TRATAMENTO DE ESGOTO



O PROCESSO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS – UMA BREVE INTRODUÇÃO

O processo de tratamento de esgotos tem por finalidade separar a fase líquida da fase sólida, tratando-se separadamente e de forma adequada cada uma destas fases, objetivando reduzir ao máximo a carga poluidora. Ao final do processo, tanto a fase líquida quanto a sólida devem estar aptas, segundo legislação ambiental específica em vigor, a saber, Resolução nº 355, de 19 de julho de 2017, do Conselho Estadual do Meio Ambiente (CONSEMA), Secretaria do Meio Ambiente, Estado do Rio Grande do Sul – a serem descartadas nos corpos hídricos receptores (fase líquida), aterro sanitário ou outra aplicação específica (fase sólida), sem prejuízo ao meio ambiente.

Adicionalmente à legislação ambiental federal Resolução CONAMA nº 430, de 13 de maio de 2011, do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) o Estado do Rio Grande do Sul possui legislação específica (Resolução CONSEMA nº 355, de 19/07/2017). 

 

Para mais informações seguem os endereços eletrônicos para pesquisa:

Resoluções CONAMA:

- http://www.mma.gov.br/port/conama/

Resoluções CONSEMA:

- http://www.sema.rs.gov.br/legislacao-ambiental

- http://www.fepam.rs.gov.br/

 

O PROCESSO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS DENOMINADO LODOS ATIVADOS

A função das ETE’s consiste em reproduzir, através de processos físicos, químicos e/ou biológicos, em curto período de tempo, condições necessárias e suficientes, normalmente encontradas na natureza (em corpos hídricos receptores tais como rios, lagos e banhados), para promover a decomposição da matéria orgânica presente nos esgotos. Por exemplo, em ETE’s que utilizam a tecnologia denominada lodos ativados, a decomposição acelerada da matéria orgânica presente no esgoto é realizada por um conjunto de bactérias aeróbias. A adequada operação da ETE consiste em promover e assegurar as condições propícias para a existência dessas bactérias.

O sistema de tratamento denominado lodos ativados é um sistema de tratamento de efluentes líquidos que apresenta elevada eficiência de remoção de matéria orgânica presente em efluentes sanitários e industriais. O processo de tratamento é exclusivamente de natureza biológica, onde a matéria orgânica é depurada, por meio de colônias de microrganismos heterogêneos específicos, na presença de oxigênio (processo exclusivamente aeróbio). Essas colônias de microrganismos formam uma massa denominada de lodo (lodo ativo, ativado ou biológico).

O sistema de tratamento de esgotos denominado lodos ativados é mundialmente utilizado tanto para o tratamento de efluentes sanitários (fezes, urina e águas de lavagem em geral) quanto de origem industrial. É um sistema que necessita de um alto grau de mecanização quando comparado a outros sistemas de tratamento, implicando em uma operação mais sofisticada e, consequentemente, exige maior consumo de energia elétrica.

Algumas características do sistema de tratamento por lodos ativados são:

1. Necessidade de pequena área física disponível para sua implantação (a tecnologia exige requisitos mínimos de área).

2. Elevado grau de eficiência de remoção de matéria orgânica e nitrogenada.

3. Flexibilidade de operação.

4. Necessidade de análises físico-químicas e microbiológicas frequentes para monitoramento e controle do processo.

5. Exige operadores qualificados para a operação.

6. Os custos operacionais estão associados ao consumo de energia elétrica (alto grau de mecanização e automação), consumo de produtos químicos (alcalinizantes, por exemplo) e capacitações periódicas dos responsáveis pela operação.

Basicamente, os componentes de um sistema de tratamento de lodos ativados são: tanque de aeração ou reator biológico, sistema de aeração, tanque de decantação e sistema para recirculação de lodo, conforme se apresenta a seguir.

 

A Figura 1 apresenta os componentes básicos de um sistema de tratamento de esgotos constituído de lodos ativados.

 

Figura 1. Representação esquemática simplificada de um sistema de tratamento de esgotos do tipo lodos ativados, destacando seus componentes principais: tanque de aeração ou reator biológico, sistema de aeração, tanque de decantação e sistema para recirculação de lodo.

 

1. Tanque de aeração ou reator biológico: tanque onde ocorrem as reações e os processos de (bio)degradação ou depuração da matéria orgânica presente no esgoto.

2. Sistema de aeração: sistema responsável pelo fornecimento de oxigênio necessário para que ocorram as reações e os processos de (bio)degradação ou depuração da matéria orgânica presente no esgoto.

3. Tanque de decantação: tanque onde ocorre a separação da fase líquida sobrenadante da (bio)massa formada e que se deposita ao fundo do tanque formando o lodo.

4. Sistema para recirculação de lodo: sistema responsável pela recirculação do lodo formado para o interior do tanque de aeração ou reator biológico com o objetivo de aumentar a concentração da (bio)massa, ou seja, aumentar a concentração dos microrganismos responsáveis pela (bio)degradação ou depuração da matéria orgânica.

 

Conforme mencionado anteriormente, como o processo de degradação da matéria orgânica no sistema de tratamento do tipo lodos ativados ocorre na presença de oxigênio (há consumo de oxigênio) – processo de natureza aeróbia – torna-se importante apresentar, de modo simplificado, a reação química responsável pela respiração aeróbia, a qual está expressa através da reação (1).

 

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ENERGIA (1)

 

A energia liberada na reação química (1) é responsável pela formação de (bio)massa, ou seja, novas células de microrganismos durante o processo de lodos ativados.

 

O PROCESSO DE TRATAMENTO DE ESGOTO DENOMINADO LODOS ATIVADOS REGIME INTERMITENTE OU BATELADA

 

Os sistemas de tratamento de esgotos denominados lodos ativados convencional e aeração prolongada, são exemplos de sistemas de tratamento que apresentam fluxo contínuo. Em outras palavras, à medida que o esgoto bruto alimenta o sistema, o tratamento está sendo realizado. Há sempre fluxo (movimento) no sistema – esgoto bruto alimentando e esgoto tratado deixando o sistema.

No processo de tratamento de esgoto denominado lodos ativados regime intermitente ou batelada, há uma diferença, onde se tem apenas um único tanque que serve tanto de reator biológico (quando aeração acionada) quanto de tanque de decantação (quando aeração desligada). Desta forma, as etapas de aeração e decantação, necessárias para o tratamento do esgoto, tornam-se apenas sequências no tempo e não são mais unidades físicas distintas construídas em separado. Assim sendo, a incorporação de todas as unidades, operações e processos normalmente associados ao tratamento convencional de lodos ativados, sejam elas decantação primária, oxidação biológica e decantação secundária, em um único tanque, é o princípio do processo de lodos ativados conhecido como regime intermitente ou batelada.

A Figura 2 apresenta esquematicamente um sistema de tratamento de esgotos constituído de lodos ativados regime intermitente.

Figura 2. Representação esquemática simplificada de um sistema de tratamento de esgotos lodos ativados do tipo regime intermitente.

 

O sistema de tratamento de esgotos do tipo lodos ativados intermitente pode ser utilizado tanto na modalidade convencional como também na aeração prolongada, sendo que nesta última, o tanque único passa a agregar adicionalmente a unidade de digestão do lodo.

Conforme mencionando anteriormente, este processo consiste em um reator de mistura completa onde acontecem todas as etapas do tratamento. Isso é alcançado porque no fluxo intermitente, o sistema de lodos ativados possui ciclos bem definidos de operação, sendo eles:

1. Enchimento (entrada de esgoto bruto ou decantado para o interior do reator).

2. Reação (aeração/mistura da massa líquida contida no reator).

3. Sedimentação (sedimentação e separação dos sólidos em suspensão da fase líquida sobrenadante do esgoto tratado).

4. Esvaziamento (retirada do esgoto tratado do interior do reator).

5. Repouso (ajuste de ciclos e remoção do lodo excedente).

 

A massa biológica permanece no reator durante todos esses ciclos, eliminando assim a existência de tanques decantadores como unidades físicas separadas. A duração usual de cada ciclo pode sofrer alterações em função das variações da vazão afluente, das características do esgoto, das necessidades do tratamento e da biomassa no sistema.

No ciclo denominado repouso é onde geralmente ocorre o descarte do lodo excedente, mas como o descarte é opcional, tendo em vista que sua função é permitir o ajuste entre os ciclos de operação de cada reator, ele pode se dar também em outras fases do processo. Existem algumas modificações nos sistemas intermitentes, relacionadas à forma de operação e à sequência e duração dos ciclos associados a cada fase do processo. Com estas variações permitem-se a simplificação adicional no processo ou a remoção biológica de nutrientes.

 

O PROCESSO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS DA ETE MUNDO NOVO - COMUSA

 

A ETE da COMUSA é responsável por receber e tratar o esgoto bruto de aproximadamente cinco mil habitantes, moradores do condomínio Mundo Novo, localizado no Bairro Canudos, município de Novo Hamburgo, Rio Grande do Sul.

O sistema de tratamento adotado pela COMUSA é do tipo lodos ativados – regime intermitente, o qual foi apresentado e discutido anteriormente (em linhas gerais) encontrando-se ilustrado através da Figura 2.

A vazão volumétrica média de esgoto bruto proveniente do condomínio e que sofre tratamento é aproximadamente da ordem de 6 litros por segundo ou 520 metros cúbicos por dia.

Através da rede coletora pública, o esgoto descartado por este condomínio é conduzido à estação, onde será tratado com a finalidade principal de remover significativamente carga orgânica, expressa em termos de demanda bioquímica de oxigêncio (DBO) e demanda química de oxigênio (DQO); e carga bacteriológica, expressa em termos de coliformes totais (CT) e coliformes fecais (CF) – Escherichia coli. A remoção de carga orgânica e bacteriológica é típica em efluentes de origem doméstica/sanitária em função das características destes efluentes que são basicamente constituídos de urina, fezes e águas de lavagens em geral.

De um modo simplificado, o efluente sanitário bruto proveniente do condomínio é recebido por uma elevatória, constituída de um gradeamento grosseiro (para retenção de sólidos grosseiros), caixa de remoção de areia e duas bombas centrífugas (uma principal e outra na condição de reserva). Quando a elevatória atinge determinado nível, automaticamente uma das bombas é acionada bombeando o efluente sanitário bruto para uma canaleta. Torna-se importante mencionar que tanto o gradeamento quanto a caixa de remoção de areia são importantes, pois impedem que sólidos grosseiros e areia sejam transportados para as etapas subsequentes do tratamento prevenindo danos aos equipamentos mecânicos presentes nestas etapas.

O efluente sanitário bruto bombeado para a canaleta passa através de uma calha Parshall (medição de vazão) e por um gradeamento fino (retenção de sólidos mais finos que não foram retidos pelo gradeamento grosseiro). Após passagem pelo gradeamento fino, este efluente sanitário bruto alimenta o tanque que está aerando (tanque de aeração ou reator biológico). Conforme discutido nas secções anteriores, é nesse tanque que ocorrem as reações bioquímicas para a depuração da matéria orgânica e da matéria nitrogenada.

Com relação às análises de natureza físico-química e microbiológica, a ETE apresenta um laboratório local, onde são realizadas as análises de rotina operacional. Os resultados destas análises de rotina são utilizados para tomadas de decisão quanto à operação da estação e para o monitoramento e controle da eficiência do processo de tratamento. As análises de rotina compreendem os parâmetros físico-químicos: vazão, temperatura, pH, sólido sedimentáveis e oxigênio dissolvido (OD). Outros parâmetros, tais como: DBO, DQO, CT, CF, entre outros, são analisados no Laboratório de Controle de Qualidade da COMUSA.

As coletas das amostras para a realização das análises são feitas pelos técnicos da estação, os quais coletam amostras do efluente sanitário bruto, aerado (proveniente dos tanques na condição de tanque de aeração) e tratado (proveniente dos tanques na condição de tanque de decantação).

Desta forma, a ETE da COMUSA transforma o efluente sanitário bruto (desprovido de qualquer tipo de tratamento) que chega a sua estação, em efluente sanitário tratado, ou seja, com características adequadas (conforme legislação ambiental vigente) para ser corretamente descartado e/ou disposto no corpo hídrico receptor (no caso o Arroio Wiesenthal). 

Informações atualizadas em agosto/2017.



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