a formação de contaminantes
-
Impedir seu lançamento na atmosfera
A formação dos produtos contaminantes é um fenômeno suscetível de se evitar, em certas
ocasiões, mediante uma atuação adequada sobre o processo gerador. Pode-se sugerir
algumas medidas como:
-
Substituição das matérias-primas empregadas
-
Modificação nos equipamentos
-
Modificação nos processos
-
Modificação nos procedimentos
E numa condição extrema o encerramento das atividades.
8.1
Tipos de Contaminantes Industriais
Os principais poluentes presentes na atmosfera, de acordo com os seus estudos físicos,
podem ser classificados em dois grandes grupos:

Partículas sólidas e líquidas

Gases e vapores
O tamanho das partículas, normalmente, oscila entre 10-2 e 10-3  m, sendo que 30% delas
estão entre 10-1 e 10-2  m. As partículas maiores de 10  m são produzidas nos processos
mecânicos, como erosão, moenda, etc..
Os contaminantes gasosos possuem um tamanho entre 10-3 e 10-5  m.
27
8.2
Processos de Depuração
A separação dos contaminantes pode ser efetuada com diversos mecanismos,
empregados isoladamente ou em conjunto.
Para as partículas sólidas ou líquidas, o processo é do tipo físico onde não há variação de
natureza química, enquanto que para os gases, o processo pode implicar modificações em
sua natureza.
8.2.1
Separação de partículas
Os principais mecanismos são os seguintes:
Gravidade
As partículas sólidas e líquidas de tamanho elevado (maior que 50 m), podem
sedimentar, se for diminuída a velocidade da corrente gasosa que as envolve.
Inércia
Esse fenômeno é utilizado para se modificar a linha de progressão da corrente gasosa,
onde se consegue uma separação completa.
Força Centrípeta
Através da centrifugação, modifica-se a linha de progressão das partículas, de forma
circular.
Precipitação Eletrostática
A separação é feita através da carga elétrica do contaminante e posteriormente através de
um campo elétrico que o desvia e o obriga a sedimentar.
Difusão Browniana
É considerado um caso especial de interceptação, onde a colisão das partículas com o
obstáculo se deve à energia que as moléculas gasosas transmitem, como resultado dos
choques produzidos em consequência do movimento browniano. Só é viável em caso de
partículas de tamanho extraordinariamente pequeno.
Deposição Ultrassônica
Os ultrassons favorecem as colisões e aglomerações das partículas. Com isso, o aumento
de tamanho tornará melhor a separação. É considerado um processo auxiliar e não
propriamente um mecanismo efetivo.
28
8.2.2
Separação de Gases
São aplicadas as seguintes técnicas:
Absorção
Trata-se de um processo de transferência de matéria entre um gás e um líquido, em que o
contaminante pode reagir com o líquido absorvente ou dissolver-se nele.
Adsorção
Neste caso a transferência se faz entre um gás e um sólido e como regra geral, não há
reação química.
Combustão
Quando os contaminantes são oxidáveis, recorre-se à combustão para eliminá-los.
Redução Catalítica
De certo modo é uma técnica inversa à da combustão. Esta transformação se faz com
catalisadores, geralmente do tipo metálico.
8.3
Equipamentos de Separação de Partículas
Pode-se classificar esses equipamentos em dois grupos:

Secos: ciclones, filtros, separadores eletrostáticos, etc.

Úmidos: lavadores, torres de enchimento, etc.
Outras classificações podem ser:
Separação por Gravidade
Os equipamentos consistem de uma câmara de grandes dimensões, na qual ocorre a
sedimentação das partículas maiores por perderem a velocidade. Pode-se reduzir essas
dimensões utilizando uma série de superfícies (obstáculos) para aumentar, inclusive, sua
eficácia, porém, a limpeza se torna mais difícil.
As câmaras de sedimentação são pouco empregadas devido a sua baixa eficiência e
necessidade de grandes espaços. Por seu custo baixo e funcionamento simples, podem
ser utilizadas como equipamento prévio de limpeza montadas em série com equipamento
de maior rendimento.
29
Separação por Inércia
Estes equipamentos funcionam imprimindo uma mudança brusca de direção da corrente
gasosa, o que determina a separação das partículas.
Eles tem uma forma geométrica similar à das câmaras de sedimentação. As câmaras de
desvios obrigam a corrente efetuar uma mudança de direção para poder ultrapassar um
obstáculo situado estrategicamente. Como as partículas maiores tendem a conservar sua
direção, chocam-se nele, perdem velocidade e se depositam.
As câmaras de “persianas” possuem no seu interior um sistema de placas que formam
uma espécie de persiana com pequenos interstícios.
Separação por força centrípeta
Os equipamentos baseados neste mecanismo recebem o nome genérico de ciclones.
É um artifício mecânico que obriga a corrente gasosa percorrer uma trajetória helicoidal. A
força centrípeta gerada impulsiona as partículas contra a parede do aparelho e em seguida
elas caem, se separando da corrente.
Separação por Filtração
Os filtros são mecanismos de impactação direta, onde as partículas de tamanho superior à
dos interstícios, ficam retidos.
Separação por Lavagem
Também são equipamentos de impacto direto, em que o meio separador é formado por
gotas de líquido, cuja função é somente mecânica.
A colisão das partículas com o meio líquido pode se efetuar de vários modos, o mais
utilizado sendo o tipo venturi.
A corrente gasosa atravessa uma “garganta” de seção mínima onde se submete a uma
pulverização de água.
Separação por Forças Eletrostáticas
Os precipitadores eletrostáticos são utilizados em casos em que o tamanho das partículas
é muito pequeno e necessita-se de rendimentos de depuração elevados.
Podem ser classificados em depuradores secos ou úmidos.
Nos primeiros, as partículas se separam dos eletrodos, ao serem golpeadas com martelos
ou vibradores.
Nos segundos as placas coletoras se lavam de tal forma que o líquido arrasta os
contaminantes depositados.
30
8.4
Equipamentos de Eliminação de Gases
De Absorção
São constituídos, fundamentalmente, por um espaço físico limitado adequadamente, onde
se produz a transferência da fase gasosa para a fase líquida. Este espaço, ou zona de
contato, deve ter a forma de coluna, podendo admitir outras variantes.
Quando se deseja que a superfície de contato seja maior, se empregam colunas de
enchimento de diversos materiais, que se resume em uma maior perda de carga na
corrente gasosa.
O líquido receptor deve estar constituído de tal modo que os gases retidos possam reagir
quimicamente com alguns de seus componentes, o que determina que a velocidade de
absorção aumente sensivelmente.
De Adsorção
Esse sistema é constituído fundamentalmente por diversas formas de torres ou colunas,
que contém um sólido absorvente, através da qual passa a corrente gasosa e ficam retidas
as partículas.
Os meios adsorventes possuem uma elevada porosidade e área superficial. Os materiais
mais utilizados são carvão ativado, bauxita, etc.
De Combustão
Incineradores são mais complicados pois seu desenho deve ser feito com as máximas
precauções devido aos perigos que um mau funcionamento possa causar. São
aconselháveis quando as concentrações de contaminantes estão dentro dos limites de
inflamabilidade.
De Redução Catalítica
Quando os contaminantes apresentam um estado máximo de oxidação, pode-se recorrer à
redução catalítica, onde existe um processo de combustão. No interior de um reator ou
coluna encontra-se o catalisador. Quando a corrente passa por ele, a reação catalítica
destrói os contaminantes. Os catalisadores mais utilizados são os metais nobres, como o
paládio em suportes do tipo cerâmico.
31
9.
EQUIPAMENTOS TÍPICOS
COLETORES DE PÓ
LIMITAÇÕES E VANTAGENS DOS PRINCIPAIS TIPOS
Parâmetro
Ciclone
Filtro de Mangas
Precipitador
Eletrostático
Eficiência
De 70 a 90%
Superior a 99,99%
Superior a 98%
Emissão
Maior que 150
mg/m³
Menor que 50 mg/m³
De 75 a 150 mg/m³
Tamanho de partícula retida
Maior que 10 
Maior que 1 
Maior que 0,001 
Custo de investimento
Baixo
Médio
Alto
Custo de manutenção
Baixo
Médio
Alto
Custo de operação
Baixo
Baixo
Alto
Princípio de operação
Características
Decantação forçada Impactação e aglomeração Indução de eletricidade
do pó por inércia.
do pó com posterior
estática no pó e posterior
decantação.
aglomeração por atração
eletrostática
e
decantação.

Pode sofrer

Aceita variações das

Pode apresentar
elevada abrasão
condições pó+gás
elevadas emissões no
pelo pó ou corrosão (concentração de pó,
início e parada de
pelo gás
temperatura, umidade,
operação (maiores que

Baixa eficiência etc.) sem variar a emissão 300 mg/m³)
para pós finos (com significativamente

Não aceita gases
tamanho menor que  Aceita pós finos e
inflamáveis e variações
gases/pós inflamáveis
das condições do pó+gás
5 )

É o mais utilizado no

A eficiência de coleta
mundo
depende da resistividade
elétrica do pó
32
33
34
FILTRO DE MANGAS
35
36
FILTROS DE
MANGAS
CICLONE ACOPLADO
A FILTRO DE MANGAS
37
38
Lavador de Contra-Corrente Horizontal
Vazões 5.000 a 150.000 m3/h
Lavador de Jatos Turbulentos
Vazões 1.000 a 30.000 m3/h
39
40
LAVADOR DE GASES DE GERADORES DE EMERGÊNCIA – SÃO PAULO, SP
LAVADOR DE GASES QUÍMICOS – São Paulo, SP
41
TABELA 1
GASES MAIS COMUNS
FÓRMULA
MASSA G/MOL
GÁS
H2
He
CH4
NH3
H2O
Ne
C2H2
HCN
N2
CO
C2H4
N2 + O2
NO
C2H6
O2
CH3F
Ar
C3H4
C3H6
C3H8
CO2
N2O
NO2
O3
CH3Cl
C4H6
C4H8
C4H10
SO2
Cl2
Kr
CH3Cl
CHClF2
CCl2O
Hidrogênio
Hélio
Metano
Amônia
Água
Neônio
Acetileno (Etino)
Cianeto de Hidrogênio
Nitrogênio
Etileno (Eteno)
Ar
Monóxido de Nitrogênio
Etano
Oxigênio
Fluorometano
Argônio
Propino
Propeno
Propano
Dióxido de Carbono
Óxido Nitroso
Ozônio
Clorometano
Butino (2)
Buteno (4)
Butano (2)
Dióxido de Enxofre
Cloro
Criptônio
Diclorometano
Clorodifluorometano
Fosgênio
GASES (USADOS PARA REFRIGERAÇÃO)
GÁS - CLOROFLUORCARBONOS
FÓRMULA
MASSA G/MOL
FREON 11 Triclorofluorometano
FREON 12 Diclorodifluorometano
FREON 115 Cloropentafluoroetano
DENSIDADE GR/L
2
4
16,042
17,03
18,01
20,18
26,04
27,03
28
28,01
28,05
28,96
30,006
30,07
32
34,03
40
40,06
42,08
44,10
44,01
44,0128
46,0
48,0
50,49
54,091
56,11
58,124
64,05
70,8
83,798
84,93
86,47
98,92
0,0899
0,1785
0,717
0,76
0 – 4,0
0,9
1,18
1,21
1,25
1,25
1,18
1,29
1,25
1,28
1,429
1,4397
1,784
1,91
2,0
1,98
1,98
2,05
2,144
2,22
2,41
2,71
2,73
3,2
3,708
1,3266
3,66
4,25
DENSIDADE GR/L
CCl3F
CCl2F2
ClF2C-CF3
137,37
120,91
154,466
1,49
1,486
1,546
IH3C
CH3Br
CH2BrCl
CCL4
CBr3F
CHCl2F
CHBrF2
CBr2F2
CBrClF2
CCl2F2
CBrF3
CF4
C2Cl2F4
C2Br2F4
C2F6
141,94
94,94
129,38
153,82
270,72
102,92
130,92
209,82
165,36
120,91
148,91
88,00
170,92
259,8
138,01
2,27
1,73
1,991
1,59 (L)
2,76 (L)
1,40
1,55
2,27
1,799
1,486
1,538
3,72
1,455
2,18 (L)
5,734
GÁS – HALOGENATE HIDROCARBON
HALON 10001 Iodometano
HALON 1001 Bromometano
HALON 1011 Clorobromometano
HALON 104 Tetracloretodemetano
HALON 1103 Tribromofluormetano
HALON 112 Fluordiclorometano
HALON 1201 Bromodifluorometano FM 100
HALON 1202 Dibromodifluorometano
HALON 1211 Bromoclorodifluormetano
HALON 122 Diclorodifluorometano
HALON 1301 Bromotrifluorometano
HALON 14 Tetrafluorometano
HALON 242 1,2 Diclorotetrafluoroetano
HALON 2402 Dibromotetrafluoretano
HALON 2600 Hexafluoroetano
GÁS
FM 200 Heptafluorpropano
GAS (PARA COMBATE A INCÊNDIOS)
FÓRMULA
MASSA G/MOL
C3HF7
DENSIDADE GR/L
170,03
1,46
42
TRATAMENTO DE ÁGUA PARA A INDÚSTRIA
QUÍMICA, FARMACÊUTICA, COSMÉTICA
E AFINS
ÍNDICE
1.
INTRODUÇÃO
1
2.
CARACTERÍSTICAS DOS CURSOS D’ÁGUA
2
3.
EFLUENTES LÍQUIDOS
4
4.
LEGISLAÇÃO AMBIENTAL NO BRASIL
5
5.
SITUAÇÃO HÍDRICA NO BRASIL E NO MUNDO
14
6.
SITUAÇÃO HÍDRICA NO ESTADO DE SÃO PAULO
15
7.
7.1
7.2
7.3
NECESSIDADES HÍDRICAS
Consumo de Água
Abastecimento de Água Potável
Tratamento de Esgoto Municipal
15
15
15
16
8.
8.1
8.2
TRATAMENTO DE ÁGUA
Captação
Tratamento de Água Potável
17
17
18
9.
9.1
9.2
9.3
ARMAZENAGEM, RECALQUE E DISTRIBUIÇÃO
Armazenagem
Recalque
Distribuição
30
30
30
30
10.
10.1
10.2
10.3
QUALIDADE E QUANTIDADE
Qualidade
Materiais de Construção
Quantidade
31
31
31
31
1.
INTRODUÇÃO
A água é fundamental à vida humana. Depois do ar é a principal responsável pela nossa
constituição e sobrevivência. Um ser humano adulto consome em média 2 L/dia de água
para manter o organismo equilibrado.
O ciclo hidrológico natural descreve o movimento da água na natureza. A evaporação dos
oceanos é carreada para terras interiores por massas de ar marítimas. Vapores de águas
interiores e a transpiração das plantas acrescentam à atmosfera a umidade que
eventualmente precipita na forma de chuva. As águas da precipitação percorrem as
superfícies dos terrenos podendo ser absorvidas pelas plantas, reevaporar ou atingir os
cursos d’água. As águas subterrâneas e superficiais fluem aos oceanos para recirculação.
Isto ocorre no planeta desde a formação do estágio da vida hidrocarbonética, onde a água
e os compostos de carbono deram origem à vida vegetal e animal. As águas oceânicas
são chamadas de águas salgadas e as de superfície de águas doces. O mesmo nome se
dá às águas subterrâneas em função de sua qualidade, ou ainda as salobras, cuja
qualidade é intermediária.
O ser humano interfere no ciclo hidrológico, gerando um ciclo modificado da água (ciclo
artificial). As comunidades captam águas subterrâneas ou superficiais. Após tratamento a
água é distribuída às residências e indústrias. Os esgotos captados são coletados e
transportados a uma estação de tratamento e tem sua disposição final nos rios ou
oceanos. Vale a pena lembrar que os sistemas de tratamento promovem apenas uma
recuperação parcial da qualidade da água original. A diluição em um corpo receptor e a
purificação pela natureza promovem melhora adicional na qualidade da água. Entretanto,
outra cidade a jusante da primeira, provavelmente captará água para abastecimento
municipal antes que ocorra a recuperação completa. Essa cidade, por sua vez, a trata e
dispõe o esgoto gerado novamente por diluição. Esse processo de captação e devolução
por sucessivas cidades em uma bacia resulta em um reuso indireto da água. Durante as
estiagens, a manutenção da vazão mínima em muitos rios pequenos depende,
fundamentalmente, do retorno destas descargas de esgotos efetuadas a montante. Assim,
o ciclo artificial da água, integrado no ciclo hidrológico natural, envolve: 1) captação de
água superficial, tratamento e distribuição; 2) coleta, tratamento e disposição em corpos
receptores dos esgotos gerados; 3) purificação natural do corpo receptor; e 4) repetição
deste esquema por cidades a jusante.
1
2.
CARACTERÍSTICAS DOS CURSOS D’ÁGUA
Um curso d’água, em seu estado natural, constitui-se num ecossistema. Nele coexistem
inúmeros organismos que se relacionam entre si e com o próprio ambiente. Qualquer
modificação introduzida pode provocar sérios desequilíbrios, eliminando algumas espécies,
desenvolvendo exageradamente outras, enfim, provocando a alteração do meio ambiente.
A grande maioria das espécies de organismos que habitam um curso d’água necessita de
oxigênio dissolvido no meio líquido para sua sobrevivência.
O oxigênio existe em abundância na atmosfera, tendo a característica de ser solúvel em
água. A concentração de oxigênio dissolvido na água varia em função de diversos fatores,
dentre os quais a temperatura é destacada, sendo que temperaturas baixas permitem uma
maior concentração.
A existência de seres vivos no meio líquido implica num consumo contínuo de oxigênio
dissolvido. Se não ocorresse um processo de suprimento de oxigênio dissolvido no meio
líquido, em pouco tempo ocorreria a morte da maioria dos organismos.
Entretanto os cursos d’água têm capacidade de absorver oxigênio da atmosfera, ocorrendo
o fenômeno da reaeração. Esta capacidade está limitada a uma série de fatores, dentre
eles a altitude, a temperatura, acidentes geográficos e vazão.
Genericamente o teor de oxigênio dissolvido em um curso d’água sofre a influência de
suas ações: uma tendência a abaixar, devido ao consumo, e uma tendência a recuperarse, devido à reaeração.
Em condições naturais, existe normalmente equilíbrio entre os dois fatores, porém no caso
do curso receber o lançamento de despejos sanitários ou industriais, esse equilíbrio pode
ser quebrado. A carga poluidora, contendo grande demanda de oxigênio, sendo lançada
em um certo ponto do curso d’água concentra o consumo de oxigênio dissolvido. Deste
modo, no início do fenômeno, quando oxigênio dissolvido consumido é maior que o
oxigênio dissolvido recuperado, o nível de oxigênio dissolvido irá cair até um mínimo, ou
mesmo poderá deixar de existir, gerando condições sépticas.
Ao longo do percurso do curso d’água o consumo de oxigênio dissolvido irá baixando, até
ocorrer o equilíbrio com o oxigênio dissolvido recuperado, voltando à condição anterior ao
ponto de lançamento dos esgotos.
O teor de oxigênio dissolvido no curso d’água tem importância fundamental quanto à
presença dos seres vivos em seu interior. Assim, os diversos níveis de oxigênio dissolvido
existentes ao longo do curso d’água após o lançamento, correspondem determinados tipos
de organismos que se ambientam melhor às condições do mesmo.
A Biota (conjunto de seres vivos que habitam um determinado ecossistema) existente
antes do lançamento, adaptada a um nível de oxigênio dissolvido elevado, irá sofrendo
modificações à medida que o nível de oxigênio dissolvido vai caindo, e pode-se distinguir, à
jusante do lançamento, seções características do estado do curso d’água, que
correspondem ao nível de oxigênio dissolvido. Tais seções são:
2
Seção natural
Compreende desde as nascentes, também chamadas de cabeceiras, até o ponto de
lançamento de efluentes. Possui um teor de oxigênio elevado, rica em espécies aquáticas
da flora e fauna.
Seção de degradação ou de mistura
Situada após o lançamento dos efluentes, geralmente a água fica escura e turva, diferente
das características anteriores.
Em função das concentrações dos esgotos e vazão despejada haverá uma queda rápida
no teor de oxigênio dissolvido no curso d’água, aparecendo metano, gás carbônico e
amônia provenientes da decomposição anaeróbia dos sólidos decantáveis dos esgotos
que se depositam no fundo do leito. Peixes, quelônios e formas de vida mais exigentes
podem ser expulsas ou extintas. Encontram-se nesta área alguns fungos e grande número
de bactérias anaeróbias.
Seção de decomposição ativa
Localiza-se após a área anterior e apresenta níveis muito baixos de oxigênio dissolvido
podendo ser zerado quando a carga poluidora é elevada, gerando uma decomposição
anaeróbia em toda a área atingida, onde gases, sulfetos e mercaptanas saem do meio
líquido vindo para a atmosfera e cujos odores são desagradáveis. Há predominância de
microorganismos anaeróbios desaparecendo os fungos. Poderão aparecer alguns vermes
e larvas de insetos.
Seção de recuperação
Na sequência inicia-se o processo de recuperação da concentração de oxigênio dissolvido
em função do consumo ser menor que a reposição. Aos poucos o gás carbônico e a
amônia desaparecem, os nitritos passam a nitratos e os sulfetos passam a sulfatos, com
uma redução significativa do mau cheiro. Reaparecem fungos e algumas plantas
aquáticas, dando reinício à cadeia alimentar podendo aparecer alguns peixes mais
resistentes.
Seção de água limpa
Com a reaeração, o curso d’água retoma seus teores de oxigênio dissolvido anteriores,
permitindo o crescimento das populações de peixes e outros seres aeróbios mais
sensíveis. No entanto jamais chegará aos mesmos padrões da seção natural em função de
muitos compostos químicos persistentes cuja vida é extremamente longa. A salinidade da
água sofrerá algumas alterações, o excesso de nutrientes poderá ocasionar a proliferação
de algas diferentes da condição inicial, gerando um ecossistema diferente da seção
natural.
3
É evidente que existe um certo limite na carga poluidora a ser lançada ao corpo receptor,
desejando-se que o nível mínimo de oxigênio dissolvido (ponto crítico) esteja acima de um
dado valor. Caso as necessidades de oxigênio do esgoto lançado sejam muito altas, todo o
oxigênio dissolvido do corpo receptor será consumido, e, no ponto crítico teremos ausência
de oxigênio dissolvido. Esta situação, dependendo da carga poluidora, pode se prolongar
por um longo trecho do rio ou mesmo por todo o seu percurso, o que seria bastante
indesejável.
A carga poluidora vai depender da vazão de esgoto lançado e da demanda bioquímica de
oxigênio deste esgoto (o que vai determinar a necessidade total de oxigênio a ser
consumido). A capacidade de autodepuração vai depender do teor de oxigênio dissolvido
do corpo receptor antes do lançamento, da vazão do corpo e da taxa de aeração (o que dá
o total de oxigênio disponível para suprir as necessidades da carga poluidora).
3.
EFLUENTES LÍQUIDOS
Esgotos, ou águas residuárias, ou águas servidas, são efluentes líquidos gerados pela
atividade humana ou animal, nos mais diversos usos. Seja no uso residencial, na atividade
comercial ou nas mais sofisticadas indústrias, hospitais, ou áreas de lazer, a água é
utilizada, sendo posteriormente descartada direta ou indiretamente num curso d’água,
arrastando consigo uma série de compostos que certamente são diferentes do corpo
receptor, e provavelmente nocivos ao meio ambiente.
Nacional e internacionalmente são conhecidos inúmeros casos de populações que foram
afetadas por doenças patogênicas ou de origem em contaminantes industriais (muitas
vezes também usados em residências, tais como produtos de dedetização, formicidas,
etc.). Estes compostos, quando lançados em regiões desprovidas de tratamento de
efluentes ou tratamento de água, além de afetar a vida humana podem também afetar a
vida animal e até mesmo a vegetal, que é uma forma de vida bastante resistente.
Já, ao contrário, nas regiões onde os efluentes sanitários e industriais são tratados, a
incidência dessas doenças é praticamente nula e o meio ambiente aquático é propício ao
desenvolvimento de suas espécies características.
Uma estação de tratamento de efluentes tem por objetivo reduzir a carga poluidora ou
baixar a carga contaminante a um nível compatível com o corpo receptor, ou seja, os
efluentes tratados não irão provocar degradação do meio ambiente e nem riscos à saúde
humana, animal e vegetal.
Apenas para exemplificar, quando o mercúrio cai nos cursos d’água, os peixes sobrevivem
e se contaminam produzindo metil-mercúrio (que pode alterar a composição genética dos
peixes), mas se o homem comer estes peixes acabará morrendo por envenenamento.
Atualmente as estações de tratamento de água, a maioria do tipo convencional
(clarificação + filtração + desinfecção), tem tido muita dificuldade em atender à legislação
em função da baixa qualidade do corpo hídrico. Em muitos casos tem sido abandonadas e
substituídas por sistemas artesianos.
4
4.
LEGISLAÇÃO AMBIENTAL NO BRASIL
PORTARIA 2914/2011
TABELA 1
PADRÃO MICROBIOLÓGICO DE POTABILIDADE DA ÁGUA
PARA CONSUMO HUMANO
PARÂMETRO
VMP (1)
Água para consumo humano (2)
Escherichia
coli
ou
coliformes
Ausência em 100ml
termotolerantes (3)
Água na saída do tratamento
Coliformes totais
Ausência em 100ml
Água tratada no sistema de distribuição (reservatórios e rede)
Escherichia
coli
ou
coliformes
Ausência em 100ml
termotolerantes (3)
Coliformes totais
Sistemas ou soluções alternativas coletivas
que abastecem menos
de 20.000 habitantes
Apenas uma amostra, entre as amostras
examinadas no mês, poderá
apresentar resultado positivo
Sistemas ou soluções alternativas coletivas
que abastecem a partir
de 20.000 habitantes
Ausência em 100 mL em 95% das amostras
examinadas no mês.
NOTAS:
(1) Valor máximo permitido.
(2) Indicador de contaminação fecal.
(3) Indicador de eficiência de tratamento.
(4) Indicador de integridade do sistema de distribuição (reservatório e rede).
5
TABELA 2
PADRÃO DE TURBIDEZ PARA
ÁGUA PÓS-FILTRAÇÃO OU PRÉ-DESINFECÇÃO
TRATAMENTO DA ÁGUA
Desinfecção (água subterrânea)
Filtração rápida (tratamento completo ou filtração
direta)
Filtração lenta
1,0 UT
(2)
VMP (1)
em 95% das amostras
0,5(3) UT (2) em 95% das amostras
1,0(3) UT (2) em 95% das amostras
NOTAS:
(1) Valor máximo permitido.
(2) Unidade de turbidez.
(3) Este valor deve atender ao padrão de turbidez de acordo com o especificado no § 2º do
Art. 30.
6
TABELA 3
PADRÃO DE POTABILIDADE PARA SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS QUE REPRESENTAM
RISCO À SAÚDE
PARÂMETRO
INORGÂNICAS
Antimônio
Arsênio
Bário
Cádmio
Cianeto
Chumbo
Cobre
Cromo
Fluoreto
Mercúrio
Nitrato (como N)
Nitrito (como N)
Selênio
Urânio
Acrilamida
Benzeno
Benzo[a]pireno
Cloreto de Vinila
1,2 Dicloroetano
1,1 Dicloroeteno
1,2 Dicloroeteno (cis+trans)
Diclorometano
Di (2-etilhexil) ftalato
Estireno
Pentaclorofenol
Tetracloreto de Carbono
Tetracloroeteno
Triclorobenzenos
Tricloroeteno
UNIDADE
VMP (1)
mg/L
0,005
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
ORGÂNICAS
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
0,01
0,7
0,005
0,07
0,01
2
0,05
1,5
0,001
10
1
0,01
0,03
0,5
5
0,7
5
10
30
50
20
8
20
9
4
40
20
20
7
TABELA 3 (Cont.)
RISCO À SAÚDE
PARÂMETRO
2,4 D + 2,4,5 T
Alaclor
Aldicarbe + Aldicarbesulfona +
Aldicarbesulfóxido
Aldrin e Dieldrin
Atrazina
Carbendazim + benomil
Carbofurano
Clordano (isômeros)
Clorpirifós + clorpirifós-oxon
DDT + DDD + DDE
Diuron
Endossulfan (α β e sais) (3)
Endrin
Glifosato + AMPA
Lindano (gama HCH) (4)
Mancozebe
Metamidofós
Metolacloro
Molinato
Parationa Metílica
Pendimentalina
Permetrina
Profenofós
Simazina
Tebuconazol
Terbufós
Trifluralina
UNIDADE
AGROTÓXICOS
VMP (1)
g/L
g/L
g/L
30
20
10
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
0,03
2
120
7
0,2
30
1
90
20
0,6
500
2
180
12
10
6
9
20
20
60
2
180
1,2
20
8
TABELA 3 (Cont.)
RISCO À SAÚDE
PARÂMETRO
UNIDADE
VMP (1)
DESINFETANTES E PRODUTOS SECUNDÁRIOS DA DESINFECÇÃO
Ácidos haloacéticos total
mg/L
0,08
Bromato
mg/L
0,01
Clorito
mg/L
1
Cloro residual livre
mg/L
5
Cloraminas Total
mg/L
4,0
2,4,6 Triclorofenol
mg/L
0,2
Trihalometanos Total
mg/L
0,1
NOTAS:
(1) CAS é o número de referência de compostos e substâncias químicas adotado pelo
Chemical Abstract Service.
(2) Valor Máximo Permitido.
(3) Somatório dos isômeros alfa, beta e os sais de endossulfan, como exemplo o sulfato de
endossulfan.
(4) Esse parâmetro é usualmente e equivocadamente conhecido como BHC.
(5) Análise exigida de acordo com o desinfetante utilizado.
(6) Ácidos haloacéticos: Ácido monocloroacético (MCAA) - CAS = 79-11-8, Ácido
monobromoacético (MBAA) - CAS = 79-08-3, Ácido dicloroacético (DCAA) - CAS = 79-436, Ácido 2,2 - dicloropropiônico
(DALAPON) - CAS = 75-99-0, Ácido tricloroacético (TCAA) - CAS = 76-03-9, Ácido
bromocloroacético (BCAA) CAS = 5589-96-3, 1,2,3, tricloropropano (PI) - CAS = 96-18-4,
Ácido dibromoacético (DBAA) CAS = 631-64-1, e Ácido bromodicloroacético (BDCAA) - CAS = 7113-314-7.
(7) Trihalometanos: Triclorometano ou Clorofórmio (TCM) - CAS = 67-66-3,
Bromodiclorometano (BDCM) - CAS = 75-27-4, Dibromoclorometano (DBCM) - CAS = 12448-1, Tribromometano ou Bromofórmio
(TBM) - CAS = 75-25-2.
TABELA 4
PADRÃO DE RADIOATIVIDADE DA ÁGUA PARA CONSUMO HUMANO
PARÂMETRO(1)
Radio-226
Radio-228
UNIDADE
Bq/L
Bq/L
VMP
1
0,1
NOTAS:
(1) Sob solicitação da Comissão Nacional de Energia Nuclear, outros radionuclídeos
devem ser investigados.
9
TABELA 5
PADRÃO ORGANOLÉPTICO DE POTABILIDADE
PARÂMETRO
Alumínio
Amônia (como NH3)
Cloreto
Cor Aparente
1,2 Diclorobenzeno
1,4 Diclorobenzeno
Dureza
Etilbenzeno
Ferro
Gosto e odor(3)
Manganês
Monoclorobenzeno
Sódio
Sólidos dissolvidos totais
Sulfato
Sulfeto de hidrogênio
Surfactantes (como LAS)
Tolueno
Turbidez(4)
Zinco
Xilenos
UNIDADE
mg/L
mg/L
mg/L
uH
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
Intensidade
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
uT
mg/L
mg/L
VMP (1)
0,2
1,5
250
15
0,01
0,03
500
0,2
0,3
6
0,1
0,12
200
1.000
250
0,01
0,5
0,17
5
5
0,3
NOTAS:
(1) Valor permitido.
(2) Unidade Hazen (mg Pt–Co/L).
(3) Intensidade máxima de percepção para qualquer característica de gosto e odor com
exceção do cloro livre, nesse caso por ser uma característica desejável em água tratada.
(4) Unidade de turbidez.
10
TABELA 6
PLANO DE AMOSTRAGEM
Número mínimo de amostras e frequência para o controle da qualidade da água de
sistema de abastecimento, para fins de análises físicas, químicas e de radioatividade, em
função do ponto de amostragem, da população abastecida e do tipo de manancial.
Parâmetro
Cor
Tipo de
Manancial
Saída do Tratamento
Nº Amostras
Frequência
Superfícial
1
A cada 2 horas
Subterrâneo
1
Semanal
Turbidez, Cloro
Residual Livre(1),
Cloraminas(1),
Dióxido de Cloro(1)
pH e Fluoreto
Superficial
Subterrâneo
1
1
A cada 2 horas
2 vezes por
semana
Superficial
Subterrâneo
1
1
Gosto e Odor
Superficial
Subterrâneo
Superficial
1
1
1
Superficial
Subterrâneo
1
Dispensada
a análise
1
A cada 2 horas
2 vezes por
semana
Trimestral
Semestral
Semanal
quando nº de
cianobactérias
≥ 20.000
células/ml
Trimestral
Dispensada a
análise
Semestral
Cianotoxinas
Produtos
Secundários da
Desinfecção
Demais
Parâmetros(3)(4)
Superficial
ou
Subterrâneo
Sistema de Distribuição (reservatórios e redes)
Número de Amostras
Frequência
População Abastecida
<50.000
50.000 a
>250.000
<50.000
50.000 a
>250.000
hab.
250.000
hab.
hab.
250.000
hab.
hab.
hab.
10
1 para cada
40 + (1 para
Mensal
5 mil
cada 25 mil
habtantes
hab.)
5
1 para cada
20 + (1 para
Mensal
10 mil hab.
cada 50 mil
hab.)
Conforme § 3º do Artigo 41
Conforme § 3º do Artigo 41
Dispensada a análise
1(2)
1(2)
4(2)
1(2)
4(2)
1(2)
(5)
(5)
(5)
1
1
1
Anual
Trimestral
Semestral
Semestral
Semestral
NOTAS:
(1) Análise exigida de acordo com o desinfetante utilizado.
(2) As amostras devem ser coletadas, preferencialmente, em pontos de maior tempo de
detenção da água no sistema de distribuição.
(3) A definição da periodicidade de amostragem para o quesito de radioatividade será
definido após o inventário inicial, realizado semestralmente no período de 2 anos,
respeitando a sazonalidade pluviométrica.
(4) Para agrotóxicos, observar o disposto no parágrafo 5º do Artigo 41.
(5) Dispensada análise na rede de distribuição quando o parâmetro não for detectado na
saída do tratamento e, ou, no manancial, à exceção de substâncias que potencialmente
possam ser introduzidas no sistema ao longo da distribuição.
11
TABELA 7
NÚMERO MÍNIMO DE AMOSTRAS MENSAIS
Número mínimo de amostras mensais para o controle da qualidade da água de sistema de
abastecimento, para fins de análises microbiológicas, em função da população abastecida.
Parâmetro
Coliformes Totais
Escherichia Coli
(Número de amostras por
unidade de tratamento)
Duas amostras semanais(1)
< 5.000 hab.
Sistema de Distribuição (Reservatório e Rede)
População Abastecida
5.000 a 20.000 hab.
20.000 a 250.000 hab.
1 para cada 500 hab.
30 + (1 para cada 2.000
hab.)
> 250.000 hab.
105 + (1 para cada 5.000
hab.) Máximo de 1.000
NOTA:
(1) Recomenda-se a coleta de, no mínimo, quatro amostras semanais.
12
TABELA 8
NÚMERO MÍNIMO DE AMOSTRAS E FREQUÊNCIA MÍNIMA DE AMOSTRAGEM
Número mínimo de amostras e frequência mínima de amostragem para o controle da
qualidade da água de solução alternativa coletiva, para fins de análises físicas, químicas e
microbiológicas, em função do tipo de manancial e do ponto de amostragem.
Parâmetro
Tipo de Manancial
(para água canalizada)
Cor, Turbidez, pH e Coliformes
Totais(1) e (2)
Cloro Residual Livre(1)
Superficial
Subterrâneo
Superficial ou Subterrâneo
1
1
1
Número de Amostras Retiradas
no Ponto de Consumo
(para cada 500 hab.)
1
1
1
Frequência de Amostragem
Semanal
Mensal
Diário
NOTAS:
(1) Para veículos transportadores de água para consumo humano, deve ser realizada uma
análise de cloro residual livre em cada carga e uma análise, na fonte de fornecimento, de
cor, turbidez, pH e coliformes totais com frequência mensal, ou outra amostragem
determinada pela autoridade de saúde pública.
(2) O número e a frequência de amostras coletadas no sistema de distribuição para
pesquisa de Escherichia coli devem seguir o determinado para Coliformes totais.
13
5.
SITUAÇÃO HÍDRICA NO BRASIL E NO MUNDO
A água cobre ¾ do planeta. No entanto, 97,4 % é salgada, 1,8 % encontra-se congelada
nas regiões polares e 0,8 % é de água doce disponível para a população do planeta. Não
existem estatísticas quanto à fração da água que se encontra contaminada.
Disponibilidade
hídrica per capita
País
m³/hab/ano
Abundância
Finlândia
> 20.000
Suécia
Muito rico
> 10.000
Irlanda
Luxembrugo
Áustria
Rico
> 5.000
Países Baixos
Portugal
Grécia
França
Itália
Espanha
Reino Unido
Alemanha
Bélgica
Situação correta
> 2.500
Pobres
< 2.500
Situação crítica
< 1.500
Disponibilidade
hídrica per capita Estado brasileiro
m³/hab/ano
22.600
Roraima
21.800
Amazonas
Amapá
Acre
Mato Grosso
Pará
Tocantins
Rondônia
Goiás
M. Grosso Sul
R. Grande Sul
14.000
Maranhão
12.500
S. Catarina
12.000
Paraná
Minas Gerais
6.100
Piauí
6.100
Espírito Santo
5.900
3.600
Bahia
3.300
São Paulo
2.900
2.200
Ceará
2.000
Rio de Janeiro
1.900
R. Grande Norte
Distrito Federal
Alagoas
Sergipe
Paraíba
Pernambuco
Disponibilidade
hídrica per capita
m³/hab/ano
1.747.010
878.929
678.929
369.305
258.242
217.058
137.666
132.818
39.185
39.185
20.798
17.184
13.662
13.431
12.325
9.608
7.235
3.028
2.913
2.436
2.315
1.781
1.752
1.751
1.743
1.437
1.320
14
6.
SITUAÇÃO HÍDRICA NO ESTADO DE SÃO PAULO
Região
Mogi Guaçu
Turvo/Grande
Piracicaba
Alto Tietê
Disponibilidade
hídrica per
capita
m³/hab/ano
1.500
900
400
200
7.
NECESSIDADES HÍDRICAS
7.1
Consumo de Água
Agricultura
Indústria
Consumo humano
7.2
69%
23%
8%
Abastecimento de Água Potável
Brasil
Norte
Nordeste
Sudeste
Sul
Centro-Oeste
63,9 %
44,3 %
52,9 %
70,5 %
69,1 %
66,3 %
FONTE IBGE 2000
15
7.3
Tratamento de Esgoto Municipal
EVOLUÇÃO DO TRATAMENTO NO BRASIL
%
ANO
POPULAÇÃO
SEM COLETA
SÓ COLETA
COLETA + TRATAMENTO
1989
147.400.000
52,7
27,4
19,9
2000
169.800.000
47,8
32,0
20,2
2008
189.600.000
44,8
26,7
28,5
EVOLUÇÃO DO TRATAMENTO POR REGIÕES
%
SEM COLETA
SÓ COLETA
COLETA + TRATAMENTO
2000
2008
2000
2008
2000
2008
NORTE
92,9
86,6
3,5
5,8
3,6
7,6
NORDESTE
57,1
54,3
29,6
26,7
13,3
19,0
SUDESTE
7,1
4,9
59,8
46,7
33,1
48,4
SUL
61,1
60,3
17,2
15,6
21,7
24,1
CENTRO-OESTE
82,1
71,7
5,6
3,0
12,3
25,3
FONTE IBGE 2008
Em 2015, na grande São Paulo, foram produzidos 73,2 m³/s de água potável e apenas
16,7 m³/s (incluindo Guarulhos) de esgotos são tratados atualmente, nas cinco estações
de tratamento de esgoto existentes da SABESP e do SAAE de Guarulhos, poderá chegar
a 20,7 m³/s com a conclusão das redes coletoras.
16
8.
TRATAMENTO DE ÁGUA
8.1
Captação
Neste tópico estaremos analisando os sistemas divididos em dois processos fundamentais,
as águas subterrâneas e as superficiais.
8.1.1 Águas Subterrâneas
Em geral as águas subterrâneas são qualificadas de acordo com a profundidade de onde
são captadas. O primeiro ponto de captação é o lençol freático, que se localiza abaixo da
camada solta da superfície chegando na camada rochosa por onde escoa. Nesta
profundidade que vai de 5 a 50 m, podendo variar de acordo com a região e país onde se
perfura, encontramos uma água que em geral tem sua qualidade ligada diretamente ao
que acontece na superfície. Assim sendo, nas áreas urbanas saturadas e nas áreas
industriais é atualmente difícil de encontrar um lençol freático que não esteja contaminado,
seja fisico-quimicamente ou bacteriologicamente.
Na sequência temos os poços semi-artesianos, ou seja, os que perfuram a primeira
camada da rocha. São alimentados pelas fendas geológicas e em geral apresentam uma
razoável qualidade de água para consumo direto. As exceções mais frequentes estão
ligadas à composição fisico-química da água, como altos teores de ferro e dureza,
podendo também apresentar em alguns casos contaminação bacteriana. A maioria dos
poços está entre 50 e 150 m.
Já no caso dos poços artesianos, cuja profundidade varia de 150 a 500 m, são raros os
casos de contaminação bacteriológica e a qualidade da água em geral está dada pela
composição fisico-química da água. O componente definidor da qualidade da água é a
dureza da água, representada pela presença de sais de cálcio e magnésio (alcalinos
terrosos).
Finalmente temos os poços profundos cujas dimensões situam-se na faixa de 500 m em
diante, sendo 1.000 m uma profundidade comum. O aquífero Guarani, com cerca de
45.000 km3, que ocupa a área do oeste de São Paulo, sudeste do Paraguai, norte do
Uruguai e norte da Argentina, possui uma qualidade de água excelente de baixíssima
dureza (cerca de 5 ppm de CaCO3 o que representa 10% da água de superfície, em geral
em torno de 50 ppm de CaCO3). Além disso, possui baixos teores de outros materiais
metálicos, o que isenta a água de qualquer tipo de tratamento bastando a adição de flúor e
cloro. Um tratamento adicional é o resfriamento prévio da água que geralmente sai do
subsolo com temperaturas próximas de 50ºC.
O aquífero Alter do Chão localizado nos estados do Amapá, Amazonas e Pará é um dos
maiores do mundo, com cerca de 86.000 km3.
Em resumo, a maioria da água subterrânea é bombeada e pouca tem pressão suficiente
para sair do subsolo por pressão natural.
17
8.1.2 Águas Superficiais
São todas as águas facilmente disponíveis para o uso direto, pois são as que estão ao
alcance dos animais e seres humanos. Nelas se enquadram desde os pequenos cursos
d’água, rios, lagos, represas e até os oceanos.
A qualidade da água variará tanto do ponto de vista fisico-químico, quanto do biológico.
Assim sendo, temos nascentes com águas potáveis, sem tratamento algum até águas que
dependem de tratamento complementar seja ele fisico-químico ou biológico, convencional
ou avançado. Dependendo de suas concentrações, algumas águas tornam-se
antieconômicos do ponto de visto de tratamento. Um bom exemplo disso são as águas das
áreas metropolitanas, que devido ao descaso dos governos ao longo dos anos, tornaramse esgotos a céu aberto e seu tratamento, além de complicado, torna-se oneroso. As
consequências das contaminações das águas estão diretamente ligadas à escassez da
água, à desertificação e à poluição ambiental.
As captações em geral são feitas por bombeamento. As exceções são nas águas de serra
onde as represas feitas a montante das Estações de Tratamento de Água permitem uma
adução por gravidade o que elimina o uso de bombas, que estão sempre ligadas a
cuidados adicionais, como manutenção energia elétrica, etc.
As captações de águas superficiais podem ser do tipo fixo ou flutuante.
8.2
Tratamento de Água Potável
Embora a grande maioria dos processos seja pelo método fisico-químico, as águas
subterrâneas são mais facilmente tratáveis que as de superfície, com exceção das águas
duras ou salinas. Nestes casos os bons mananciais levam uma grande vantagem. Os
limitadores são em geral o custo do tratamento.
8.2.1 Águas Subterrâneas
A grande maioria dos processos se resume em cloração e fluoretação das águas. Nas
águas profundas, elas passam primeiro por torres de resfriamento para poderem ser
usadas.
As águas com elevada dureza terão que passar por processos de dessalinização, que
serão semelhantes ao processo de tratamento de água oceânica.
8.2.2 Águas Superficiais
As águas superficiais também apresentam grandes variações de qualidade, dependendo
da região onde são captadas. Quanto maior a ausência do ser humano, melhor é a
qualidade da água, de forma que quanto mais a civilização se aproxima, mais estará
comprometida a qualidade do corpo receptor. A ignorância com o meio ambiente leva a
gastos absurdos nas áreas de saúde pública.
18
8.2.3 Águas Salinas e Salobras
Em geral estas águas são provenientes de oceanos ou áreas geológicas instáveis que
permitem que seus compostos sejam dissolvidos e retirados pela água. Muitos poços nas
áreas do nordeste brasileiro apresentam essas características, o que nos leva a supor que
no passado, muitos lugares hoje desérticos já foram ocupados pelo oceano.
Em geral o tratamento de águas de alta salinidade obedece a dois processos de
desmineralização, osmose inversa e intercâmbio iônico.
Na osmose inversa, em geral se produz uma água quase sem salinidade e um rejeito com
salinidade muito superior à água captada, que pode esterilizar os locais onde for lançada.
Já no intercâmbio iônico, os íons são substituídos por H+ e OH-, provenientes dos
regenerantes, em geral com ácido clorídrico e soda cáustica. O vilão fica por conta da
neutralização dos regenerantes que acabarão produzindo sais e dependendo de onde
forem lançados gerarão os problemas do processo anterior.
8.2.4 Águas Doces
As chamadas águas doces, que em geral são as da superfície, com maior ou menor
salinidade, transformam-se em águas impróprias para o consumo humano pela
degradação do meio ambiente causada pelo próprio ser humano que não se dá conta do
estrago que causa no planeta. Para transformar esta água em água potável, aplicam-se os
mais diversos processos de tratamento que, da antiguidade aos nossos dias, procuram
evitar problemas de saúde pública na humanidade. Grande parte das doenças é de
veiculação hídrica, daí a grande importância do controle no tratamento de águas brutas e
águas servidas.
Somente 30 % da população mundial tem garantia de água tratada, sendo que os 70 %
restantes dependem de poços e outras fontes de abastecimento passíveis de
contaminação. Tradicionalmente as doenças relacionadas com a água vêm sendo
classificadas em dois grupos:

Doenças de transmissão hídrica: são aquelas em que a água atua como veículo do
agente infeccioso. Os microorganismos patogênicos atingem a água através das
excretas de pessoas ou animais infectados, causando problemas principalmente no
aparelho intestinal do ser humano. Estas doenças podem ser causadas por bactérias,
fungos, vírus, protozoários e helmintos.

Doenças de origem hídrica: são aquelas causadas por determinadas substancias
químicas orgânicas ou inorgânicas presentes na água em concentrações inadequadas,
superiores às especificadas nos padrões para águas de consumo humano. Estas
substâncias podem existir naturalmente no manancial ou ser resultado de poluição.
São exemplos de doenças de origem hídrica o saturnismo, provocado pelo excesso de
chumbo na água, a metemoglobinemia em crianças, decorrente da ingestão de
concentrações excessivas de nitrato e outras doenças de efeitos a curto e longo prazo.
19
Microorganismos Patogênicos Transmitidos pela Água
Categoria
Bactéria
Nome Patogênico
Vibrio cholera
Salmonella spp.
Shigella spp.
Escherichia coli tóxica
Campylobacter spp.
Leptospira spp.
Francisella tularensis
Yersinia enterocolitica
Aeromonas spp.
Helicobacter pylori
Legionella pneumophila
Mycobacterium avium
Dose infecciosa
108
106-7
102
102-9
106
3
10
109
108
?
> 10
?
Protozoários
Giardia lamblia
Cryptosporidium parvum
Naegleria fowleri
Acanthamoeba spp.
Entamoeba histolitica
Cyclospora cayetanensis
Isospora belli
Microsporidia
Ballantidium coli
Toxoplasma gondii
1-10
1-30
?
?
10-1000
?
?
?
25-100
?
Vírus
Norwalk virus, SRSV, calicivirus
Poliovirus
Coxsackievirus
Echovirus
Reovirus
Adenovirus
HAV/HEV
Rotavirus
Astrovirus
Coronavirus
Virus desconhecidos
1-10
1-10
1-10
1-10
1-10
1-10
1-10
1-10
1-10
1-10
1-10
Dentre os processos de tratamento podemos citar os clássicos e os acelerados (mais
modernos). O objetivo é sempre o mesmo, produzir o máximo possível de água potável
pelo menor custo.
20
Os processos clássicos vêm sendo descartados pelos altos custos de investimento e de
operação e a tendência é partir para os sistemas mais automatizados possíveis,
acompanhando linha mundial de redução de custos, tendo em vista que cada vez mais se
torna difícil a produção do bem: água. É fundamental antes de se projetar uma ETA,
conhecer as características da água.
As estações de tratamento aceleradas são normalmente classificadas em abertas e
fechadas.
As estações abertas possuem os melhores rendimentos e podem tratar as águas com pior
qualidade. As estações fechadas, que vão desde uma simples filtração até sistemas
completos de mistura rápida, floco-decantação e filtração, precisam de requisitos melhores
de qualidade de água bruta e para produzir água potável dentro das normas.
Em geral podemos sugerir o emprego das instalações, baseados na qualidade da água
bruta, dividindo os sistemas em cinco faixas:

Faixa 1:
Tipo de Instalação:

Faixa 2:

Faixa 3:

Faixa 4:

Faixa 5:
Águas de poço, geleiras, serras e nascentes, com materiais
em suspensão não coloidal.
Fechada
Filtração simples e desinfecção.
Águas superficiais com baixos teores de cor e turbidez,
respectivamente 50-80 ppm Pt e 40-100 ppm SiO2.
Fechada.
Filtração em camadas múltiplas, seguida de desinfecção.
Águas com teores médios de cor e turbidez na faixa
respectivamente de 100-150 ppm e 200-400 ppm.
Fechada.
Mistura rápida, floculação hidráulica, decantação, filtração e
desinfecção.
Águas com teores de cor e turbidez na faixa
respectivamente de 200-400 ppm e 400-700 ppm.
Aberta.
Mistura rápida, floculação mecânica, decantação, filtração
em múltiplas camadas e desinfecção.
Águas com teores de cor acima de 400 ppm e de
turbidez acima de 700 ppm.
Aberta.
Pré-tratamento, mistura rápida, floculação mecânica,
decantação com módulos tubulares, filtros autolaváveis
de múltiplas camadas e desinfecção e tratamentos
posteriores.
21
8.2.5 Águas Especiais para Indústrias Químicas, Farmacêuticas e Similares
Para a obtenção de água de alta qualidade, partimos de água potável como premissa de
início de processo. Em geral, a utilização da água está atrelada à sua especificação e para
cada produto existem limties que atualmente são expressos em condutividade (s –
microsiemens) e COT (carbono orgânico total). Além disso, no caso de água para
injetáveis, há o controle de endotoxinas. Na ausência de padrões específicos usam-se os
padrões da USP (United States Pharmacopea) que classifica a água nos seguintes tipos:
Água Potável
Entenda-se por Água Potável água proveniente do abastecimento público ou privado (ex.
poços) que se encontra dentro dos padrões de qualidade recomendados pela EPA
NPDWR, equivalente à Portaria 2914/2014 do Ministério da Saúde. Na indústria
farmacêutica a Água Potável pode ser usada nos primeiros estágios de síntese química e
nos primeiros estágios de limpeza dos equipamentos de fabricação. É a fonte de água de
alimentação para a produção de água farmacêutica.
Água Purificada (AP)
É um líquido límpido e transparente, inodoro, utilizado como solvente. Pode ser preparada
(a partir da Água Potável) por diferentes processos, incluindo destilação, troca iônica ou
osmose inversa. É ideal para ser usada como componente de formas farmacêuticas
oficiais. Não deve ser utilizada em preparações parenterais.
Água Purificada Estéril (APE)
É a Água Purificada esterilizada em embalagens apropriadas sem conter agentes
microbianos. O rótulo deve indicar o método de preparação. Não pode ser empregada em
produtos parenterais.
Água para Injeção (API)
É obtida a partir da Água Potável por destilação ou osmose inversa e não contém aditivos.
Não pode ser obtida por troca iônica, visto que na coluna de troca iônica pode haver
crescimento microbiano e surgimento de pirogênios. Não é estéril, não contém aditivos.
Água Estéril para Injeção (AEI)
É a Água para Injeção embalada e esterilizada. Usada como solvente para produtos
parenterais como sólidos estéreis que têm pouca estabilidade em solução. Deve ser
acondicionada em embalagens de dose única de no máximo um litro.
Água Bacteriostática Estéril para Injeção (ABEI)
É a Água Estéril para Injeção contendo um ou mais agentes antimicrobianos. Usada como
solvente para produtos parenterais. Pode ser embalada em recipientes de dose única ou
múltipla doses de até 30 mL.
Água Estéril para Irrigação (AEIR)
Utiliza-se a Água para Injeção esterilizada e embalada em recipientes de dose única
(podendo ser maiores do que um litro) para uso imediato.
22
Água Estéril para Inalação (AEIN)
É a Água para Injeção, esterilizada e embalada. Utilizada para uso em inaladores ou no
preparo de soluções para inalação.
Para atingir tais padrões os processos mais usados são:
-
Desmineralização por troca iônica
Osmose inversa
Destilação
Desmineralização
A água potável passa por um filtro mecânico com capacidade de retenção de 5 Micras. Em
seguida passa por um hidrômetro e uma válvula reguladora de pressão, dotada de
manômetro em aço inoxidável, cuja função é proteger as colunas de uma possível
sobrecarga, quando a fábrica está fora de operação. Posteriormente passa por um filtro de
carvão ativo para retirada do excesso de cloro livre e finalmente passa por um filtro
mecânico com capacidade de retenção de 1 Micra.
A água passa por uma coluna de leito misto (que contêm resina catiônica e aniônica
misturada). As regenerações das resinas são feitas geralmente por ácido clorídrico e soda
cáustica.
Após a desmineralização, a água vai para um reservatório de onde, por bombeamento,
circula pelo anel distribuidor e retorna ao tanque. O tanque instalado é do tipo hermético,
com filtro absoluto, para permitir a entrada e saída de ar do mesmo, sem a contaminação
atmosférica.
As reações de troca iônica podem ser exemplificadas como segue:
a) Com as resinas catiônicas:
Ca(CHCO3)2 + RH2
CaSO4 + RH2
2NH4OH + RH2
Mg(HCO3)2 + RH2
2NaHCO3 + RH2
MgSO4 + RH2
Na2SO4 + RH2
CaCl2 + RH2
NaCl + RH2
Na2SiO3 + RH2










RCa + 2H2CO3
RCa + H2SO4
R(NH4)2 + 2H2O
RMg + 2H2CO3
RNa2 + 2H2CO3
RMg + H2SO4
RNa2 + H2SO4
RCa + 2HCl
RNa2 + 2HCl
RNa2 + H2SiO3





RCO3 + 2H2O
RSO4 + 2H2O
RCl2 + 2H2O
RSiO3 + 2H2O
RNO3 + H2O
b) Com as resinas aniônicas:
H2CO3 + R(OH)2
H2SO4 + R(OH)2
2HCl + R(OH)2
H2SiO3 + R(OH)2
HNO3 + ROH
23
Osmose Inversa
Processo pelo qual a água é forçada sobre pressão (bomba de alta pressão e baixa
vazão), através de uma membrana semipermeável (filtro molecular), produzindo uma água
de altíssima pureza química e microbiológica.
O processo remove material particulado, pirogênios, microorganismos, material orgânico
dissolvido e material insolúvel. Não remove gases ionizáveis dissolvidos. A qualidade da
água que é obtida pela osmose inversa está correlacionada com a água de alimentação.
Deve-se colocar filtros de partículas e de carvão ativado (por causa do cloro livre) antes da
osmose inversa, para evitar a degradação da membrana.
Destilação
Os destiladores são equipamentos na maioria das vezes feitos em aço inoxidável com
aquecimento elétrico e condensador resfriado com água corrente. Este processo acaba
sendo oneroso pelo consumo de energia e desperdiço de água potável. As grandes
instalações (acima de 100 L/h) estão sendo desativadas, substituídas por intercâmbio
iônico ou por osmose inversa.
Os pequenos destiladores (água para análises) para 5, 10 e 20 L/h feitos em vidro ainda
são frequentemente usados.

Ozonização
Ozônio, O3, é uma forma alotrópica do oxigênio. O ozônio é um gás azul com cheiro
pungente e característico, que teve seu nome derivado do grego, OZEIN, que significa
cheirar. O ozônio é geralmente encontrado em forma diluída com ar ou oxigênio. Ele é
formado fotoquimicamente na estratosfera terrestre, mas, ao nível do solo, ele só existe
em altas diluições. O gás é um potente germicida e forte oxidante, sendo também
conhecido por sua propriedade de inativar vírus. Em contato com substâncias orgânicas
insaturadas, quebra as duplas ligações químicas, formando ozonidos.
O cheiro de ozônio nas vizinhanças de uma máquina elétrica foi inicialmente percebido
pelo holandês Van Marum em 1785. Entretanto, foi só em 1840 que o alemão Schonbein
relatou a existência de uma nova substância, e somente anos mais tarde ficou conhecida
esta peculiar forma triatômica do oxigênio. Schenbein observou seu odor peculiar ao
realizar experiências elétricas. Ele também notou que esse odor era o mesmo observado
durante a ocorrência de relâmpagos, e denominou essa substância “ozônio”.
Em 1857, Siemens construiu a primeira máquina geradora de ozônio, e sua máquina,
muito aperfeiçoada ao longo do tempo, foi a precursora dos modernos geradores de
ozônio.
As aplicações do ozônio são muito numerosas, destacando-se a medicina, o saneamento
de efluentes industriais, o tratamento de água potável, a desodorização do ar, a
preservação de alimentos refrigerados, o tratamento de água de torres de refrigeração e a
química fina.
24
O primeiro experimento conhecido utilizando o ozônio como germicida foi conduzido em
1886 por De Meriteus, na França. Em 1893, foi inaugurada a primeira instalação para o
tratamento de água potável em Oudshoom, na Holanda. Seguiram-se as construções em
Padebom (1902) e Wiesbaden (1903) na Alemanha, e em 1906 foi inaugurada a famosa
instalação de tratamento de água em Nice, França. Esta planta funcionou até 1970,
quando esta e duas outras inauguradas subseqüentemente deram lugar à moderna
instalação de Super Rimiez, também utilizando o ozônio. Em 1977 havia mais de 1000
instalações de água potável, que utilizavam o ozônio, em funcionamento em todo mundo.
O ozônio é um gás relativamente instável, produzido comercialmente em grandes volumes
pela reação de um gás contendo oxigênio em uma descarga elétrica chamada “corona”. A
instabilidade do ozônio com respeito à sua decomposição em oxigênio leva à necessidade
da produção do ozônio no próprio local de consumo.
O ozônio pode ser produzido por reações químicas ou por processo físico.
A reação química para a geração de ozônio é:
3BaO2 + 3H2SO4  3BaSO4 + 3H2O + 03
Já nos métodos físicos, para a produção de ozônio temos a geração por descarga de
radiação ultravioleta ou por efeito corona (o mais usual).
Dentro dos equipamentos geradores de ozônio que operam por efeito corona temos os
ozonizadores tipo placas e os tipo tubos, sendo estes últimos os mais usados.
Teoricamente quando uma corrente alternada de alta voltagem é descarregada através de
uma ‘GAP’ na presença de um gás contendo oxigênio, ozônio é produzido. Este método de
produção é ineficiente. Na prática, somente cerca de 10% da energia fornecida é usada
para formar ozônio. O restante é perdido como luz, som e principalmente calor. A
decomposição do ozônio em oxigênio é grandemente acelerada com o aumento de
temperatura, e consequentemente os ozonizadores de alta produção devem ter um
método eficiente de remoção de calor.
Numa planta de tratamento de água ou resíduo, o “Sistema de Ozonização” pode ser
descrito da seguinte forma:
O gás de alimentação (ar ou oxigênio) é inicialmente filtrado para a remoção de partículas
que poderiam causar danos aos equipamentos posteriores, entra no compressor e depois
é novamente filtrado. Em seguida, o ar é resfriado para uma remoção grosseira da água
nele contida (abaixamento do ponto de orvalho para cerca de 0ºC), passando então para
as colunas de secagem, que através de substâncias dessecantes nelas contidas, tais
como sílica-gel e/ou alumina ativada, removem a maior parte da água contida no gás até
um ponto de orvalho mínimo de -50ºC (normalmente são usadas duas colunas
dessecadoras, com ciclo de operação/regeneração automático, estando sempre uma
coluna em operação e a outra em regeneração). O ponto de orvalho de -50ºC é necessário
por dois motivos principais: aumento do rendimento na produção de ozônio e proteção dos
materiais em contato com o ozônio produzido, pois a presença de água no interior da
célula geradora pode levar à produção de ácido nítrico (corrosivo).
25
O ar isento de partículas e de água é então encaminhado para o gerador de ozônio onde,
no seu interior, a energia elétrica fornecida gera a descarga corona na superfície dielétrica,
que leva à formação do ozônio. O gás de saída, então, deixa o gerador e é encaminhado
para a câmara de contato (reator de ozonização), onde é misturado com o líquido a ser
tratado. O calor gerado na produção do ozônio é levado para fora das células geradoras
através de um sistema de refrigeração especialmente projetado.

Pré-Tratamento de Água
Remoção de Metais Pesados
Acontece através de dois mecanismos básicos: a destruição dos complexos metálicos de
forma ionizada, e pelo aumento do potencial de oxidação do meio, o que leva a uma
redução do pH requerido para a precipitação do hidróxido.
Remoção de Cor
É uma das principais aplicações do ozônio. A ação do ozônio na remoção de cor leva, em
muitos casos, à formação de partículas sedimentáveis; nesse caso a ozonização pode ser
considerada como tratamento único. Este é o caso da planta de Loch Turret na França.
O mesmo princípio é usado em diversas plantas de tratamento na Suiça que usam água
do Lago Constance como manancial, usando o ozônio como único coagulante. Este
processo foi denominado “Microfloculação por Ozônio”.
Em outros casos, a associação do ozônio com outros coagulantes pode ser necessária
para precipitar os produtos de degradação da cor.
Remoção de Matéria Orgânica
A remoção de matéria orgânica é facilmente aumentada quando se usa a ozonização
como etapa anterior à floculação/decantação. Mas, além desse efeito na floculação, a
ozonização tem outros efeitos benéficos na remoção de matéria orgânica. A passagem das
bolhas de ozônio/ar através da água bruta fisicamente carrega matéria orgânica para a
superfície, eliminando parte por um efeito de “stripping”.
Mais recentemente, com o uso de filtros de carvão ativo (GAC) após a etapa de
floculação/decantação, tem-se observado que a capacidade de adsorção do carvão
aumenta substancialmente quando se usa o ozônio como etapa de pré-tratamento (plantas
de Mulheim e Langenan na Alemanha e Choisy-de-Roi, na França).
Redução dos Níveis de Tri-Halometanos (THM)
Estudos indicam que os níveis de tri-halometanos na porção do sistema de distribuição que
receberá a água tratada tem em média 40 ppb, mas as concentrações podem atingir até
70/80 ppb quando a água é clorada após a estocagem nos grandes reservatórios.
26
Na oxidação de fenóis com ozônio, a reação é completa até a formação de ácido oxálico e
oxigênio, sendo influenciado o mecanismo pelo pH da solução e pelo tempo de contato
entre os fenóis e o ozônio. Podemos verificar que a reação dobra se o pH passa de 8 para
11.
A relação ozônio:fenóis pode ser considerada genericamente como sendo de 5:1 (cinco
partes de ozônio para uma parte de fenóis).

Pós-Tratamento
Desinfecção de Águas
O grande poder desinfetante do ozônio pode ser explicado pelo seu modo de ação: em
constante com halogênios usualmente empregados, o ozônio não tem um efeito inibidor
reversível nas enzimas intracelulares. Devido ao seu alto poder de oxidação, este
desinfetante atua como um oxidante dos elementos constituintes das paredes celulares
antes de penetrar no interior do microorganismo e oxidar certos componentes essenciais
(ex.: enzimas, proteínas, DNA e RNA).
Quando uma grande parte da parede celular é destruída, a célula da bactéria ou do
protozoário se rompe, o que resulta na sua destruição. No entanto, caso o residual e o
tempo de contato não tenham sido suficientes para causar o dano necessário à parede
celular do microorganismo, ela pode ser recomposta pela célula, o que explica o fenômeno
de reavivamento que algumas vezes pode ocorrer quando as dosagens mínimas
requeridas não são fornecidas. Finalmente, atacando organismos diversos tais como:
plasmódio, vírus, trofozóitos, cistos, esporos ou agregados celulares, o ozônio oferece uma
barreira à transmissão de doenças, uma barreira que pode ser mantida com absoluta
segurança, caso as condições pré-definidas para a ozonização sejam corretamente
aplicadas.
A aplicação do ozônio como único desinfetante deve ser feita quando a água no sistema
de distribuição tenha um período de detenção pequeno (normalmente inferior a 2 dias), e o
sistema seja novo ou esteja em boas condições (sem vazamentos). Em caso contrário, é
necessário adicionar um desinfetante com vida mais longa (o ozônio é instável), tal como
cloro, dióxido de cloro ou cloraminas, e em pequenas dosagens para se manter um
residual mínimo de segurança e de tal maneira a não prejudicar a qualidade da água
distribuída.
A regra geral para a aplicação do ozônio na desinfecção de água para fins de potabilidade
é a de se manter um residual de 0,4 mg 03/L durante 4 minutos, regra que vem sendo
aplicada internacionalmente como sucesso nos últimos 40 anos.
Um passo decisivo na prática da desinfecção com ozônio foi a automação do processo
usando computadores ligados a sensores para continuidade e controle da dosagem do
ozônio de acordo com a demanda do ozônio na água.
27

Tratamento de Água de Refrigeração
O tratamento de águas de refrigeração tem sido até hoje um problema muito difícil de
resolver completamente, no que diz respeito à eliminação de incrustações, controle da
corrosão e do crescimento biológico, levando à necessidade de operações independentes
para limpeza das tubulações e dos trocadores de calor ao longo dos circuitos de
refrigeração. Além disso, essas operações são complicadas pelas diferentes qualidades
das águas de reposição, e do ar que passa através das torres de resfriamento. A dosagem
de produtos químicos diversos, em concentrações variáveis, leva à necessidade de um
descarte contínuo (“blow-down”) da água do sistema de resfriamento, o que representa um
consumo considerável de água de reposição (“make-up”) a fim de manter a água circulante
dentro dos padrões de qualidade aceitáveis.
Os principais produtos químicos utilizados até o momento têm sido o cloro e produtos
químicos específicos patenteados por algumas empresas que trabalham nessa área.
Porém, no início da década de 1970, os padrões de organizações internacionais para o
uso desses produtos químicos foram restringidos, o que levou à busca de um método mais
efetivo para o tratamento das águas de torres de refrigeração. O ozônio, desde então, tem
sido indicado como um dos mais promissores meios para se atingir tais objetivos, pois a
partir da operação de diversas torres de resfriamento no mundo concluiu-se que o ozônio:
-
é auto-suficiente (dispensa o uso de outros produtos químicos);
reduz os custos de operação e manutenção (consome somente energia elétrica – a
sua operação pode ser totalmente automatizada, otimizando o uso de mão-de-obra);
impede a formação de incrustações nas tubulações e nos condensadores;
ajuda a remover incrustações existentes (no caso de torres de resfriamento já
existentes);
permite de 30 a 50 ciclos de concentração;
não necessita de controle de pH;
remove materiais inorgânicos por precipitação;
dá um controle biológico efetivo;
reduz a corrosão do cobre e do aço em 50% comparada com a corrosão encontrada
em sistemas que usam outros produtos químicos;
remove significativamente o cálcio, magnésio, sílica, alcalinidade e sólidos dissolvidos
totais (SDT);
não forma tri-halometanos (THM) e os existentes são completamente removidos;
tem um manuseio mais seguro com menor toxidez.
A aplicação do ozônio em torres de resfriamento tem sido feita de diferentes maneiras,
basicamente em função da qualidade da água circulante e da água de reposição, da
seguinte forma:
-
aplicação contínua
aplicação descontínua
(2-8 horas/dias ou 5-20 min/hora)
aplicação em relação à massa total de
água no sistema, por dia
0,0005 – 0,4 ppm O3
0,1 – 1,0 ppm O3
5 – 15 ppm O3
28

Outras Aplicações
Além das aplicações do ozônio, conforme descrito anteriormente, diversas outras
possibilidades existem, tais como:

tratamento conjunto com carvão ativado, visando a remoção de compostos orgânicos
específicos;
remoção de detergentes e pesticidas, em águas superficiais para fins de potabilidade,
e em efluentes líquidos industriais;
sistema de tratamento biológico de água potável;
tratamento de águas subterrâneas contaminadas;
reciclagem de efluentes urbanos e industriais.
Ultravioleta
Uma aplicação segura da desinfecção de água com luz ultravioleta só é possível através
de uma técnica qualificada e parceiros qualificados, que representem uma técnica
atualizada. Já estão disponíveis os resultados de um projeto público de pesquisa, bastante
dispendioso, que estabelecem a aplicação da desinfecção de água com luz ultravioleta.
Um dos resultados mais importantes dessa pesquisa é a constatação de que a
desinfecção ultravioleta no setor de tratamento de água se apresenta com qualidade
convincente no processo de desinfecção. Ela não agride o meio ambiente e quando os
regulamentos técnicos forem seguidos, não devem surgir subprodutos.
A água que desde sua origem não corresponder às exigências microbiológicas da
regulamentação para água potável, deve ser tratada e desinfeccionada. Na desinfecção
ultravioleta são utilizadas instalações de passagem ultravioleta, que a seguir serão
chamadas simplesmente de “instalações UV”. O potencial de desinfecção de instalações
UV é influenciado por diversos fatores, sejam eles específicos da instalação ou da
empresa, além da natureza da própria água. Modelos de cálculos matemáticos e análises
químicas e físicas informam sobre o dimensionamento de tais instalações. O potencial de
desinfecção de uma instalação UV é confirmado no âmbito de um teste de modelo por
meio de análises microbiológicas padrão e para determinados casos de aplicação. Para
que a energia elétrica utilizada possa ser aproveitada ao máximo para a desinfecção, são
escolhidos posições dos radiadores e concepções de passagem de vazão diferentes.
29
9.
ARMAZENAGEM, RECALQUE E DISTRIBUIÇÃO
Desde a produção da água até chegar ao consumidor, a água em geral passa por longas
distâncias, em raros casos por gravidade. Na maioria dos casos sofre bombeamento até
pontos altos, sendo distribuída em seguida por gravidade.
9.1
Armazenagem
Os sistemas modernos têm um tempo de retenção não superior a 24 horas para evitar a
degradação da qualidade. Em geral são constituídos por um grande reservatório apoiado
(que pode alimentar as partes baixas) e um reservatório elevado (que alimenta as partes
altas). A pressão de distribuição varia de 1 a 3 Kgf/cm2.
9.2
Recalque
É muito difícil conseguir captar, tratar e distribuir água somente por gravidade. Na maioria
dos casos a água sai de pontos inferiores e é recalcada a reservatórios superiores de onde
é distribuída, visando manter uma pressão adequada para uso. Em raros casos ela
ultrapassa 5 Kgf/cm2, sendo a maioria por volta de 3 Kgf/cm².
Os bombeamentos são dos mais variados tipos, como conjuntos hidropneumáticos,
estações de recalque, boosters, etc..
9.3
Distribuição
A partir dos reservatórios de acúmulo a água passa por tubulações até chegar ao
consumidor. Na maioria dos pontos de consumo a água é medida em hidrômetros e
cobrada em função da faixa de consumo. A maioria das tubulações é de plástico ou ferro
fundido. Redes de cimento amianto e galvanizadas são desaconselhadas tanto do ponto
de vista de saúde pública como de manutenção e qualidade do produto.
30
10.
QUALIDADE E QUANTIDADE
10.1 Qualidade
Existem maneiras para manter o sistema livre da proliferação de microorganismos:
-
-
Manter o sistema em funcionamento no maior tempo possível (24 h/dia – 365
dias/ano).
Usar um sistema hidráulico com velocidade alta para evitar a formação de filme
biológico, com as paredes as mais lisas possíveis, para evitar a aderência de
microorganismos e unidades formadoras de colônias.
Usar ultravioleta e ozônio para manter o sistema completamente estéril.
Os reservatórios devem ser herméticos com fundo cônico para esgotamento total.
O looping deve permitir uma fácil sanitização seja ela por vapor ou produtos químicos.
Os equipamentos de controle, produção, armazenagem, etc., devem permitir a sanitização
sem que haja alteração de suas superfícies ou emendas.
Um dos cuidados com a elaboração do projeto é a verificação das reais necessidades de
consumo de água para não ter uma instalação ociosa. Mais vale fazer um sistema modular
(com um custo de investimento maior) do que ter um sistema superdimensionado (que tem
custo operacional elevado).
10.2 Materiais de Construção para Indústria Farmacêutica
Para manter uma água de qualidade existem vários materiais de construção que podem
ser usados. Como exemplos temos:
-
Aço inoxidável 316L mecanicamente polido
Aço inoxidável 316L eletropolido
Polipropileno extrudado
PVDF extrudado
Vidro (apenas em pequenas instalações)
10.3 Quantidade
Uma das grandes dificuldades é o balanço de produção em função dos controles
automáticos no processo. Em geral medidores de precisão só são usados em grandes
instalações devido ao custo. Nas pequenas instalações (abaixo de 5 m³/h) toma-se como
base o volume de água de entrada (através de hidrômetros) e subtrai-se o volume dos
descartes ou rejeitos. O resultado é a água consumida.
31
CARACTERIZAÇÃO E ENSAIOS DE
TRATABILIDADE DE ÁGUAS
RESIDUÁRIAS INDUSTRIAIS
ÍNDICE
1.
INTRODUÇÃO
1
2.
2.1
2.2
PROCEDIMENTOS PARA A CARACTERIZAÇÃO DOS EFLUENTES
Caracterização Quantitativa
Caracterização Qualitativa
3
3
5
3.
3.1
3.2
ENSAIOS DE TRATABILIDADE
Ensaios Físico-Químicos
Ensaios Biológicos
6
6
6
4.
FLUXOGRAMA
8
5.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
9
1.
INTRODUÇÃO
Para possibilitar a recuperação e preservação dos recursos hídricos, e manutenção e
melhoria das condições de vida, também é necessário enquadrar os lançamentos de
efluentes líquidos industriais aos padrões previstos em legislação.
Na qualidade de órgão ambiental federal, o CONAMA – Conselho Nacional de Meio
Ambiente, em sua Resolução nº 430 de 13 de Maio de 2011, Artigo 16, fixa parâmetros
para lançamento de águas residuárias em coleções de água (corpos receptores), e de
forma específica, cabe aos órgãos estaduais de controle ambiental o apoio técnico e
fiscalização quanto ao cumprimento da legislação disponível e aplicável ao local, sendo
normalmente obedecida àquela mais restritiva. Esta resolução ainda encontra-se em
estudos e não está totalmente regulamentada.
No estado de São Paulo, por exemplo, e, por enquanto, como diretriz básica, destacam-se
as limitações preconizadas nos Artigos 18 e 19A do Decreto 8468 da Lei nº 997/76 de
31/05/76 e Decreto 15425 de 23/07/80. Esta lei está sendo atualizada e harmonizada com
a federal.
A seguir, um quadro comparativo das três leis, que definirão os parâmetros a serem
considerados.
1
PARÂMETROS DE AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DAS ÁGUAS
PARÂMETROS
UNIDADE
(mg/L)
Resolução 430
CONAMA 13/05/11
(ART. 16)
Decreto 8.468
LANÇ. ESGOTO
(ART. 19A
CETESB)
0,5
5,0
5,0
0,2
0,5
0,2
1,0
1,0
1,0 em paration
0,05
2,0
0,5
0,5
120***
1,0
4,0
0,5
15,0
10,0
Decreto 8.468 de
08.09.76
EMISSÃO
(ART. 18
CETESB)
0,2*
5,0
5,0
0,2*
0,5*
0,2
1,0*
0,1*
5,0*
60**
4,0*
0,5
15,0
10,0
Arsênio
Bário
Boro
Cádmio
Chumbo
Cianeto
Clorofórmio
Cobre
COFósf.Carb.Totais
CO Clorados
Cromo Trivalente
Cromo Hexavalente
Cromo
DBO
Dicloroeteno
Estanho
Fenóis
Ferro Solúvel (Fe2+)
Fluor
Manganês Solúvel
(Mn2+)
Material Flutuante
Mercúrio
Níquel
Nitrogênio Amoniacal
Óleos veget gord
animais
Óleos minerais
Óleos e Graxas
pH
Prata
Resíduo Sedimentável
Selênio
Subst. Gosto/Odor
Sulfato
Sulfeto
Sulfeto de Carbono
Sulfito
Temperatura
Tetracloreto de
carbono
Tricloroeteno
Zinco
As
Ba
B
Cd
Pb
CN
Cu
Cr
Cr
Cr
O2
C2H4Cl2
Sn
C6H5OH
Fe
F
Mn
1,0
1,0
-
Hg
Ni
N
ausente
0,01
2,0
20,0
0,01*
2,0*
-
1,5*
2,0*
-
-
50
-
-
Ag
Se
SO4
S
SO3
-
20
5,0 - 9,0
0,1
1,0
0,30
1,0
1,0
1,0
< 40º C
100
5,0 - 9,0
0,02*
1,0
0,02*
< 40º C
150
6,0 - 10,0
1,5*
20,0
1,5*
1000
1,0
< 40º C
-
1,0
-
-
Zn
1,0
5,0
5,0*
5,0*
1,5*
1,5*
1,5*
0,2
1,5*
1,5*
5,0*
4,0*
5,0
15,0
10,0
* Obs.: O total desses metais não pode ultrapassar 5,0 mg/L
** Ou 80% remoção
** OU 60% remoção
2
2.
PROCEDIMENTOS PARA A CARACTERIZAÇÃO DOS EFLUENTES
Para a implantação de uma ETE industrial, há a necessidade primordial de saber o que e
quanto será tratado. Os itens seguintes procuram sugerir procedimentos para o
estabelecimento de ações por parte dos responsáveis pelas áreas de meio ambiente nas
indústrias, visando adequação das águas residuárias geradas aos padrões de lançamentos
exigidos.
Trata-se de uma fase extremamente importante. Uma inadequada caracterização das
águas residuárias trará reflexos negativos ao projeto, podendo prejudicar o futuro sistema
de tratamento e causar todas as conseqüências técnicas, econômicas e jurídicas
correspondentes.
2.1
Refere-se aos estudos do balanço hídrico nas indústrias elaborados pelos técnicos de
processo, com o intuito de minimizar perdas, estabelecer possibilidades de
reutilização/recirculação de águas residuárias, e mesmo otimizar processos produtivos.
O principal objetivo é obter informações sobre o regime de descarte:



Vazão máxima, média e mínima da(s) corrente(s) de efluentes quando de descartes
contínuos.
Volume e periodicidade de descartes quando das operações por batelada (batch).
Amplitudes e parâmetros passíveis de leitura em campo, tais como Condutividade, pH,
Sólidos Sedimentáveis, Temperatura, etc.
Nesta etapa dos trabalhos normalmente estão associados os serviços de coleta de
amostras para análises dos parâmetros pertinentes. Entretanto, a maioria das águas
brutas e residuárias apresenta grandes variações, tanto em qualidade quanto em
quantidade, de modo que uma simples amostras casual fornece uma imagem não
representativa da natureza da fonte. Portanto, para se obter uma avaliação correta nessa
situação, é preciso gerar uma amostra composta a partir da coleta de amostras individuais
simples em intervalos de tempo conhecidos ao longo de todo o período com uma medição
de vazão simultânea.
Avolumando-se amostras individuais em proporção à vazão, obtém-se uma amostra
composta integrada. Procedimentos similares freqüentemente podem ser necessários
quando na amostragem de ribeirões e rios e, em grandes seções de canais pode ser
necessário amostragem em diversos pontos na seção transversal e em diversas
profundidades.
3
Vários dispositivos automáticos se encontram à disposição para a coleta de amostras
compostas; esses dispositivos podem operar ou com base no tempo ou com base numa
vazão proporcional. A amostragem da descarga de águas residuárias industriais pode ser
ainda mais complicada, já que muitas vezes são de natureza intermitente. Nestas
circunstâncias é importante conhecer-se completamente a natureza das operações que
geram as descargas, de modo a desenhar um programa de amostragem capaz de obter
uma imagem real das descargas em questão.
Idealmente, todas as análises numa amostra deveriam ser realizadas imediatamente após
a coleta desta e, certamente, quanto mais rapidamente a análise puder ser feita, tanto
mais provável de os resultados constituírem uma avaliação fidedigna da natureza real do
líquido “in situ”.
Em se tratando de características suscetíveis de instabilidade, tais como gases dissolvidos,
constituintes oxidáveis ou sujeitos à redução, as análises devem ser realizadas em campo
ou a amostra deverá ser adequadamente tratada para fixar as concentrações dos
compostos ao longo do tempo. A instabilidade pode ser retardada pelo acondicionamento
das amostras em temperatura baixa (4º) e a exclusão de luz é também recomendável.
Para evitar erros significativos na análise de uma amostra muito poluída, encurta-se o
tempo permitido entre a amostragem e a análise.
Como auxílio no desenvolvimento desses trabalhos pode-se seguir as especificações
descritas na “GUIA DE PRESEVAÇÃO E COLETA DE AMOSTRAS DE ÁGUAS – CETESB
– 1988” (NBR ISO 17025).
4
2.2
Caracterização Qualitativa
Na indústria, de modo geral, podemos dizer que os despejos variam de acordo com a
proporção de diversificação dos processos fabris. Geralmente são divididos entre efluentes
predominantemente orgânicos e efluentes predominantemente inorgânicos. Em uma
mesma indústria pode ocorrer concomitantemente, a geração de efluentes orgânicos e
inorgânicos.
A partir das amostras coletadas conformes critérios previamente definidos, são então
iniciados os trabalhos analíticos necessários.
Especial atenção deve ser dada aos procedimentos analíticos, pois se inicia aqui a
coletânea de dados de processo para definição da concepção do sistema de tratamento a
ser adotado.
Os procedimentos analíticos a serem empregados são aqueles preferencialmente
descritos no “STANDARD METHODS FOR THE EXAMINATION OF WATER AND
WASTEWATER”, última edição.
5
3.
ENSAIOS DE TRATABILIDADE
Estes ensaios são aplicados visando a definição de parâmetros de processo apropriados e
necessários para otimização e dimensionamento seguro das unidades componentes do
sistema de tratamento.
Aplicam-se ainda quando da inexistência de informações de literaturas ou casos práticos
que permitam a utilização direta de parâmetros de processo, ou quando se faz necessário
adotar tecnologias não convencionais.
Resumidamente dividem-se em:
3.1











Ensaios Físico-Químicos
Gradeamento/Peneiramento
Filtração
Testes de sedimentação/decantação
Separação gravimétrica
Ensaios e coagulação/floculação
Centrifugação
Flotação
Oxidação química
Ozonização
Filtração em carvão ativo
Operações de destilação/“stripping”, etc.
Visam determinar as seguintes informações principais:






3.2





Condições de tratabilidade
Substâncias interferentes
Consumo e tipo de reagentes aplicáveis
Volume de lodo formado
Tempos e taxas de aplicação envolvidas
Performance do processo
Ensaios Biológicos
Lagoas de estabilização
Lagoa aerada
Processo de lodo ativado
Biodigestão anaeróbica
Filtros biológicos, etc.
6
Estes ensaios visam determinar:

Processos aerados:
- Condições de tratabilidade
- Substâncias interferentes
- Consumo de oxigênio
- Excesso de lodo formado
- Necessidade de micro nutrientes
- Taxas de aplicação envolvidas
- Performance do processo

Processos anaeróbios:
- Condições de tratabilidade
- Substâncias interferentes
- Relação fase acidogênica/fase metanogênica
- Quantidade de gás gerado
- Excesso de lodo formado
- Taxas de aplicação envolvidas
- Performance do processo
O produto final desta etapa é o fornecimento dos seguintes documentos:




Fluxograma de processo da alternativa de tratamento selecionada
Layout preliminar
Folha de dados de processos dos equipamentos envolvidos
Estimativa do montante do investimento exigido
7
4.
FLUXOGRAMA
No fluxograma a seguir, constam as etapas básicas e os procedimentos a serem usados
na caracterização dos efluentes líquidos industriais.
Avaliação Qualitativa dos Principais
Contaminantes (Orgânicos e
Inorgânicos)
Localização e Identificação dos Pontos
de Coleta
Amostragem Pontual ou Composta
Medições de Vazão
Determinação em Campo de
pH, Temperatura,
Presença de Sólidos Grosseiros,
Odor, etc.
Preservação das Amostras
Caracterização Quantitativa dos
Principais Contaminantes
Ensaios de Tratabilidade
Físico-Químicos e/ou Biológico
Elaboração de Anteprojeto
8
5.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com base nas informações discutidas e apresentadas é possível fazer as seguintes
considerações principais sobre as etapas de caracterização e ensaios de tratabilidade de
águas residuárias industriais:






Identifica processos poluentes
Identifica eventuais perdas de matérias primas
Identifica consumo excessivo de águas de processo e lavagens
Verifica o atendimento aos padrões de lançamentos de efluentes e sua correlação com
os padrões de qualidade do corpo receptor
Auxilia na escolha do(s) processo(s) de tratamento
Fundamenta a execução do projeto e implantação do sistema de tratamento em base
técnicas, econômicas e legais.
9
TRATAMENTO DE EFLUENTES LÍQUIDOS
ÍNDICE
1.
1.1
1.2
1.3
2.
3.1
3.2
4.
5.
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
6.
6.1
6.2
7.
8.
9.
10.
11.
12.
INTRODUÇÃO
Características dos Cursos D’Água
Legislação e Responsabilidade técnica
Controle da Poluição
CONSEQÜÊNCIAS DA CONTAMINAÇÃO DAS ÁGUAS
MODO DE ENCARAR O CONTROLE E RECUPERAÇÃO DE
DESPERDÍCIOS NOS PROCESSO INDUSTRIAIS
Exemplos de Desperdícios
Técnicas Usadas para Eliminar ou Reduzir Desperdícios
O TRATAMENTO DOS EFLUENTES
CONSIDERAÇÕES PARA A DEFINIÇÃO DO TRATAMENTO
Destino Final
Limites de Espaço
Variação da Qualidade e Quantidade dos Efluentes
Planos de Expansão da Indústria
Custo do Tratamento
ALTERNATIVAS DE TRATAMENTO
Processos Físico-Químicos
Processos Biológicos
ELABORAÇÃO DO PROJETO
EXECUÇÃO DA OBRA
FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
ESTIMATIVA DE CUSTOS DE PROCESSO
EXEMPLOS TÍPICOS
MICROORGANISMOS PATOGÊNICOS TRANSMITIDOS PELA ÁGUA
13.
ESTUDO COMPARATIVO ENTRE PROCESSO
13.1
13.2
13.3
14.
15.
ETE vs. Fossa + Filtro Anaeróbio + Clorador
Lodos Ativados vs. Processo Anaeróbio
Lodos Ativados
TERMOS TÉCNICOS UTILIZADOS
BIBLIOGRAFIA
3.
01
01
03
04
06
09
09
10
12
13
13
13
13
13
14
15
16
19
27
27
28
28
29
39
40
40
41
42
43
48
1.
INTRODUÇÃO
Águas residuárias, águas servidas ou esgotos são os efluentes líquidos produzidos pela
atividade humana, animal e vegetal nas suas mais variadas utilidades. Nas industriais,
hospitais, áreas de lazer, em atividades comerciais ou no uso doméstico, independente da
classe social, a água é usada, sendo posteriormente descartada direta ou indiretamente
num curso de água, levando consigo compostos solúveis e insolúveis que na maioria dos
casos são diferentes das características físico-químicos e biológicas do corpo receptor e
certamente irão alterar sua composição, podendo ainda em muitos casos ser nocivos ao
meio ambiente.
São conhecidos, tanto em nosso país como no exterior, casos de indivíduos ou até de
populações afetados por doenças patogênicas ou com origem em contaminantes
industriais (muitos com uso residencial, tais como formicidas, herbicidas e produtos de
dedetização). Estes compostos, quando lançados em áreas sem tratamento de efluentes
ou tratamento avançado de água, além de causar danos à vida humana podem afetar a
vida animal e até mesmo a vegetal que é uma forma de vida muito resistente. Nas regiões
onde os efluentes industriais e domésticos, assim como a água, são tratados
adequadamente, a incidência desses danos é praticamente nula e o meio ambiente
aquático possui todas as condições para o desenvolvimento de suas espécies
características.
Todos os cursos de água apresentam uma capacidade de absorverem uma determinada
carga poluidora. No entanto, superados seus limites, as espécies irão desaparecer de
acordo com o grau de poluição. Uma estação de tratamento de efluentes tem por objetivo
reduzir a carga poluidora ou baixar o nível de contaminantes a um valor compatível com o
curso d’água, ou seja, os efluentes tratados não colocarão em risco a saúde humana,
animal ou vegetal, impedindo portanto a destruição do meio ambiente.
Apenas para exemplificar, quando o mercúrio cai nos cursos d'água, os peixes sobrevivem
e se contaminam produzindo metil-mercúrio (que pode alterar a composição genética dos
peixes), mas se o homem comer estes peixes acabará morrendo por envenenamento.
1.1
Características dos Cursos D’água
Todo curso d’água independente de seu tamanho, no seu estado natural é um
ecossistema. No seu interior existem muitas espécies de seres vivos que se alimentam das
substâncias presentes ou de outros organismos vivos, criando a cadeia alimentar.
Qualquer modificação introduzida poderá provocar sérios desequilíbrios, eliminando
algumas espécies, desenvolvendo exageradamente outras, provocando a alteração do
meio ambiente anterior.
Com raras exceções, todo o oxigênio dos cursos d’água é retirado da atmosfera por onde
passam. Sua concentração pode variar de acordo com a temperatura e pressão, sendo
esta última relacionada com a altitude.
1
Exemplificando, os maiores teores de oxigênio dissolvido num curso d’água estão a 0ºC e
ao nível do mar, quando chegam a 14,6 mg/L. Já numa altitude de 1.500 m e a 40ºC (limite
para a maioria dos seres vivos) o oxigênio dissolvido não passa de 5,6 mg/L.
A sobrevivência dos seres vivos no curso d’água exige a disponibilidade de oxigênio
dissolvido e uma vez que o consumo é contínuo a reposição também deverá ser. Essa
reposição, ou reaeração, se dá em função de uma série de fatores, dentre eles a altitude,
temperatura, acidentes geográficos, vazão e geologia do solo por onde passa, podendo
também ser suprido em parte por plantas aquáticas através da fotossíntese. Portanto o
teor de oxigênio dissolvido no curso d’água tende a baixar, devido ao consumo e uma
tendência a recuperar-se devido à reaeração.
Em condições naturais, existe normalmente equilíbrio entre os dois fatores, porém no caso
do curso receber o lançamento de despejos sanitários ou industriais, esse equilíbrio pode
ser quebrado. A carga poluidora, contendo grande demanda de oxigênio, sendo lançada
em um certo ponto do curso d'água concentra o consumo de oxigênio dissolvido. Deste
modo, no início do fenômeno, quando o oxigênio dissolvido consumido é maior que o
oxigênio dissolvido recuperado, o nível de oxigênio dissolvido irá cair até um mínimo, ou
mesmo poderá deixar de existir, gerando condições sépticas.
A biota (conjunto de seres vivos que habitam um determinado ecossistema) terá um
desenvolvimento de acordo com as seções ou zonas características da qualidade do curso
d’água. Tais seções são:
Seção natural
Compreende desde as nascentes, também chamadas de cabeceiras, até o ponto de
lançamento de efluentes. Possui um teor de oxigênio elevado, rica em espécies aquáticas
da flora e fauna.
Seção de degradação ou de mistura
Situada após o lançamento dos efluentes, geralmente a água fica escura e turva, diferente
das características anteriores.
Em função das concentrações dos esgotos e vazão despejada haverá uma queda rápida
no teor de oxigênio dissolvido no curso d’água, aparecendo metano, gás carbônico e
amônia provenientes da decomposição anaeróbia dos sólidos decantáveis dos esgotos
que se depositam no fundo do leito. Peixes, quelônios e formas de vida mais exigentes
podem ser expulsas ou extintas. Encontram-se nesta área alguns fungos e grande número
de bactérias anaeróbias.
2
Seção de decomposição ativa
Localiza-se após a área anterior e apresenta níveis muito baixos de oxigênio dissolvido
podendo ser zerado quando a carga poluidora é elevada, gerando uma decomposição
anaeróbia em toda a área atingida, onde gases, sulfetos e mercaptanas saem do meio
líquido vindo para a atmosfera e cujos odores são desagradáveis. Há predominância de
microorganismos anaeróbios desaparecendo os fungos. Poderão aparecer alguns vermes
e larvas de insetos.
Seção de recuperação
Na seqüência inicia-se o processo de recuperação da concentração de oxigênio dissolvido
em função do consumo ser menor que a reposição. Aos poucos o gás carbônico e a
amônia desaparecem, os nitritos passam a nitratos e os sulfetos passam a sulfatos, com
uma redução significativa do mau cheiro. Reaparecem fungos e algumas plantas
aquáticas, dando reinício à cadeia alimentar podendo aparecer alguns peixes mais
resistentes.
Seção de água limpa
Com a reaeração, o curso d’água retoma seus teores de oxigênio dissolvido anteriores,
permitindo o crescimento das populações de peixes e outros seres aeróbios mais
sensíveis. No entanto jamais chegará aos mesmos padrões da seção natural em função de
muitos compostos químicos persistentes cuja vida é extremamente longa. A salinidade da
água sofrerá algumas alterações, o excesso de nutrientes poderá ocasionar a proliferação
de algas diferentes da condição inicial, gerando um ecossistema diferente da seção
natural.
1.2
Legislação e Responsabilidade Técnica
Estes compostos químicos presentes na água, bem como a grande variedade de algas
presentes, tornar-se-ão um tremendo problema para que os sistemas de tratamento de
água potável possam chegar aos padrões da Portaria 2914/2011 (em revisão) do Ministério
da Saúde.
Embora atualmente haja um controle maior sobre o meio ambiente, o tema só passou a ter
força a partir da Lei Nº 6938/81 que instituiu a Política Nacional do Meio Ambiente,
respaldada pela Constituição Federal de 1988 e pela Lei Nº 9605/98 (conhecida como a
Lei de Crimes Ambientais) quando então ficou bem definida a responsabilidade civil,
administrativa e criminal.
Com base na responsabilidade de cada um, na consciência ecológica e na ordem jurídica,
o meio ambiente tende a ser cada vez mais respeitado para que haja condições de
sobrevivência para as próximas gerações.
3
1.3
Controle da Poluição
Para manter o curso d’água dentro de padrões aceitáveis de uso, o oxigênio dissolvido
deverá estar acima de um determinado valor, cabendo aí duas intervenções: aumentar
artificialmente o teor de oxigênio dissolvido no ponto crítico (seção de decomposição ativa)
ou reduzir a carga poluidora para níveis compatíveis com a capacidade de assimilação do
corpo receptor.
A primeira alternativa resulta na intervenção no curso d’água com dispositivos
eletromecânicos para aeração ou flotação, que resultam em soluções caras com controle
muito difícil.
A segunda alternativa é através do tratamento de efluentes, reduzindo os “consumidores”
de oxigênio, medidos em DBO e DQO, a valores compatíveis com o corpo receptor.
Para a nossa empresa, todos os efluentes devem ser tratados da melhor forma possível,
não apenas para atender a legislação, mas para melhorar as condições ambientais já
muito degradadas e com isto recuperar o curso d’água até onde for economicamente
viável para que as próximas gerações possam desfrutar de uma qualidade de vida
semelhante às gerações que nos antecederam.
Simplesmente coletar efluentes e lançá-los num emissário submarino não é uma grande
solução. Se não conseguimos despoluir um rio como iremos despoluir o mar?
Para que possamos proteger um curso d’água dos efeitos da poluição é indispensável o
tratamento dos efluentes, sejam eles de origem industrial, comercial ou doméstica. Os
principais motivos para nos preocupar com este tratamento são:
Saúde Pública
A saúde é um bem assegurado pela Constituição de 1988 (Art. 225.: “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”). Com o tratamento d’água
evitamos que a população a jusante do lançamento adquira doenças de veiculação hídrica
seja por contaminação direta (higiene pessoal, lavagem de roupa, etc.) ou indireta
(irrigação de verduras, consumo de pescado contaminado, etc.) De acordo com o 19º
Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e ambiental (Setembro 1997), para cada R$
1,00 investido em saneamento básico há uma economia de R$ 4,00 na área de Saúde
Pública.
Legais
A população e os proprietários das terras têm direitos legais ao uso da água mediante
autorga distribuída pelo Poder Público, devendo para tanto, obedecer os padrões de
qualidade de água e de lançamento de efluentes tratados.
4
Econômicos
A água é matéria prima em todas as atividades econômicas: para consumo humano
(potável), para incorporação ao produto ou operações indiretas (industrial), dessedentação
de animais, pesca, irrigação, etc.
Um corpo d’água degradado com materiais flutuantes e mau cheiro traz enormes prejuízos
para o esporte e turismo. Na maioria das capitais onde os rios estão quase totalmente
degradados, o valor venal das áreas próximas a estes rios é muito inferior ao de locais
com boa qualidade.
Ecológicos
Evitando a degradação do meio ambiente manteremos no curso d’água todas as
condições de biodiversidade das espécies, abrindo espaço para a sobrevivência dos
animais, inclusive a do ser humano.
Individuais
As empresas ou instituições que pretendem se enquadrar dentro das normas da NBR/ISO
14001 tem que necessariamente atender à legislação e promover a melhoria contínua de
seus processos.
5
2.
CONSEQÜÊNCIAS DA CONTAMINAÇÃO DAS ÁGUAS
A vida e a saúde do homem, dos animais e dos vegetais estão diretamente relacionadas
com a água, por seu potencial energético, seu uso necessário nas indústrias, por ser via
natural de comunicação, um veículo para despejos sanitários (convenientemente tratados),
um agente terapêutico e uma paisagem apreciada pelo homem para recreação e prática
esportiva, além de múltiplos usos que facilitam o desenvolvimento sócio-econômico das
nações.
Em 1982, quando este trabalho foi feito pela primeira vez, 70% da população mundial não
dispunha de fontes de água tratada, mais de dois bilhões de pessoas estavam expostas a
enfermidades infecciosas por falta de água em condições salubres; havia duzentos e
cinqüenta milhões de novos casos de enfermidades hídricas anualmente no mundo e
morriam vinte e cinco mil pessoas diariamente por isso. Isto é um documento de identidade
de países subdesenvolvidos ou em desenvolvimento.
Em 1998 a OMS relatou que houve 4 bilhões de casos de doenças diarréicas em 1997,
com 2,5 milhões de mortes, estimando-se que mais de 800.000 casos são atribuídos à
água contaminada, que é responsável também por:
-
Insuficiência renal
Danos cerebrais
Artrite e outras doenças de auto-imunidade
Doenças do coração
Câncer estomacal
Diabetes
Crescimento prejudicado
Desenvolvimento intelectual retardado
Dispor de sistemas de abastecimento de água potável não garante a isenção de
enfermidades, mas se considerarmos que os efluentes domésticos e industriais serão
tratados antes do seu lançamento nos cursos d'água, esta garantia aumentará muito.
Além disso, a poluição produz escassez de recursos, o que repercute economicamente
nas empresas que os usam, e começam em alguns países grandes projetos com o
objetivo de prevenir o esgotamento de suas reservas.
Os países nórdicos e EUA já recirculam efluentes sanitários tratados como águas
industriais, sem que se note nenhum problema técnico nos processos.
6
Para exemplificar, mostramos abaixo dados do censo IBGE sobre a evolução do
tratamento de efluentes sanitários no Brasil.
TRATAMENTO DE ESGOTO MUNICIPAL
EVOLUÇÃO DO TRATAMENTO NO BRASIL
%
ANO
POPULAÇÃO
SEM COLETA
SÓ COLETA
COLETA + TRATAMENTO
1989
147.400.000
52,7
27,4
19,9
2000
169.800.000
47,8
32,0
20,2
2008
189.600.000
44,8
26,7
28,5
EVOLUÇÃO DO TRATAMENTO POR REGIÕES
%
SEM COLETA
SÓ COLETA
COLETA + TRATAMENTO
2000
2008
2000
2008
2000
2008
NORTE
92,9
86,6
3,5
5,8
3,6
7,6
NORDESTE
57,1
54,3
29,6
26,7
13,3
19,0
SUDESTE
7,1
4,9
59,8
46,7
33,1
48,4
SUL
61,1
60,3
17,2
15,6
21,7
24,1
CENTRO-OESTE
82,1
71,7
5,6
3,0
12,3
25,3
FONTE IBGE 2008
Em 2015, na grande São Paulo, foram produzidos 73,2 m³/s de água potável e apenas
16,7 m³/s (incluindo Guarulhos) de esgotos são tratados atualmente, nas cinco estações
de tratamento de esgoto existentes da SABESP e do SAAE de Guarulhos, poderá chegar
a 20,7 m³/s com a conclusão das redes coletoras.
7
8
3.
MODO DE ENCARAR O CONTROLE E RECUPERAÇÃO DE DESPERDÍCIOS NOS
PROCESSOS INDUSTRIAIS
Apresentado o grave problema que representam os efluentes industriais líquidos para o
meio ambiente e por lógica, para nós mesmos, é desnecessário repetir que os efluentes
devem ser encarados com a máxima seriedade.
Em toda indústria, cabe colocar em prática três programas básicos; tentar minimizar o
consumo de água e como corolário reduzir a quantidade de efluentes e combater
eficientemente a contaminação. Esses programas são:
a) Controle da planta, isto é, a implementação de políticas de educação e conscientização
do valor da água e do perigo que representam os efluentes, tendendo a diminuir tanto o
desperdício de água como a contaminação.
b) Melhoramento da tecnologia de produção, ou seja, a introdução de modernas
tecnologias que conduzem a um uso racional de água, sua reciclagem, etc., e daqui a uma
preservação integral do meio ambiente industrial.
c) O tratamento adequado dos efluentes líquidos produzidos, utilizando para isso a melhor
tecnologia disponível e planos de trabalhos racionais.
Deve-se ressaltar que em todos os casos é necessário implementar estes três programas
para conseguir tanto uma economia de água como a redução dos contaminantes. Ao
mesmo tempo melhorar-se-á a imagem da indústria, tanto do ponto de vista ambiental,
como o de salubridade.
3.1
Exemplos de Desperdícios
Geram volumes desnecessários de efluentes e cargas poluentes que encarecem o
tratamento posterior.

Indústria de Tratamento de Superfícies
- Águas de lavagem: normalmente as torneiras ficam abertas para manter os
tanques sempre com água limpa, para evitar a contaminação das peças.
- Descarte de desengraxante/decapante:
normalmente são descartados
separadamente, devido aos diferentes períodos de saturação.
- Arrastes de banhos de um tanque para as águas de lavagem devido à velocidade
das máquinas ou método de trabalho do operador.
- Descartes desnecessários de banhos.
- Processos arcaicos.
9



3.2


Tinturarias/Estamparias
- Mercerização e acabamento alcalino: normalmente a soda é descartada,
necessitando para sua neutralização um volume equivalente de ácido.
- Resfriamento do tecido: normalmente feito com água, a qual é descartada em
seguida, arrastando todos os tipos de produto.
Frigoríficos/Matadouros/Indústrias de Conservas e Laticínios
- Uso indiscriminado da “mangueira”, sem se preocupar com o volume dos despejos.
Indústrias Química, Petroquímica, e Siderúrgica
- Descarte de água das unidades de desmineralização: normalmente as águas de
enxágüe das resinas são jogadas fora e os regenerantes passam por processos de
neutralização automática antes de seu descarte.
Técnicas Usadas Para Eliminar ou Reduzir Desperdícios
Indústrias de Tratamento de Superfície
- Os tanques com água de lavagem são controlados por condutivímetro de forma que
só entra água nova quando necessário. Isto pode reduzir o consumo em até 50%
numa galvanoplastia.
- Os desengraxantes/decapantes devem ser dosados proporcionalmente no
tratamento pois automaticamente se neutralizam. Para isso basta ter tanques para
acúmulo de descartes.
- Muitas vezes as gancheiras ou tambores rotativos saem dos banhos indo para as
águas de lavagem arrastando muito produto, o que além de enfraquecer o banho
consumindo mais produto acaba saturando rapidamente a água de lavagem. Isto
pode ser reduzido drasticamente fazendo com que os tambores rotativos girem na
saída dos banhos ou que as gancheiras parem por um período pré-determinado
sobre os tanques para que o banho escorra, carregando assim o mínimo possível
do banho, diminuindo portanto o arraste e consequentemente usando menos água
nas lavagens.
- Muitos banhos (por exemplo o cromo – ácido crômico) são descartados, quando
poderiam ser recuperados pelo processo de evaporação.
- Muitos processos arcaicos como a cianuretação de zinco e cobre ainda são usados.
Estes banhos foram substituídos na Europa, EUA e Japão por banhos ácidos
isentos de cianetos.
Tinturarias/Estamparias
- No processo de mercerização o pano passa por uma lavagem com solução de soda
cáustica ( 20 %). Quando a solução enfraquece é completada com soda
concentrada. A água de lavagem (que contém de 3 a 5 % de soda) é descartada
para a neutralização. Existem unidades que reprocessam as águas de lavagem por
evaporação, concentrando a soda até os 20% necessários e retornando-a ao
processo, economizando com isto, soda e água.
10
-



Quando é necessário baixar a temperatura do tecido após o tingimento (para evitar
quebradura) podem ser usados trocadores de calor em circuito fechado, evitando
com isto o uso desnecessário da água.
- Existem ainda processos que concentram corantes, que podem ser reutilizados nos
tingimentos seguintes.
Frigoríficos/Matadouros/Indústrias de Conservas e Laticínios
- A “mangueira” é a ferramenta mais usada em todo o segmento industrial, da
entrada ao armazém. Dificilmente se separam “sólidos” para serem reprocessados
como tal. A grande parte acaba indo para o tratamento de efluentes carregado por
água. Uma solução é coletores para as partes descartadas (que vão para a
produção de subprodutos como farinha) e o uso de máquinas de pressão que
chegam a economizar 80% do volume de água usado nas lavagens, com melhor
eficiência na limpeza. Muitos produtos que aderem aos misturadores ou aos
tanques poderiam ser “empurrados” com auxílio de ar (estéril) ao invés de irem
para o tratamento de efluentes empurrados por água!
Indústrias Química, Petroquímica, e Siderúrgica
- Estas indústrias normalmente usam grandes unidades de desmineralização de
água, que são regeneradas diariamente. As águas de lavagem das regenerações,
por terem pH fora da legislação, são neutralizadas na maioria dos casos por
sistemas automáticos e as águas de enxágüe (rápido e lento) descartadas até que
a condutividade chegue aos padrões determinados. O que pode ser feito é a
equalização dos descartes das regenerações (onde o ácido praticamente neutraliza
o alcali) e retornar para a água industrial as águas de enxágüe (com o auxílio de
um condutivímetro) que na maioria dos casos é melhor que a água disponível.
- Existem processos de auto-regeneração de resinas (economicamente viáveis a
partir de 5 m3/h) que eliminam o uso de ácido e álcali para regenerar as resinas.
Outras
- Existem atualmente muitas empresas tratando seus efluentes e reutilizando a água
para irrigação de jardins, limpeza de pátios, descarga de privadas, podendo
inclusive, com um tratamento complementar (ultrafiltração, microfiltração,
nanofiltração, osmose inversa) utilizá-los como água para circuitos térmicos como
caldeiras, torres de resfriamento, etc..
11
4.
DEFINIÇÃO DO TRATAMENTO DOS EFLUENTES
Para se definir o tratamento de efluentes deve-se antes estudar a unidade de produção,
que envolve:

Diagrama de fluxo do processo produtivo
É importante definir um processo industrial, inclusive a localização da empresa em
função do corpo receptor, que pode ser rede pública ou rio. No caso deste último é
necessário saber a categoria do mesmo.

Análise da tecnologia disponível para o referido efluente
Empresas cujos processos apresentam dificuldades de tratamento ou sazonalidades
em geral, não devem ser implantadas em áreas pequenas, pois quanto mais compacta
e tecnológica for a estação de tratamento, mais cara será sua construção e operação.

Análise da rede de despejos da fábrica
Sempre que possível, os efluentes sanitários deverão seguir por redes separadas dos
efluentes industriais. Em muitos casos, como em galvanoplastias ou empresas de óleos
e solventes, é comum ter várias redes de efluentes industriais. Em nenhum caso deve
haver a possibilidade de águas pluviais entrarem nestas redes.

Experiências em plantas piloto com o efluente real
Efluentes pouco conhecidos em virtude de alta e recente tecnologia devem ter testes
de tratabilidade antes da implantação da ETE/ETDI para evitar um investimento em
muitos casos desastroso, pois não atende à legislação.
12
5.
CONSIDERAÇÕES PARA A DEFINIÇÃO DO TRATAMENTO
A seleção dos processos alternativos para o tratamento dos efluentes deve ser feita
tomando em conta uma série de fatores, cuja resultante nos apontará a definição. Os
fatores que devem ser levados em conta são:
5.1
Destino Final
Tendo em vista que os efluentes, uma vez tratados podem ser dispostos em algum curso
d'água ou em rede pública, devemos observar a legislação vigente no estado do
lançamento, e os órgãos legisladores devem verificar o impacto ambiental dos efluentes,
mesmo tratados.
5.2
Limites de Espaço
Dado que a maior concentração industrial se encontra em zonas urbanas, as
considerações de espaço devem ser muito bem estudadas, especialmente quando se opta
por tratamento a céu aberto, que pode ter como inconvenientes a proliferação de insetos,
emanação de maus odores, além dos aspectos estéticos.
Colocar uma estação de tratamento ao lado de uma unidade industrial pode ocasionar
problemas de higiene muito sérios, especialmente para indústrias têxteis e alimentícias.
Este problema pode ser solucionado quando não são usados tratamentos biológicos
anaeróbios ou processos físico-químicos, caso o destino final seja rede pública.
5.3
Variação da Qualidade e Quantidade dos Efluentes
As descargas de efluentes variam de indústria para indústria em quantidade e qualidade,
além das variações sazonais.
Existem sistemas de tratamento que são extremamente sensíveis a variações bruscas dos
efluentes. Para tanto são usados sistemas equalizadores, que em geral se aplicam ou
deveriam ser aplicados a todos os efluentes, tanto para facilitar a operação como para
manter uma descarga e diluição mais uniforme.
5.4
Planos de Expansão da Indústria
Devem ser consideradas duas alternativas, dimensionando o sistema para a capacidade
atual ou inicial da indústria, ou dimensionando-o para a fase final, operando no início com
capacidade ociosa. No entanto, uma outra alternativa seria os sistemas modulares, para
determinadas vazões, que se constroem quando os limites são alcançados. Outro fator
além das vazões de ampliação é a mudança das características dos efluentes. Para
corresponder a isto a estação de tratamento deve ter sua operação flexível.
13
5.5
Custo do Tratamento
Na análise econômica, deve-se levar em conta a eficiência do sistema e seu custo. Assim,
para efeitos comparativos de custos, devemos comparar metodologias de igual eficiência.
Cabe ressaltar que uma decisão puramente econômica levou, na maioria dos casos, a
fracassos.
Dentro da análise econômica devemos verificar:
a) Custos de implantação
- área ocupada
- equipamentos (mecânicos, elétricos, etc.)
- obras civis
b) Custos operacionais
- mão de obra ocupada
- produtos químicos
- energia elétrica
- manutenção
c) Eficiências obtidas
- se tratamos os efluentes e os lançamos fora
- se recuperamos alguma matéria prima dos efluentes
- se reutilizamos a água
Utilizando-se os parâmetros acima é possível afirmar que o resultado indicará a melhor
solução.
Em alguns casos é possível reutilizar efluentes tratados como água de resfriamento de
telhados, melhorando, com isto, as condições ambientais de trabalho. Esta técnica vem
sendo aplicada em galpões, em vários países, destacando-se fábricas, supermercados,
armazéns, etc. Também pode ser usada para descargas de privadas (cerca de 40% do
uso industrial humano), irrigação de jardins, limpeza de pátios externos, limpeza de
caminhões, etc. (cerca de 20%). Com isto é possível reduzir as despesas em 50% e o
sistema se paga em torno de dois anos.
14
6.
ALTERNATIVAS DE TRATAMENTO
FÍSICO-QUÍMICOS (Origem Inorgânica)
BIOLÓGICOS (Origem Orgânica)
Físicos, Químicos e Eletroquímicos


Pequenas vazões
Grandes vazões
Batelada
Contínuo
Gradeamento

Estático

Peneiras rotativas

Grades mecanizadas
Medição de Vazão

Vertedores

Calha Parshall
Caixas de Areia

Manuais

Pequenas vazões
Médias e grandes vazões
Grandes vazões
Pequenas vazões
Grandes vazões
Normalmente 2 câmaras
Mecanizadas
Automáticas
Flotação
Filtração
Adensamento
Separadores Estáticos
Decantadores Primários
Neutralização ou
Acerto de pH
Aeróbios e Anaeróbios

Batelada

Contínuo
Pré-Tratamentos
Gradeamento

Estático

Peneiras rotativas

Grades mecanizadas
Medição de Vazão

Vertedores

Calha Parshall
Caixas de Areia

Manuais

Automáticas
Mineradoras
Flotação
Mineradores
Mineradores
Tratamento da superfície
(desengraxantes)
Metalúrgica
(óleos/graxas)
Tratamento Primário
Usados para remoção de
Decantadores Primários
sólidos em suspensão
Neutralização ou
Pequenas vazões
Grandes vazões
Pequenas vazões
Médias e grandes vazões
Grandes vazões
Pequenas vazões
Grandes vazões
Normalmente 2 câmaras
Mecanizadas, com ar difuso para
evitar degradação
Química e petroquímica
(óleos/graxas)
Têxtil e papel/celulose
(fibras)
Alimentícia/frigoríficos
(gorduras)
Usados para remoção de
sólidos em suspensão
Acerto de pH
Mistura Rápida
Oxidação
Redução
Floculação + Decantação
+ Filtração
Flotação
Intercâmbio Iônico
Tratamento Secundário
Sistemas Aeróbios
Sistemas Anaeróbios
Outros
Desidratação de Lodo
Pequenas vazões
Leitos de Secagem
Pequenas e médias vazões
Filtro Prensa
Grandes vazões
Adensador/Prensa Desaguadora
Grandes vazões
Centrífuga
Resíduos perigosos
Incineração
Tratamento Terciário (visando reaproveitamento da água)
Remoção de N+P
Remoção de Dureza
Floculação + Decantação + Filtração
Clarificação
Cloração
Desinfecção
Ozonização
UV
Outros
Osmose Inversa
Leitos de Secagem
Filtro Prensa
Adensador/Prensa Desaguadora
Centrífuga
Incineração
Ar difuso
Aeradores mecânicos
Oxigênio puro
Filtros biológicos
Lagoas aeradas
Lagoas facultativas
Lagoas anaeróbias
Reatores
Tratamento c/ microorganismos
Anaeróbios + filtros aerados
Anaeróbios + lodos ativados
Anaeróbios + fisico-químico
Pequenas vazões
Pequenas e médias vazões
Grandes vazões
Grandes vazões
Resíduos perigosos
15
Todos os corpos receptores (rios, lagos e oceanos) têm uma capacidade natural de se
autodepurar. Entretanto muitos desses rios e lagos não conseguem eliminar, naturalmente,
a carga de poluentes a que são submetidos devido às grandes aglomerações urbanas e
industriais. Nestes casos deve-se fazer o tratamento das águas residuárias antes de lançálas ao corpo receptor. A qualidade exigida do efluente é especificada pelos órgãos oficiais
para as diversas regiões. Assim sendo estamos falando em rios Classe 2, 3 e 4.
Lembramos que nos rios Classe I (abastecimento, legislação de S.Paulo, na Resolução
Conama 357 é classe especial) não há permissão para lançamento de efluentes, mesmo
tratados. No caso dos oceanos não há ainda legislação específica. Os critérios de
lançamento obedecem mais ao bom senso do que à legislação.
Sintetizando o assunto podemos dizer que captamos água, a tratamos, a usamos e a
lançamos num corpo receptor. Os consumidores a jusante ou a montante fazem o mesmo.
A falha em um dos elos pode prejudicar todos os demais. Portanto vamos admitir que os
tratamentos funcionem em condições tais que não alterem a capacidade natural de
autodepuração dos cursos d'água.
Como alternativas de tratamento de efluentes temos os processos biológicos para
efluentes orgânicos e os não-biológicos (físico-químicos) para efluentes inorgânicos.
6.1
Processos Físico-Químicos
6.1.1 Introdução
São chamados de processos físico-químicos todos aqueles que empregam instalações
destinadas a reagir, separar, combinar elementos, sejam por processos físicos (sem
produtos químicos), como, por exemplo, decantação e filtração, como também com
produtos químicos como flotação e floculação, ou ainda combinando os dois, como
mistura, floculação, decantação e filtração.
Muitos autores costumam chamá-los de processos não biológicos, ou seja, sempre que os
microorganismos não tenham atividade fundamental.
6.1.2 Aplicação
Os processos físico-químicos são aplicados sempre quando se deseje remover
substâncias indesejáveis ou retirar um determinado produto de uma mistura.
Em muitos casos, em saneamento, se usam os processos físico-químicos como pretratamento ou como antecedente aos processos biológicos, visando reduzir as cargas
poluentes ou retirando do meio compostos que venham a atrapalhar o processo biológico.
Essa prática é usada em frigoríficos, tinturarias, indústrias químicas e petroquímicas, e
indústrias farmacêuticas.
16
6.1.3 Resumo do Processo
Basicamente os processos físico-químicos são feitos por:
 Equalização: quando as vazões são variáveis
 Mistura rápida: para adição de reagentes
 Floculação: para combinação dos produtos
 Flotação: para separação de produtos leves (d<1)
 Decantação: para separação de produtos pesados (d>1)
 Filtração ou acerto de pH: quando necessário
 Desidratação de lodo gerado: leitos de secagem, centrífuga ou filtro prensa
Quando as vazões são pequenas, normalmente até 30 m3/dia usa-se o processo batelada.
Acima disso usa-se o processo contínuo.
6.1.4 Precipitação Química
Um dos processos foi desenvolvido na Hungria e se baseia no tratamento de efluentes
com sais de ferro ou alumínio, bentonita ou caulim e copolímeros da amida do ácido
acrílico. O pH deve ser ajustado convenientemente para conseguirmos uma ótima
precipitação.
O precipitado conseguido pode ser utilizado como meio de cultura bacteriológica, como
alimento de animais, uma vez que foi esterilizado, ou ainda, como fertilizante.
6.1.5 Concentradores por Spray-Film
Sistema desenvolvido nos EUA, são evaporadores verticais (ou horizontais apesar de
raros) que permitem a concentração dos efluentes utilizando apenas 10% da energia de
um evaporador convencional.
A qualidade do efluente final obtida com este método é excelente, e o concentrado pode
ser usado como complemento para rações animais.
6.1.6 Tratamento com Carvão Ativo
Os tratamentos a base de carvão ativo são dimensionados sobre o fato de que é
necessária a mesma quantidade de carvão ativo que a massa de DQO que quer se
eliminar. Atualmente é uma tecnologia pouco utilizada e não desenvolvida completamente,
principalmente no que se refere a sistemas de recuperação de carvão.
17
6.1.7 Ozonização-Eletrofloculação
-
Tratamento Primário
Utiliza-se o tratamento convencional, ou seja, remoção de sólidos grosseiros, através de
grades fixas para vazões pequenas ou mecanizadas para grandes vazões.
Ainda como tratamento primário podemos considerar ajustes de pH para valores entre 6 e
9 unidades.
-
Ozonização
A ozona ou ozônio (O3) é um oxidante muito energético que, após sua atuação, não produz
elementos de reação contaminantes. Por isso podemos considerá-lo como um oxidante
limpo.
Harvey Rosen (USA) tabelou a eficiência da oxidação da ozona sobre um grande número
de substâncias contaminantes, algumas delas cancerígenas, demonstrando que são
poucos os compostos refratários à sua ação. Além disso a ozona é um poderoso agente
bactericida e viricida, removendo também cor, gosto e odores. Muitas águas não eram
reutilizadas pois sua cor e odor estavam fora dos padrões para reutilização.
-
Eletrofloculação
Assim é chamado o fenômeno eletroquímico produzido numa célula galvânica, cujos
eletrólitos são os sais contidos naturalmente nos efluentes. Os eletrodos são metais que se
dissolvem pela passagem de uma corrente elétrica, produzindo cátions, que atuam como
floculantes da matéria orgânica presente na água residual.
O processo físico-químico que nos permite uma separação eficiente de partículas
coloidais, portanto sujeitas ao movimento Browniano, além de líquidos emulsionados no
efluente, é a produção eletro-química (anódica) de íons polivalentes, que, sob
determinadas condições de pH do efluente, reduzem as cargas das partículas coloidais a
zero e assim se floculam; um segundo efeito é conseguir altos gradientes amperométricos,
de maneira a aumentar os encontros binários, responsáveis pela coagulação.
A eleição de íons multivalentes positivos é devida a que a grande maioria das miscelas dos
colóides contidos por efluente industriais tem carga negativa, fundamentalmente óleos e
graxas, e também proteínas.
O valor de pH de carga zero para a maioria dos efluentes que foram ensaiados em
laboratório se encontra entre 5,5 e 9,0 unidades.
Na eletrofloculação, mediante uma adequada geometria dos eletrodos e de seu
espaçamento, calculados previamente, se aceleram os encontros binários por efeito dos
grandes gradientes amperométricos e por isso, há uma coagulação mais veloz.
18
O material coagulado é separado por flotação e/ou decantação, podendo usar, ainda, uma
desinfecção final utilizando ozona do início do tratamento.
6.1.8 Intercâmbio Iônico
Muitos efluentes possuem produtos de alto valor (ouro, prata) ou de alta toxicidade (níquel,
cádmio, cromo) cujo descarte pode ser problemático em função da legislação.
Nestes casos é amplamente empregado o uso de instalações de troca iônica para a
recuperação de metais. Os sistemas são compostos basicamente por colunas de
intercâmbio iônico com resinas específicas que retêm o metal desejado. Quando da
regeneração os metais retornam ao banho ou são retirados por processo térmico.
6.2
Processos Biológicos
Toda bibliografia e experiências indicam que uma série de substâncias, tais como
detergentes inorgânicos (duros), bactericidas, antibióticos, etc., ou efluentes que as
contenham devem ser separados antes de serem tratados por processos biológicos.
Se não procedermos desta forma é muito difícil conseguir eficiências maiores que 50%
com esta tecnologia.
Em geral as substâncias de pH baixo podem inibir ou até eliminar a ação de enzimas e
estabilizar os efluentes sob tratamento. Para tanto é crítica a estabilidade do pH nos
reatores biológicos.
O desenho de um processo biológico de tratamento depende de:
a) a estequiometria da reação bioquímica.
b) a velocidade destas reações.
c) a dispersão dos poluentes no interior do reator.
Também são importantes o tipo do reator biológico utilizado, o sistema de contato efluentemicroorganismo, etc.
Tendo em vista que muitos destes parâmetros são muito difíceis de se controlar, o projeto
do tratamento biológico é necessariamente empírico, e para conseguirmos êxito temos que
realizar ensaios de tratabilidade em escala piloto, antes de se passar para o desenho da
planta industrial.
O processo biológico é utilizado quando existe carga orgânica impossível de ser removida
por processo físico-químico. Em geral podemos classificar os processos como aeróbicos,
anaeróbicos e mistos.
Analisaremos em seguida os processos biológicos mais comuns.
19
6.2.1 Processos Aeróbios

Lodos Ativados
Este processo se baseia no tratamento biológico aeróbio por meio de flocos microbianos,
em suspensão no efluente em tratamento. Requerem, segundo o processo utilizado, um
período de retenção de quinze a quarenta horas, com uma importante incorporação de
oxigênio no reator. Tempos de retenção maiores produzem efluentes altamente
nitrificados.
Com o uso de oxigênio puro, o período de retenção varia de seis a doze horas. Cuidados
especiais com a variação de pH tem que ser adotados, pois em muitos casos existe uma
tendência de acidificação do meio, e nestes casos deva haver uma adição controlada de
"leite de cal".
Para conseguir uma eficiência melhor, os lodos ativados se recirculam, obtendo-se assim
uma população microbiana ativa, fator este muito importante na eficiência do tratamento.
A eficiência média conseguida pelo método de lodos ativados é de 85%, podendo em caso
de bom controle analítico ultrapassar 95% na redução da carga orgânica. Geralmente vêm
acompanhados de um problema adicional: a disposição final dos lodos. Antes da
desidratação do lodo, este deve ser digerido para evitar problemas de mau cheiro, e em
muitos casos este ainda é clarificado. Nas unidades pequenas utilizamos leitos de
secagem, nas médias, filtros prensa ou prensa desaguadora e nas grandes, filtros prensa
e centrífugas.
Vale a pena ressaltar que os tempos aqui descritos aplicam-se apenas a esgotos
sanitários. Quando há presença de efluentes industriais os tempos aumentam, alcançando
períodos de muitos dias de retenção.
O processo é composto basicamente de:
-
elevatórias de esgoto bruto
gradeamento
aeração
decantação
recirculação de lodo
digestão do lodo
leitos de secagem
desinfecção final
comando elétrico central
Elevatórias de Esgoto Bruto
Quando a cota de saída dos efluentes é inferior à da entrada da ETE, há a necessidade do
recalque dos efluentes até a ETE.
20
Para tanto é necessária a instalação de elevatórias automáticas de esgotos, que se
encarregarão de alimentar a ETE. Cada elevatória terá comando independente para as
bombas, que serão duas (sendo uma reserva da outra).
-
Gradeamento
O tratamento é sempre precedido de um gradeamento, por telas de aço inoxidável com
vão livre de 1 cm, destinado a remover todas as impurezas que possam vir a atrapalhar o
funcionamento mecânico do sistema. A limpeza é feita manualmente.
-
Aeração
Os efluentes líquidos da comunidade são conduzidos a um tanque de aeração onde são
submetidos à ação de um rotor de aeração que promove a introdução de oxigênio no
tanque.
Além de garantir uma homogeneização na mistura promove a recirculação necessária para
evitar a sedimentação da matéria em suspensão.
O esgoto bruto afluente ao tanque de aeração contém matéria orgânica (DBO) que serve
como alimento. As bactérias metabolizam os sólidos do esgoto produzindo novos
desenvolvimentos, a medida que absorvem oxigênio e liberam gás carbônico. Por este
processo mesmo que oxigênio dissolvido caia a zero, no decantador final, raramente
produz odores ofensivos, pois a matéria orgânica foi extensivamente oxidada durante a
aeração.
-
Decantação
O grau de tratamento obtido num processo de aeração depende, diretamente, da
decantabilidade do lodo. A decantabilidade do lodo biológico, em condições normais de
operação, depende da razão alimento:microorganismos. O sistema de aeração
prolongada, com grandes períodos de aeração e concentrações de SSTA relativamente
altas, operam na fase endógena de crescimento. Isto permite uma alta eficiência na
remoção da carga orgânica (DBO), pois os microorganismos famintos, efetivamente,
procuram a matéria orgânica e rapidamente floculam sob condições favoráveis.
Nas pequenas instalações usam-se decantadores tipo Dortmund, ou seja com uma parte
cilíndrica plana e fundo cônico ou ainda com uma variação, ou seja, com uma parte cúbica
e fundo tronco piramidal invertido. Nas instalações maiores que 600 m³/dia recomendamos
decantadores cilíndricos de fundo plano com raspadores mecânicos que facilitam a
remoção do lodo e são de fácil construção civil.
21
-
Recirculação de Lodo
O lodo é recolhido pelo fundo do decantador sendo recalcado através de bombas
centrífugas de rotor aberto ou tubular para o tanque de aeração e o excedente irá para o
digestor de lodo.
-
Digestão do Lodo
O lodo excedente será recalcado para o digestor de lodo, onde por ação de um aerador a
matéria orgânica residual mineralizar-se-á (todos os microorganismos serão mortos
evitando odores desagradáveis). Após a digestão o lodo será desidratado nos leitos de
secagem.
-
Desidratação Natural ou Mecanizada do Lodo
Após a digestão do lodo (mineralização total), este é descartado em leitos de secagem
(pequenas vazões) ou enviado para desidratação em filtro prensa (vazões médias) ou
centrífugas (grandes vazões). Nesta etapa reduzimos o volume de água, permitindo o
manuseio do lodo já como sólido, que por estar praticamente inorgânico pode ser
incinerado ou enviado a aterro controlado.
-
Desinfecção Final
Normalmente não se exige desinfecção, pois o processo mais usual (cloração) pode gerar
organoclorados (com potencial cancerígeno e não removível em ETAs convencionais). A
desinfecção é pedida apenas em casos de corpos d’água restritos (Classe 2) ou de
efluentes potencialmente perigosos (hospitais, centros de pesquisa, laboratórios químicos
e farmacêuticos, fábrica de defensivos agrícolas, etc.). Em muitos casos, para não usar a
cloração usa-se ultravioleta (processo com muitas restrições) ou ozonização.
-
Comando Central
Todos os equipamentos eletromecânicos da instalação são comandados num painel de
fácil acesso aos operadores da instalação.

Lagoas Aeradas
É uma variante do processo anterior, só que neste caso não há recirculação de lodos.
Como resultado, a biomassa ativa na lagoa é muito diluída e requer longos períodos de
aeração para conseguir as eficiências anteriores.
As lagoas aeradas são sensíveis a mudanças de temperatura, o que significa que a
eficiência fica reduzida nos meses frios. Nos meses quentes o processo anaeróbio é
incrementado, no fundo da lagoa, o que pode trazer problemas de odores e perda de
eficiência. Por estas razões são muito importantes o desenho das lagoas e as
características dos aeradores.
22
Normalmente o período de retenção varia entre quatro e dez dias.

Lagoas de Estabilização
Diferem do caso anterior por não terem equipamentos. Estas dependem de aeração
natural (superficial) e da fotossíntese, como fonte de oxigênio. Os raios ultravioletas atuam
como desinfetantes.
Necessitam de áreas muito grandes de terrenos a serem inundados. Como desvantagem
principal temos a presença de odores desagradáveis nos meses de verão.
Normalmente são calculadas, em regiões de clima quente com taxas em torno de 5,0
gr/DBO/m²/dia, com altura nunca superior a 1,5 m, o que resulta em períodos de retenção
de três a seis meses.
Outro fato que sempre ocorre é o assoreamento da lagoa e a proliferação de insetos nos
meses quentes do ano. Há também um problema muito comum neste sistema, que é o
desequilíbrio algas-bactérias, havendo em alguns casos a eutrofização das lagoas muito
rapidamente.

Modelo Australiano
São usados três tipos de lagoas. A primeira lagoa é anaeróbia, a segunda facultativa e a
terceira de maturação. Com este sistema tem se conseguido uma boa remoção de carga
orgânica e microorganismos.

Filtros Biológicos Horizontais (leitos percoladores)
Esta variedade utiliza um meio suporte fixo onde se aderem os microorganismos. Os
meios mais comuns são brita, seixos, argila expandida, madeira e materiais plásticos.
A matéria orgânica contida no efluente se absorve ou se adsorve na película biológica fixa
ao suporte e em seguida é oxidada. É necessário um longo estudo, antes de se projetar
um sistema deste tipo, já que um excesso de matéria orgânica conduz a um intercâmbio
de oxigênio ruim e, em conseqüência, uma eficiência baixa do leito.
Como os demais processos biológicos, também são sensíveis a variações climáticas.
Geralmente são dimensionados com taxas de 500 a 1.000 gr DBO/m³/dia ou de 10 a 20
m³/m²/dia.
23

Discos Biológicos e Torres Biológicas
Estes processos empregam materiais plásticos sintéticos.
Os discos biológicos possuem uma superfície ativa bastante ampla, uma vez que são
montados em paralelo, muito próximos uns dos outros. Um único eixo os faz girar
lentamente ( 2 rpm). Estes discos têm 40% de sua superfície submersa no efluente a ser
tratado, de maneira que o material orgânico é absorvido por um filme biológico, suportado
nos discos e é oxidado na presença de um excesso de oxigênio.
A principal vantagem que possui é sua construção modular, e desta maneira uma bateria
destes discos em série pode conseguir altas eficiências de tratamento.
As torres biológicas são uma variante do processo anterior, porém construído
verticalmente, diminuindo a área ocupada. Seu recheio sintético (plástico) faz com que as
estruturas sejam simples e leves. Os resultados são muito superiores aos que utilizam
recheios clássicos.
O inconveniente destes sistemas é o custo operacional, tendo em vista que em caso de
obstrução do elemento filtrante, há a necessidade de desmontar todo o conjunto para
limpeza. Em muitos casos há dificuldades construtivas na instalação.
O cálculo de carga varia de caso para caso e em geral não se aplica para efluentes
industriais.
6.2.2 Processos Anaeróbios
O tratamento anaeróbio de efluentes só é possível em casos de vazões pequenas, através
do uso de câmaras sépticas, seguidas de filtros anaeróbios. Para vazões maiores usam-se
reatores anaeróbios, seguidos de filtros anaeróbios.
O processo compreende três etapas, hidrólise enzimática, acidificação e metanização.
Na primeira, os produtos se dissolvem em água formando a hidrólise.
Na segunda, os açúcares se convertem em ácidos enquanto que as graxas e proteínas se
decompõem em aminoácidos, álcoois, aldeídos, etc. Esta etapa de biodegradação é
conhecida como fermentação ácida.
Na terceira etapa temos a reação bioquímica de fermentação metânica, onde se
convertem os ácidos orgânicos em metano e anidrido carbônico.
Este processo é sensível a sobrecargas de poluentes, temperatura e detergentes.
24
O uso do metano requer cuidados de segurança adicionais. Em muitas instalações o
metano é simplesmente lançado na atmosfera sem tratamento algum. O mesmo ocorre
com o lodo no fundo do tanque, que é retirado por caminhões limpa-fossa, cujo destino é
duvidoso. Em muitos casos a estabilização do lodo é feita com adição de cal na proporção
de 0,5 Kg cal/Kg lodo o que resulta num lodo com pH 12. O controle deve ser muito bem
definido, pois na lixiviação pode causar danos ambientais.
Com a Resolução CONAMA 430/2011, muitas instalações tiveram que ter tratamento
complementar para se adequar à legislação.

Lagoas Anaeróbias
São utilizadas com o objetivo de uma redução acentuada da matéria orgânica. Em geral
ocupam pouco espaço em função de sua alta profundidade (4 a 6 m). Como sub-produto
temos a exalação de maus odores devido ao processo de fermentação ácida
(metanização).

Reatores Anaeróbios
Os reatores anaeróbios são uma compactação do sistema anterior. São construídos
tanques com controle da produção do metano e todos os seus dispositivos de segurança.
Tem a vantagem de disponibilizar o uso do metano. Devem ser seguidos de tratamento
complementar, pois sua eficiência em média não ultrapassa 60% na remoção de carga
orgânica, bem abaixo dos 80% mínimos exigidos pela legislação do Estado de São Paulo.
Cuidados Adicionais a Serem Tomados:
Até o presente, no Brasil, poucas unidades de tratamento anaeróbio têm seu biogás
gerado destinado ao reaproveitamento, sendo que a maioria delas simplesmente tem esse
efluente gasoso descartado na atmosfera. Ressalta-se que esta não é a atitude adequada.
O biogás, diante de seus componentes, além de ser danoso às pessoas a ele expostas,
também pode ser objeto de explosões e causar dano ao ambiente da circunvizinhança
(corrosão de metais, etc.).
Um dos problemas mais sérios recai sobre o perigo de explosão quando o metano é
misturado com ar.
O biogás gerado nos reatores, por não conter oxigênio, não é explosivo por si só, porém a
introdução de ar, em qualquer etapa do transporte, armazenamento ou tratamento, pode
resultar em mistura altamente explosiva.
Geralmente, recomenda-se que a concentração de metano seja mantida fora da faixa de
5% a 15% (em volume) e a de oxigênio, inferior a 3% a 11%.
25
Cuidado especial deve ser dado às conseqüências de vazamentos ou acúmulo dessa
mistura em ambientes de trabalho, internos ou externos a edificações, pois pode ocorrer
acúmulo de biogás e, caso a faixa de porcentagem de ar/metano resultar dentro de certos
limites, as explosões podem ser fatais.
6.2.3 Outros

Tratamento com Microorganismos
Em muitos casos o sistema de tratamento de efluentes “quase” chega nos parâmetros de
lançamento. Em outros casos os efluentes a serem lançados na rede coletora pública
“quase” alcançam os padrões, e para atender o “quase” são necessárias obras muitas
vezes caras.
Na Europa e nos Estados Unidos, pesquisas foram feitas no sentido de se produzirem
microorganismos específicos para degradarem efluentes específicos, em alternativa ao
uso de produtos químicos que poderiam produzir efeitos colaterais indesejáveis.
Estes trabalhos da década de setenta acabaram produzindo grandes coleções de cepas
microbianas (tipo de bactérias) para biodegradar uma variedade de substâncias poluentes.
Desta maneira, colônias específicas de microorganismos podem ser usadas nas redes de
esgoto e instalações existentes com vantagens de reduzir poluentes com DBO, DQO, SS,
O.G. e odores nocivos e com isto alcançar os parâmetros da legislação.
Os microorganismos são inofensivos a seres vivos, não são patogênicos ou tóxicos e não
são produzidos por engenharia genética, e na maioria dos casos são do tipo facultativo, ou
seja podem ser usados tanto nos processos aeróbios como nos anaeróbios.

Anaeróbio/Aeróbio
Esta tem sido a alternativa para alcançar os parâmetros legislativos da área. Apresentam o
grande desafio de controlar dois processos distintos e isto só se consegue
instrumentalmente preparado para parâmetros físico-químicos e biológicos.

Físico-Químico/Anaeróbio ou Vice-versa
Em muitos casos se misturam estes processos para atingir os parâmetros legislativos. O
processo físico-químico em geral consegue derrubar cerca de 30% da carga orgânica e o
biológico cerca de 65%, o que resulta numa eficiência global de cerca de 85%. O grande
vilão é quando não há continuidade de carga e vazão. Nestes casos o aeróbio apresenta
inúmeras vantagens e eficiência superior.
26
7.
ELABORAÇÃO DO PROJETO
Uma vez determinada em bases técnicas e econômicas a alternativa de tratamento a ser
implantadas, as atividades que se seguem são predominantemente aquelas da engenharia
convencional.
Quanto maior a complexidade e/ou tamanho das unidades de tratamento, maior o nível de
preocupação com o detalhamento do projeto.
Um projeto é composto basicamente por:








Fluxograma de processo
Fluxograma de instrumentação
Layout
Plantas dimensional, hidráulica e elétrica
Cortes das plantas anteriores
Especificação dos equipamentos e materiais
Planilhas de custos
Cronograma de implantação
A partir do projeto básico, quando as obras são de grande porte, parte-se para o projeto
executivo que é o detalhamento dos projetos:




8.
Dimensional - Projeto civil (estrutural, fundações, arquitetura, etc.)
Hidráulico - Mecânico, tubulações, bombeamentos, etc.
Elétrico - Painel, fiação, instrumentos, monitoramento, etc.
Detalhamento de compras
EXECUÇÃO DA OBRA
Com a definição dos projetos é contratada a(s) empresa(s) para a execução da obra.
A obra é composta de:





Obras civis
Aquisição de equipamentos
Montagem eletro-mecânica
Treinamento de operação e manutenção
Partida e operação inicial
27
9.
FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
Uma vez implantado o sistema de tratamento deve ser preparado um programa de
manutenção preventiva e controle analítico da instalação que visa medir a qualidade dos
efluentes (brutos e tratados) visando salvaguardar a empresa de problemas com os órgãos
ambientais e a sociedade, além de verificar se há deficiências no processo industrial.
10.
ESTIMATIVA DE CUSTOS DE PROCESSO
ETE IV BARRETOS
Aeração Prolongada com Lodos Ativados
VAZÃO:
5.300 m³ /dia
1.908.000m³/ano
Em R$ Base 2000
ITEM
CIVIL
ELEVATÓRIA
EQUIPAMENTOS MONTADOS
SUB-TOTAL - IMPLANTAÇÃO
ENERGIA ELÉTRICA
MANUTENÇÃO
PRODUTOS QUÍMICOS
MÃO DE OBRA
TOTAL
CUSTO/R$/m³ Tratado
CUSTO MENSAL (30 m³/Casa)
=
=
159.000 m³/mês
38.160.000m³/20 anos
VALOR ORÇADO
714.000,00
300.000,00
407.400,00
1.421.400,00
2.832.808,00
836.500,00
173.667,00
1.056.000,00
6.320.375,00
0,165
5,00
28
11.
EXEMPLOS TÍPICOS

EFLUENTES DE LABORATÓRIOS

EFLUENTES
GRÁFICAS)

PRECIPITAÇÃO DE METAIS E ACERTO DE pH
INDUSTRIAIS
(INDÚSTRIAS
QUÍMICAS,
FARMACÉUTICAS
E
29
30
31
32
ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES SANITÁRIOS E INDUSTRIAIS
ATIVUS FARMACÊUTICA LTDA. – VALINHOS, SP
33
34
35
36
37
PROCESSOS PARA O TRATAMENTO DE EFLUENTES DOMÉSTICOS USADOS NOS
ESTADOS UNIDOS
FONTE: WEF (WATER ENVIRONMENT FEDERATION) 1984
Processo
Lagoas de estabilização
Lagoas aeradas
Lagoas de polimento
Biofiltro
Discos biológicos rotativos
Lodos ativados
Valo de oxidação
Oxigênio puro
Lodos ativados c/oxigênio puro
1
Em uso atualmente
Vazão
Número
mgd1
5.298
3.138
1.368
1.516
834
252
8
21
347
940
5.690
27.302
741
500
240
A serem construídas
Vazão
Número
mgd1
2.783
118
1.494
148
433
30
5
8
276
433
2.585
2.713
474
131
5.800
20
1.500
mgd x 3785 = m³/dia
EUROPA (Sem estatística)
Conforme informações e catálogos de fornecedores de estações de tratamento de
efluentes como Degremont, Esmil, Simon Hartley, Thames Group Ltd., Studio Delta, Salher
Iberica S. L., OMS GmbH e Lurgi GmbH, as capitais e grandes cidades utilizem com mais
freqüência o processo de Lodos Ativados.
ÍNDIA, CHINA, INDONÉSIA, PAQUISTÃO (Sem estatística)
Nestes países o Reator Anaeróbio é o sistema mais usado (Nogueira, 1992).
38
12.
MICROORGANISMOS PATOGÊNICOS TRANSMITIDOS PELA ÁGUA
Categoria
Bactéria
Nome Patogênico
Vibrio cholera
Salmonella spp.
Shigella spp.
Escherichia coli tóxica
Campylobacter spp.
Leptospira spp.
Francisella tularensis
Yersinia enterocolitica
Aeromonas spp.
Helicobacter pylori
Legionella pneumophila
Mycobacterium avium
Dose infecciosa
108
106-7
102
102-9
106
3
10
109
108
?
> 10
?
Protozoários
Giardia lamblia
Cryptosporidium parvum
Naegleria fowleri
Acanthamoeba spp.
Entamoeba histolitica
Cyclospora cayetanensis
Isospora belli
Microsporidia
Ballantidium coli
Toxoplasma gondii
1-10
1-30
?
?
10-1000
?
?
?
25-100
?
Vírus
Norwalk virus, SRSV, calicivirus
Poliovirus
Coxsackievirus
Echovirus
Reovirus
Adenovirus
HAV/HEV
Rotavirus
Astrovirus
Coronavirus
Virus desconhecidos
1-10
1-10
1-10
1-10
1-10
1-10
1-10
1-10
1-10
1-10
1-10
39
13.
ESTUDO COMPARATIVO ENTRE PROCESSOS
13.1 ETE Vs. Fossa + Filtro Anaeróbio + Clorador
BASE: Loteamento com 300 casas em São Paulo
Componentes
ETE
Gradeamento
Tanque de aeração
Decantador
Recirculação de lodo
Digestão
Leitos de secagem
Clorador
FOSSA EM CONCRETO
Fossa
Filtro anaeróbio
Clorador
FOSSA EM POLIETILENO
Fossa
Filtro anaeróbio
Clorador
Por lote = R$ 2.769,00*
300 lotes = R$ 830.700,00
Limpeza anual
Por lote: R$ 300,00
Por lote = R$ 3.150,00*
300 lotes = R$ 945.000,00
Limpeza anual
Por lote: R$ 300,00
300 lotes: R$ 90.000,00
300 lotes: R$ 90.000,00
Com infiltração
120.450 m³
R$ 0,91/m³
R$ 3,15/m³
> 90 %
< 10 mg/L
< 50 mg/L
Sim
Sim
Não
Não tem infiltração
87.600 m³
R$ 1,02/m³
R$ 10,50/m³
< 80 %
> 70 mg/L
> 100 mg/L
Não
Não
Sim
Não tem infiltração
87.600 m³
R$ 1,02/m³
R$ 11,81/m³
< 80 %
> 70 mg/L
> 100 mg/L
Não
Não
Sim
Não
Sim
Sim
150
70
> 24.000
> 24.000
> 24.000
> 24.000
Sim
Não
Não
Custo do Investimento
Custo Operacional –
Anual
Vazão Tratada – Anual
Custo Unitário
Custo Total – 1º Ano
Eficiência
DBO Remanescente
DQO Remanescente
Atende Art. 18 CETESB
Atende Art. 21 CONAMA
Pode Gerar Mau Cheiro
Pode Gerar
Organoclorados
Nº de Bactérias com
Dosagem de 0,2 Mg/L
Coliformes Totais
Coliformes Fecais
Permite Reuso Simples
da Água para Fins
Secundários
300 lotes = R$ 270.000,00
Mão de obra/Energia elétrica/
Controle
operacional/Manutenção
300 lotes: R$ 109.500,00
* Fonte: Revista Construção, Editora Pini, Dezembro 2004, Ano 57, nº 41
40
NR
0,8
6,2
0,5
0,0
710,2
481,3
10,28
Sólidos Voláteis
Sólidos Sedimentáveis
Amônia
Nitrato
Nitrito
DQO
DBO
Óleos e Graxas
R$ 0,86 a R$ 1,05/m³ *
> 2,97 x 10³
> 1,1 x 10³
NR
182
270
3,2
6,5
9,4
0,6
172
994
27ºC
153
5,94
> 24.000
> 24.000
10,27
387,6
503
0,3
2,3
8,2
0,6
NR
3.350
30ºC
140
6,87
HIPERMERCADO 3
R$ 0,75/m³
< 10²
45
NR
17,5
36
2,7
8,4
5,3
0,5
24,8
650
29ºC
57
5,81
HIPERMERCADO 1
R$ 0,66/m³
< 10²
60
NR
12
27
3,15
6,9
6,5
0,35
18,7
655
29ºC
88
6,48
HIPERMERCADO 4
LODOS ATIVADOS
R$ 0,50/m³
NR
NR
2,8
27
60
NR
NR
NR
< 0,1
NR
NR
30
NR
5,8
SUPERMERCADO
* Fonte: Caderno Técnico Nº 1 – Gerenciamento do Saneamento em Comunidades Planejadas – AlphaVille Urbanismo S. A. - 2005
NR: Não Realizado
Custo Operacional
> 24.000
1.620
Sólidos Totais
Dissolvidos
Coliformes Totais
29ºC
Temperatura
> 24.000
620
Turbidez
Coliformes Fecais
6,43
HIPERMERCADO 2
REATOR + FILTRO ANAERÓBIO
HIPERMERCADO 1
Ph
PARÂMETROS
ANO 2006
LODOS ATIVADOS VS. REATOR ANAERÓBIO + FILTRO ANAERÓBIO
EM HIPERMERCADOS E SUPERMERCADO ATACADISTA
QUADRO COMPARATIVO
13.2 Lodos Ativados Vs. Processo Anaeróbio
41
mg/L
mg/L
mg/L
DQO
Óleos e Graxas
Detergentes
0,25 m²
Área de Ocupação/Pessoa *³
0,25 m²
R$ 0,33
R$ 180,00
0,3-0,5
10-30
20-80
10-20
Aerador
Baixa
Rotação
0,28 m²
R$ 0,25
R$ 120,00
<0,04-0,17
<2-25
< 17-50
<1-10
Aerador
Alta Rotação
Fluxo Ascendente
0,29 m²
R$ 0,35
R$ 100,00
0,5-0,9
5-25
30-80
15-25
Aerador
Alta Rotação Fluxo
Descendente
0,30 m²
R$ 0,24
R$ 150,00
0,5-0,8
5-30
30-80
20-30
Discos ou
Filtros
Biológicos
0,35 m²
R$ 0,38
R$ 110,00
0,3-0,6
5-30
20-80
10-30
Valo
de
Oxidação
0,18 m²
R$ 4,00
R$ 210,00
0,3-0,8
5-25
30-80
10-30
Oxigênio
Puro
42
*³ Inclui ETE com sala de operação e laboratório, para instalações de 5.000 a 25.000 pessoas, 5 pessoas por casa ou lote
*² Inclui energia elétrica, manutenção, produtos químicos, mão de obra, amortização em 20 anos
*¹ Sistemas dotados de gradeamento (manual), caixas de areia (manuais), aeração, decantação, desinfecção, recirculação, digestão de lodo e leitos de
secagem
R$ 0,35
R$ 120,00
0,5-0,9
5-25
30-80
10-20
Ar Difuso
Custo Operacional/m² *²
Custo de Implantação/Pessoa *1
mg/L
Unidade
DBO
Características
dos
Efluentes Tratados
ATUALIZAÇÃO 2005
QUADRO COMPARATIVO
ETE LODOS ATIVADOS COM ESGOTO SANITÁRIO
13.3
Lodos Ativados
14.
TERMOS TÉCNICOS UTILIZADOS
Relacionamos a seguir alguns dos mais freqüentes termos técnicos utilizados na
linguagem operativa de tratamento de efluentes e suas condições e definições:
 Ação Bioquímica
Modificação química resultante do metabolismo de organismos vivos.
 Adensamento de Lodo
Aumento da concentração de sólidos do lodo nos tanques de sedimentação,
adensamento e de digestão.
 Aeração
Ação de fazer um contato íntimo entre o oxigênio e o líquido, por um ou mais dos
seguintes métodos:
a. aspersão do líquido no ar
b. insuflação do ar no líquido
c. agitação do líquido para promover a absorção superficial do ar
d. introdução de oxigênio puro
 Aeração por Ar Difuso
Aeração produzida no líquido pela introdução de ar através de difusores.
 Aeração Prolongada
Modificação do processo de lodos ativados que realiza a digestão do lodo dentro do
sistema de aeração.
 Aeróbio
Organismo que necessita de ar ou oxigênio elementar ou que é prejudicado pela
ausência deste.
 Algas
Organismos microscópicos, geralmente aclorofilados e de grande proliferação.
 Ativação de Lodo
Obtenção sob condições aeróbias de organismos capazes de metabolizar matéria
orgânica de água residuária.
 Bactérias Aeróbias
São as que se reproduzem na presença de oxigênio.
 Bactérias Anaeróbias
São as que se reproduzem na ausência de oxigênio.
 Bactérias Facultativas
São bactérias que se reproduzem com ou sem oxigênio.
43
 Biodegradação
Decomposição ou estabilização da matéria orgânica natural ou sintética, por
microorganismos existentes no solo, na água, ou em um sistema de tratamento de água
residuária.
 CADRI - Certificado de Destino de Resíduos Industriais
Emitido pela CETESB-SP, permite o envio de resíduos para um destino adequado.
 Carga de DBO
Quantidade de DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) expressa em massa por
unidade de tempo (ex.: Kg/dia, Kg/h).
 Clarificação
Processo pelo qual uma água passa por floculação e decantação.
 Classificação dos Rios (Dec. 8468/76 SP)
Classe 1: Para consumo – Não pode receber efluentes
Classe 2: Para consumo após tratamento – Pode receber efluentes tratados
Classe 3: Para consumo após tratamento – Pode receber efluentes tratados
Classe 4: Usos menos exigentes – Pode receber efluentes tratados
Vide Resolução CONAMA 357/2005 que tem a classificação geral dos cursos d’água,
válido para o território nacional, prevalecendo o critério mais restritivo. Os padrões de
lançamento estão na Resolução CONAMA 430/2011.
 DBO - Demanda Bioquímica de Oxigênio
Quantidade de oxigênio utilizado na oxidação bioquímica da matéria orgânica, num
determinado período de tempo, geralmente expressa em miligramas de oxigênio por
litro.
 Decantação
Processo pelo qual a fase sólida se separa naturalmente da fase líquida, por
precipitação a Densidade > 1.
 Desidratação do Lodo
Processo de remoção da parte líquida do lodo, por meio de centrifugação, filtração a
vácuo, prensagem, etc., até uma condição de disposição final mais fácil.
 DQO - Demanda Química de Oxigênio
Medida da capacidade de consumo de oxigênio pela matéria presente na água ou água
residuária. É expressa como a quantidade de oxigênio consumido pela oxidação
química no teste específico. Não diferencia a matéria orgânica estável e assim não
pode ser necessariamente correlacionada com a DBO. Geralmente expressa em
miligramas de oxigênio por litro.
44
 Escuma
É uma dispersão na qual o ar ou outro gás, forma a fase dispersa e um líquido a fase
contínua. Este termo é utilizado quando a concentração da fase dispersa é suficiente
para que o sistema consista de bolhas de gás separadas por finas partículas de líquido.
 Efluente
Tudo o que é descartado da atividade dos seres vivis.
 Escala de Ringelmann
Nível 1 (Branco):
Nível 2 (Claro):
Nível 3 (Acinzentado):
Nível 4 (Escuro):
Ar bom (baixa poluição)
Ar aceitável
Ar inadequado
Ar reprovado
 Floco Biológico Ativo
Floco formado pela ação de agentes biológicos, como por exemplo, lodo ativado.
 Floculação
Processo pela qual os sólidos são retirados de uma água, pode ser por processo
químico ou biológico.
 Flotação
Quando um produto tem densidade < 1,0, não decanta, assim é mais fácil através de
aeração fazer com que flutue.
 Idade do Lodo
Tempo em que uma partícula de sólido suspenso sofre aeração, no processo de lodos
ativados, sendo expresso em dias.
 Índice de Densidade do Lodo
O inverso do índice de volume de lodo, multiplicado por 100 (índice de Donaldson).
 Índice de Lodo
É o volume em milímetros, ocupado por um grama de lodo ativado após decantação por
30 minutos (índice de MOHLMAN). Normalmente se usa proveta de 1000 L, para ter os
valores em ML/L.
 Índice de Volume de Lodo (IVL)
O mesmo que índice de lodo.
 Inoculação de Lodo
Introdução de lodo com microorganismos biologicamente ativos, que venham
proporcionar a estabilização da matéria orgânica da água residuária.
45
 Jusante
Parte ou lado de baixo, falando-se de um rio para onde correm suas águas, ou seja,
depois do lançamento.
 Landfarming (Disposição no Solo)
Método usado para a disposição de resíduos sólidos em área agrícolas.
 LP – Licença Prévia
Emitida pela CETESB, autoriza o projeto de uma indústria ou obra.
 LI – Licença de Instalação
Emitida pela CETESB, permite a implantação de uma indústria ou obra.
 LO – Licença de Operação
Emitida pela CETESB, permite o funcionamento de uma indústria ou obra.
Obs.: Atualmente todas as licenças tem prazo de validade, de acordo com a atividade,
pode variar de 1 a 5 anos.
 Lodo
Sólidos acumulados e separados dos líquidos da água ou água residuária durante um
processo de tratamento ou depositados no fundo de rios ou outros corpos receptores.
 Lodo Ativado
Floco de lodo produzido em água residuária bruta ou sedimentada, formado pelo
crescimento de bactérias e outros microorganismos na presença de oxigênio dissolvido.
 Lodo Recirculado
Lodo ativado, sedimentado no decantador secundário, que retorna ao tanque de
aeração, com intento de manter uma concentração de sólidos desejada.
 Metais Pesados
São considerados: arsênio, cádmio, chumbo, cobre, cromo, estanho, mercúrio, níquel,
prata, selênio e zinco. O total deles não pode ultrapassar 5 mg/L, de acordo com a
Portaria 8468/76 art. 19 A de S.Paulo.
 Mineralização
Processo pelo qual elementos combinados em forma orgânica, proveniente de
organismos vivos ou mortos, ou ainda, sintéticos, são reconvertidos em formas
inorgânicas. A mineralização de compostos orgânicos ocorre através de oxidação e
metabolização por animais vivos, predominantemente microscópicos.
 Montante
Para o lado da nascente de um rio, ou seja, antes do lançamento.
 MP – Material Particulado
Quantidade de sólidos em suspensão no ar, expresso por mg/m3 ou g/m3.
46
 Nitrificação
Conversão de amônia em nitratos, por bactérias aeróbias, passando por nitritos como
etapa intermediária.
 OD – Oxigênio Dissolvido
Quantidade de oxigênio livre num determinado líquido, em geral expresso por mgO2/L.
 Óleos e Graxas
Grupo de substâncias incluindo gorduras, graxas, ácidos graxos livres, óleos minerais e
outros materiais graxos, que sejam solúveis em haexana. Os resultados normalmente
são dados em Mg/L.
 NOx
Compostos gasosos obtidos com a oxidação do nitrogênio como NO, N2O, NO2, NO3.
 Poluente
Qualquer forma de matéria ou energia que interfira prejudicialmente aos usos das
águas, ar e solo, previamente definidos.
 pH (Potencial Hidrogeniônico)
Mede a acidez ou a alcalinidade da água (> 7 = Alcalino - < 7 = Ácido). Para os
processos biológicos recomenda-se pH entre 6 e 8. Na escala a variação é de 0 a 14
UpH (Unidades de pH). O pH igual a 7,0 é considerado neutro.
 SOx
Compostos gasosos obtidos com a oxidação do enxofre como SO2, SO3.
 SI – Substâncias Inaláveis
Todos os compostos líquidos ou gasosos que em temperatura ambiente se incorporam
ao ar respirável.
47
15.
BIBLIOGRAFIA
Rosen, Harvey - Int. Ozone Institute, May 11 - 14 (1975) - Montreal, Canadá.
Rosen, H. et. al., Water and Wastes Eng., Jul 1974 - p. 25
Mulligan, T. J. e Fox, R. D., Chem Eng., Out. 18 1976 - p. 50
Imhoff, Karl, Manual de Tratamento de Águas Residuárias, São Paulo, Ed. Edgard Blucher
Ltda., 1976
Eckenfelder, W. W., Water Quality Engineering, New York, Barbes & Noble Inc., 1970
Braile, P. M., Cavalcanti, J. E. W. A., Manual de Tratamento de Águas Residuárias
Industriais, São Paulo, Cetesb, 1979
Ferreira, J.A.M., Controle e Recuperação de Desperdícios nos Processos Industriais, XXIII
Congresso Nacional de Química, Blumenau, SC, 1982
Técnica de Abastecimento e Tratamento de Águas, São Paulo, Cetesb, 1977
Nogueira, Luiz A. Horta, Biodigestão, Nobel, 1992
Ferreira, J.A.M., Tratamento de
Efluentes Industriais e de Laboratórios, Seminário
Expolabor/SENAI, Taboão da Serra, SP, 1997 a 2005
Tratamento de Esgotos Sanitários por Processo Anaeróbio e Disposição Controlada no
Solo, PROSAB, Rio de Janeiro, RJ, 1999
48
ÁGUA DE REUSO
1.
Introdução
Sem sombra de dúvidas podemos afirmar que toda a água superficial é água de reuso.
A água que utilizamos hoje já serviu para fazer a comida do homem das cavernas, já
encheu as banheiras de Arquimedes e de Cleópatra, já foi usada para lavar o cavalo
branco de Napoleão, o Mercedes de Hitler, etc.. A água evapora, condensa, desde o
início da vida no planeta até os nossos dias.
O que ocorre com mais velocidade, ou seja, num intervalo de tempo menor é a
reutilização da água, à medida que a população aumenta e as atividades para seu
desenvolvimento também.
Se analisarmos as 100 maiores cidades brasileiras a quase totalidade usa água de
superfície. Poucas são abastecidas com poços artesianos. Todas as capitais possuem
estações de tratamento de água operando por processo físico-químico convencional.
Mesmo os lençóis subterrâneos dependem de água superficial para sua recarga.
O esgotamento cada vez maior dos mananciais atuais tem levado a uma busca de
alternativas cada vez mais distantes dos grandes centros consumidores resultando em
grandes custos de investimento o que encarece cada vez mais a água.
Com isto, muitas empresas de saneamento básico têm investido em tecnologias para
reciclar águas residuárias. O mesmo ocorre nas indústrias onde a água é matéria
prima e seu custo é considerável no preço final do produto. Muitos condomínios têm
implantado sistemas para reuso de água de chuva e água cinza.
A água produzida a partir de efluentes de estações de tratamento de esgoto pode ter
como destino seu reuso como água potável e não potável. A água potável pode ter
seu uso direto ou indireto.
No caso do uso direto, após o tratamento, em geral, avançado, com alta tecnologia e
custos elevados, volta ao sistema de água potável. Este processo tem sido usado com
sucesso em locais carentes de água, como é o caso de Windhoek (Namíbia), Denver,
(Colorado – EUA), Shanute, (Kansas – EUA) Los Angeles, Pleasanton, Lago Tahoe,
Santee (Califórnia – EUA), entre outros. No Condado de Orange (sul da Califórnia)
foram investidos em 2008, 500 milhões de dólares numa dessas instalações (265.000
m3/dia).
1
No caso do uso indireto, após o tratamento, em geral, convencional, o efluente tratado
vai para o corpo receptor, onde a jusante do lançamento há uma captação de água
para fins potáveis. Isto é o que ocorre na maioria das bacias hidrográficas brasileiras,
sendo as mais carregadas a bacia do rio Paraíba do Sul, a bacia do rio Atibaia,
Capivari, Piracicaba entre outras.
Já no reuso não potável, as aplicações mais comuns são:




Agrícola: silvicultura, pastagens, irrigação, plantas não comestíveis e
paisagismo;
Industrial: descarga de vasos sanitários, limpeza de pátios, reserva de incêndio
e circuitos térmicos (com tratamento específico adicional);
Recreacional: manutenção de lagos, represas, campos de futebol e de golf;
Doméstico: descarga de vasos sanitários, limpeza de calçadas, jardins.
2
2.
Características das Águas de Reuso
2.1.
Água de Chuva
A água de chuva talvez seja a água de reuso mais fácil de obter e com as melhores
características físico-químicas. A ABNT através da NBR 15527/2007 dá os requisitos
para o aproveitamento de águas captadas pelas coberturas em áreas urbanas para
fins não potáveis.
3
2.2.
Águas Servidas
O esgoto tratado tem seu reuso classificado em quatro categorias de acordo com a
ABNT através da Norma NBR 13969/2008.
2.2.1. Águas Cinzas
As águas cinzas (águas residenciais provenientes de chuveiros, lavatórios e máquinas
de lavar roupas), de acordo com publicações imobiliárias, podem ser usadas
diretamente nas descargas de vasos sanitários. No entanto, no nosso entender isto
poderá ocasionar problemas a curto prazo devido à formação de filme biológico que ao
se desprender das paredes das tubulações causará entupimentos ou trava no sistema
de vedação, especialmente em bacias com caixa acoplada, resultando num consumo
contínuo, que acaba gastando mais água do que a disponível. O grande perigo nos
sistemas de reuso de águas cinzas está na interligação com os ramais de água
potável. Muitas vezes, pela ausência de uma delas, pode haver refluxo e a
consequência é a contaminação da água potável.
Muitos empreendimentos usam corantes para mascarar a cor da água cinza. Isto
acarretará numa dificuldade a mais para o seu tratamento, pois a maioria dos corantes
é de difícil degradação, mesmo os orgânicos, devido às longas cadeias.
Na tabela abaixo citamos alguns valores encontrados em bibliografias.
SEER. UFRGS.BR / AMBIENTE CONSTRUÍDO / 3676/2042 – (2008)
PARÂMETROS
Christova-Boal et. al.
Santos et. al.
Cor - Hz
60-100
52,30
Turbidez - NTU
60-240
37,35
pH - UpH
6,4-8,1
7,2
P Total – mg/L
0,11-1,8
6,24
NKjT – mg/L
DBO – mg/L
76-200
96,54
DQO – mg/L
C. Total – NMP/100 mL
500-2,4x107
11x106
C. Fecais – NMP/100 mL
170-3,3x10³
1x106
Fiori S. et. al.
337,3
7,04
0,84
273
522,3
1,6x105
1,3x105
4
5
6
2.2.2. Esgoto Tratado
O esgoto tratado tem seu reuso classificado em quatro categorias de acordo com a
ABNT através da Norma NBR 13969/2008.
O nível de tratamento dar-se-á de acordo com as necessidades legais em caso de
lançamento em curso d’água ou para o fim que água será reusada.
 Tratamento Secundário
O processo adotado foi aeração prolongada com lodos ativados. A ETE é composta
por: gradeamento, aeração, decantação, desinfecção, recirculação de lodo, digestão
aeróbia e desidratação de lodo em leitos de secagem.
7
PARÂMETROS
Cor – Hz
Turbidez – NTU
pH –UpH
P Total – mg/L
NKjT – mg/L
DBO – mg/L
DQO – mgL
C. Total – NMP/100 mL
C. Fecais – MP/100 mL
A
10
10
8,0
0,19
1,67
5
26
1.100
460
B
5
5
7,2
3
< 17
ND
ND
C
10
15
6,4
0,21
5,83
4’
30
< 5.000
< 1.000
 Tratamento Terciário
Para o tratamento terciário atualmente dois processos são utilizados: o tratamento
físico-químico e o tratamento por membranas.
O tratamento por membranas vem se tornando uma alternativa cada vez mais viável
devido ao fim da patente nos anos 90. Muitas empresas se interessaram por sua
produção e em apenas uma década dos preços caíram para 30% do valor original
(1990/2000) (Membranas Filtrantes – Rene P. Schneider, 2000/2010) (Milton T.
Tsutiya – ABES 2001). Na década seguinte os valores caíram ainda mais permitindo
seu uso não só para a dessalinização de água do mar, mas para o reuso em vários
fins. Os tipos de membranas usadas variam desde a microfiltração, ultrafiltração,
manofiltração e osmose inversa (nome correto da osmose reversa). Já existem casos
de uso de membranas com esgoto bruto (precedido de tratamento por pré-filtração).
Aqui cabe um comentário sobre o que fazer com os rejeitos. Em alguns casos o
concentrado não atende aos parâmetros de lançamento e acaba criando um tremendo
inconveniente par o usuário. Por outro lado quanto pior a qualidade da água bruta
maiores serão os cuidados com as membranas, caso contrário a baixa durabilidade
inviabiliza a operação. A área ocupada é mínima comparada com o tratamento físicoquímico.
8
9
O tratamento físico-químico é muito simples: sistema de flocodecantação convencional
seguido de filtração e desinfecção. O lodo retorna para a ETE para aproveitamento
dos nutrientes (nitratos e fosfatos). O grande inconveniente é a área ocupada (é uma
ETA, na saída da ETE), com operador e sistema de preparo e dosagem de produtos
químicos.
10
11
Abaixo, alguns parâmetros do tratamento terciário por processo físico-químico:
12
3.
Conclusões e Comentários
Pela nossa experiência com projeto, manutenção e operação de ETAs/ETEs ao longo
de 30 anos, o sistema físico-químico é economicamente mais viável nas pequenas
instalações (até 100 m3/h) quando as exigências técnicas não requerem uma água de
reuso de alta qualidade (por exemplo, circuitos de troca térmica). Nos demais casos
vale a pena o uso de membranas.
13
RESÍDUOS SÓLIDOS DOMÉSTICOS
Os resíduos sólidos domésticos, nome pomposo para o popular lixo, podem ser vistos em
todos os cantos do planeta, das populações mais selvagens às mais ilustradas. Todas
produzem lixo.
Um dos grandes desafios da humanidade tem sido o que fazer com essa enorme quantidade
de materiais. O destino correto tecnicamente nem sempre é viável economicamente. Por outro
lado o desenvolvimento cultural e tecnológico da população varia de país para país, de estado
para estado, de cidade para cidade, de bairro para bairro, de casa para casa e até numa casa
as pessoas olham o lixo de maneira diferente. A preocupação com seu destino é a mais
variada possível, de acordo com a educação de cada um, seu conhecimento tecnológico, sua
disponibilidade de tempo, de distâncias e até do dia.
Estima-se que em média se gere 1 Kg de resíduos/habitante/dia, ou seja, no planeta com 7
bilhões de pessoas, podemos gerar 7 milhões de toneladas de lixo por dia.
O lixo é jogado a céu aberto, em terrenos baldios, ruas, estradas ou disposto em aterros que
vão desde uma área restrita (lixão), passando por áreas com alguns cuidados (aterro
controlado), aos aterros impermeabilizados (aterro sanitário). Em todos eles há o
desagradável odor e formação de líquidos que podem contaminar as águas subterrâneas se
o controle não for adequado. Mesmo aterros com queima eficiente dos gases exalam gases
para a atmosfera, até que seja enterrado o lixo e a vala lacrada.
Lixão
Aterro controlado
Aterro sanitário
Nas cidades de porte médio para grande são comuns as usinas de transbordo que também
apresentam dificuldades no controle de odores.
A tecnologia mais barata para um destino adequado desses resíduos, o aterro sanitário,
começa a ficar limitada devido à necessidade de grandes áreas, transporte, manuseio,
geração de chorume, etc. Como alternativa pode-se pensar no uso da incineração; no entanto,
temos que lembrar que mesmo calcinado (> 1200ºC) sempre haverá cinzas que terão que ser
dispostas em algum lugar ou incorporadas a algum produto.
Aterro Bandeirantes - SP
2
Gostaria de lembrar aos nossos colegas e àqueles que não são químicos que, de acordo com
a ACS (American Chemical Society) os produtos químicos tem um CAS Register (CAS =
Chemical Abstracts Service), também conhecido como CAS Number.
Esse registro de produtos químicos tem mais de 100 anos e em maio de 2015 já ultrapassa
98 milhões de substâncias com um acréscimo diário de 17.000 novos produtos, incluindo:













Compostos orgânicos
Compostos inorgânicos
Metais
Ligas
Minerais
Compostos (coordenados)
Organometálicos
Elementos
Isótopos
Partículas nucleares
Proteínas e ácidos nucléicos
Polímeros
Materiais não estruturáveis (UVCBs)
Grande parte desses produtos não foi analisada quanto à sua influência na saúde humana.
Pouquíssimo se sabe qual é a influência da queima desses produtos na saúde, seja ela
humana, animal ou vegetal.
Apenas para dar uma referência, o Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA) iniciou
seus trabalhos com a Resolução Nº 1 em 1 de março de 1990, preocupado com o nível de
ruído. Posteriormente, nas Resoluções 3 e 8/1990 dispõe sobre os padrões de emissões de
poluentes no ar, que se resume no controle de material particulado, NOX, SOX e ozônio. Com
isto, muitos incineradores prediais residenciais e comerciais foram proibidos em São Paulo.
Os chamados “churrasqueiras” ou “forno de pizza” tiveram seu uso proibido pela CETESB e
a qualidade do ar melhorou. No entanto os incineradores hospitalares continuaram queimando
resíduos até que surgiu a preocupação com o lançamento de dioxinas e furanos, compostos
oriundos da queima de produtos clorados de alto teor cancerígeno.
No século 21 estes incineradores municipais foram fechados, ficando a cargo da iniciativa
privada a incineração de resíduos perigosos em incineradores dotados de tecnologia
avançada que captaria a maioria das partículas produzidas e lavador de gases.
Com alta eficiência, os incineradores industriais que operam atualmente tem como lado
negativo o alto custo do tratamento. Por este motivo são usados principalmente para resíduos
industriais, na maioria proveniente da indústria química-farmacêutica e afirmar que são 100%
seguros é quimicamente impossível, visto a falta de dados de que dispomos.
Mesmo com relação à água que bebemos, não temos absoluta segurança se é boa ou não
para a nossa saúde, tendo em vista que analisamos apenas 89 entre 98 milhões de compostos
químicos.
3
No ar, (lembrando as aulas de química, cada molécula grama-mol ocupa 22,4 L) o grande
volume é de difícil e cara caracterização. Assim sendo, vale mais evitar do que remediar e isto
se aplica em todas as áreas do saneamento.
Para quê gerar um subproduto, se depois terei que fazer mais um tratamento?
Tudo aquilo que puder ser reciclado não precisará ser disposto nem tratado. Numa central
moderna de tratamento é possível reduzir em 75% o volume de lixo a ser tratado, o que
equivale a 50% em peso.
A parte orgânica não-reciclável é embolsada em sacos plásticos de forma a obter metano num
sistema controlado que pode ser queimado em pequenos volumes ou usado como
combustível, alternativo para geração de energia elétrica, quando o volume é técnica e
economicamente viável.
Uma das grandes vantagens desta usina é o completo processo de inertização em 3 anos,
gerando composto orgânico agrícola. Isto, além de usar pequenas áreas, reduz
significativamente a geração de odores, pois à medida que o lixo é coletado é reciclado e
disposto em bags onde se degrada. Nos sistemas atuais só no trânsito é lançada na atmosfera
grande quantidade de gases em função da distância entre a coleta e a disposição, somando
a isto o que é gerado enquanto às células estão abertas, até que se completem e sejam
aterradas.
A limpeza diária da área não só assegura um ambiente adequado para o trabalho dos
recicladores como evita a presença de vetores, normalmente atraídos tanto pelos odores
como pelos resíduos. Talvez mais importante ainda é a ausência de aves, tão comuns nos
aterros sanitários e extremamente perigosas nas proximidades de helipontos ou
aeroportos.
Com as usinas também se elimina o risco de desabamentos, escorregamento de encostas,
explosões e implosões.
Aterro sanitário
Desabamento da encosta
4
Podemos pensar no reaproveitamento do gás metano para a geração de energia, já que a
decomposição do lixo se dá por processo anaeróbio. Num aterro sanitário temos uma grande
geração quando o mesmo está em operação, decaindo significativamente quando do seu
encerramento, formando enormes áreas inúteis para qualquer uso exceto reflorestamento
cujo reaproveitamento vegetal é duvidoso devido ao manuseio da madeira, com máquinas
sobre um solo instável. Já numa usina temos uma geração de energia praticamente constante,
o que viabiliza seu reaproveitamento. O resíduo ensacado produz 20% de gás no 1º ano, 60%
no 2º ano e 20% no 3º ano e a partir daí já está inerte e pode ser usado como adubo orgânico
na agricultura, abrindo espaço para nova leva de bags.
Esteira
Embolsamento
Coleta de gás
5
A geração de chorume, cujo tratamento é dificílimo, é eliminada. Os líquidos provenientes da
limpeza das máquinas e dos esgotos sanitários dos funcionários são tratados numa simples
ETE biológica, operando por lodos ativados com oxidação total.
Tratamento dos efluentes
O tratamento dos efluentes líquidos gerados apresentam os seguintes valores:
DBO
DQO
13/4/2011
6/7/2011
8/11/2011
27/9/2012
B
T
E% B
T
E% B
T
E % B*
T
E%
421 11 97,4 3.553 40 98,9 334 14 95,8 23095
7 99,9
1.370 27 98 6.140 107 98,3 664 42 93,7 32831 <17 99,9
LD
Legislação Legislação
SP
CONAMA
1 mg/L
60 mg/L 120 mg/L
17 mg/L
0,003
PT
1,8 0,34 81,1
13 2,9 77,6 8,5 0,04 99,5
67 0,6 99,1
mg/L
NKj T
20,2 1,6 92,1 39,1 4,66 88,1 43,5 0,75 98,3
433 1,14 99,7 0,05 mg/L
O.G.
4,2 ND 99,9
12 ND 99,9 <8 <4 <50
877 <4 99,9 2 mg/L
100 mg/L 80 mg/L
Surf.
0,08 ND 99,9 1,24 ND 99,9 0,08 0,06 25 0,45 <0,1 99,9 0,04 mg/L
pH
6,0 7,0 6,0 6,5 6,8 6,9 5,5 5,0 0,01 UpH 5-9 UpH 5-9 UpH
R.S.
56 ND 99,9
30 ND 99,9 1,8 <0,1 99
8,5 0,1 98,8 0,1 mL/L
1 mL/L
1 mL/L
Legenda:
B= Bruto B*= Efluente da Prensa
E= Eficiência
LD= Limite Detecção
Legislação SP: Portaria 8468/76
Legislação CONAMA: Res. 357/2005 e 430/2011
A água tratada é usada na irrigação da própria área, não sendo lançada em nenhum corpo
receptor.
6
A título de comparação, seguem abaixo as análises de um aterro encerrado e um em
operação.
Análises Biológicas de Chorume do Aterro Sanitário de Cuiabá
pH
Sólidos Totais
Sólidos Totais Voláteis
Unidade
mg/L
mg/L
Aterro em
Operação
5,51
101483
34663
Aterro
Encerrado
7,64
64440
15427
OD
mgO2/L
zero
0,3
DQO
mgO2/L
120400
24000
DBO
mgO2/L
66800
9870
Nitrogênio Amoniacal
mg N-NH3/L
78
57
Nitrito
mg N-NH3/L
zero
zero
Nitrato
Nitrogênio Total
mg N-NH3/L
mg N/L
121
2240
52
1189
Fósforo Total
mg P-PO4/L
202
74
10
Coliformes Totais
N.M.P./100mL
1,1x10
4,6x109
Coliformes Termotolerantes
N.M.P./100mL
1,1x1010
4,6x109
Se compararmos os valores de alguns aterros que dispomos de dados, como o de Cuiabá,
podemos concluir que uma célula aberta sob a influencia da chuva, como o ambiente é ácido,
esse líquido irá solubilizar uma séries de compostos químicos, entre eles metais pesados
presentes em todas as tintas, embalagens, recipientes e etc.
Numa avaliação de nível de ruído, a usina situou-se na faixa de 67,1 a 88 dB. No entanto, o
ruído de fundo na mesma região, com a planta desligada, variou de 65 a 88,6 dB. Assim
sendo, concluímos que a usina não tem influência nas áreas adjacentes.
Pensando no lado social do tratamento de resíduos sólidos, os “catadores de lixo”, pessoas
com poucos recursos e instrução, foram organizados em cooperativas, tornando a reciclagem
em fonte de renda contínua, com melhora significativa do padrão de vida dos envolvidos.
7
Em resumo, a usina representa uma alternativa técnica e economicamente viável com baixo
impacto ambiental: ocupa áreas reduzidas o que permite sua instalação próxima à geração,
reduzindo transporte e eliminando na maioria dos casos o transbordo; não inutiliza a área
ocupada, pois não há a contaminação do solo; não compromete recursos hídricos, pois além
de não gerar chorume, reutiliza o esgoto tratado na própria usina, sem lançamento; evita o
superaquecimento atmosférico de um incinerador; e finalmente, dá oportunidade de renda
para pessoas de pouca qualificação.
Referências:
http://www.cas.org/expertise/cascontent/registry/regsys.html
http://portal.acs.org/portal/acs/corg/content
http://www.mma.gov.br/conama/
http://www.youtube.com/watch?v=Vrlv41UeMZ8
8

Processos Químicos Ambienta - 14º Encontro de Profissionais da

Transcrição

Documentos relacionados

Labnet Ciencor 0840424 1139

\\UtAth UPPMANN ALIENWARE PC

Andamento do projeto CAAE 0088.0.015.00010

pinheiro brasileiro

Horário Escolar - 2014 - Colégio Estadual do Paraná

ENDEREÇO DAS SUBSEDES DO SINDIPETRO BAHIA Alagoinhas

Ficha Técnica - Ácido Fórmico

TERMO DE ADESÃO AES

Resultado da 1ª Etapa - dfcooperativo.coop.br

Aplicações Metrológicas do Ultra-Som Empregado em Engenharia