ESGOTAMENTO SANITRIO Walter Jos Minto email walterjmusp br
ESGOTAMENTO SANITÁRIO Walter José Minto e-mail: walterjm@usp. br
Considerações Gerais ü DEJETOS: veículos de agentes patogênicos de várias doenças. Indispensável afastar as possibilidades de seu contato com: • homem; • águas de abastecimento; • vetores; • alimentos. v PANORAMA: carência de medidas práticas de saneamento e de educação sanitária; • dejetos diretamente sobre o solo e corpos d’água; • situações favoráveis a transmissão de doenças. üSOLUÇÃO! • sistema público de esgotos, com adequado destino final. ü ENTRAVES! • meio rural; • razões econômicas, suburbanas. em muitas comunidades urbanas e
Importância Sanitária CONTROLE E PREVENÇÃO DE DOENÇAS Objetivos: • evitar a poluição do solo e dos mananciais de abastecimento de água; • evitar o contato de vetores com as fezes; • propiciar a promoção de novos hábitos higiênicos na população; • promover o conforto e atender ao senso estético.
Importância Econômica HOMEM: INATIVIDADE OU REDUÇÃO DA SUAS POTENCIALIDADES. Aspectos: • aumento da vida média do homem, pela redução da mortalidade em consequência da redução dos casos de doenças; • diminuição das despesas com o tratamento de doenças evitáveis; • redução do custo do tratamento da água de abastecimento, pela prevenção da poluição dos mananciais; • controle da poluição das praias e dos locais de recreação com o objetivo de promover o turismo; • preservação da fauna aquática, especialmente os criadouros de peixes.
Esgoto Doméstico Conceito ü provem principalmente de residências, estabelecimentos comerciais, instituições ou quaisquer edificações que dispõem de instalações de banheiros, lavanderias e cozinhas. ü Compõem-se essencialmente da água de banho, excretas, papel higiênico, restos de comida, sabão, detergentes e águas de lavagem.
Características dos Excretas Fezes: • restos alimentares ou dos próprios alimentos não transformados pela digestão (albuminas, gorduras, carboidrtaos, proteínas, sais) e uma infinidade de microrganismos; • 20% de matéria orgânica; Urina: • ureia, resultante do metabolismo de compostos nitrogenados (proteínas). • 2, 5% de matéria orgânica; • grande porcentagem de água.
Características dos Esgotos Físicas: • matéria sólida: 99, 9% de água e apenas 0, 1% de sólidos (necessidade de se tratar os esgotos!); • temperatura: pouco superior à das águas de abastecimento (velocidade de decomposição é proporcional ao aumento da temperatura); • odor: gases formados no processo de decomposição: - odor de mofo (esgoto fresco); - odor de ovo podre (esgoto velho ou séptico); • cor e turbidez: indicam de imediato o estado de decomposição do esgoto: - acinzentado acompanhado de alguma turbidez (esgoto fresco); - preto (esgoto velho);
• variação de vazão: vazão do efluente em função dos hábitos humanos. CALCULADA EM FUNÇÃO DO CONSUMO MÉDIO DIÁRIO DE ÁGUA DE UM INDIVÍDUO. Estimativa: a cada 100 litros de água consumida, são lançados aproximadamente 80 litros de esgoto na rede coletora, ou seja 80%.
Químicas: • matéria orgânica: cerca de 70% dos sólidos: - proteínas (40% a 60%), - carboidratos (25% a 50%), - gorduras e óleos (10%), - ureia, sulfatos, fenóis, etc. ü O gás sulfídrico presente nos esgotos é proveniente do enxofre fornecido pelas proteínas; ü Os carboidratos são decompostos pelas bactérias, com a produção de ácidos orgânicos (por esta razão os esgotos velhos apresentam maior acidez); ü Gordura: provem geralmente do uso de manteiga, óleos vegetais, carne; üSulfatos: espuma no corpo receptor ou na estação de tratamento de esgoto; • matéria inorgânica: areia e soluções minerais.
Biológicas: • microrganismos de águas residuais: bactérias, fungos, protozoários, vírus e algas. ü as bactérias são as mais importantes, pois realizam decomposição e estabilização da matéria orgânica, tanto na natureza como nas estações de tratamento. • indicadores de poluição: para indicar a poluição de origem humana usa-se adotar os organismos do grupo coliforme. ü as bactérias coliformes são típicas do intestino do homem e de outros mamíferos e, por estarem presentes nas fezes humanas (100 a 400 bilhões de coliformes/hab. dia) são adotadas como referência para indicar e medir a grandeza da poluição.
Produção de Esgoto em Função da Oferta de Água ü Pouca oferta de água: Nessas condições a água utilizada para consumo, geralmente é obtida em torneiras públicas ou fontes distantes, acarretando um grande esforço físico para o transporte até os domicílios. O esgoto produzido nessa condição é praticamente formado por excretas que normalmente podem ser lançados em fossas secas ou de fermentação. ü Muita oferta de água: A presença de água em abundância aumenta a produção de esgoto. Nessa condição, os esgotos produzidos necessitam de uma destinação mais adequada onde deve ser levado em conta: a vazão, tipo de solo, nível do lençol, tipo de tratamento (primário, secundário ou terciário), etc.
Planejamento e Gestão do Esgotamento Sanitário Para que o planejamento e gerenciamento dos sistemas de águas residuais seja eficiente, é necessário conhecer: ü suas características quantitativas e qualitativas, associadas a variáveis ambientais, sociais, econômicas e legais relativas à bacia hidrográfica.
A forma com que as águas residuais podem ser aproveitadas e também os procedimentos, conceitos e exemplos de seus diferentes aproveitamentos, permitem uma nova perspectiva sobre o uso da água, dando subsídios inclusive, para que possamos analisar as normas de controle de contaminação e poluição, propor novas ideias e questioná-las em situações específicas. A melhoria da qualidade de vida humana desde o início do século XX foi possível pela melhoria das condições sanitárias, onde se destaca o tratamento tanto da água de abastecimento como das águas residuais (esgoto).
O Ciclo da Água e do Saneamento ü As águas rejeitadas após a utilização pelos consumidores vão de novo para o meio ambiente. É indispensável que elas sejam tratadas em conformidade com os requisitos do meio ambiente onde foram descartadas, de forma que o ambiente e a saúde da população sejam também preservadas.
O Ciclo da Água e do Saneamento ÁGUA CONTAMINADA A água circulante neste ciclo hospeda organismos, ou microorganismos potencialmente patogênicos ou contém substâncias tóxicas que a tornam perigosa para saúde humana e animal, é imprópria para o consumo humano ou uso doméstico. ÁGUA POLUÍDA A água poluída é aquela que contém substâncias de tal carácter, e em maiores quantidades permitidas, que a sua qualidade é alterada de modo a prejudicar a sua utilização ou a torná-la ofensiva aos sentidos da vista, paladar e olfato. ÁGUA POLUÍDA PONTUAL Quando esta água poluída ocorre a partir de um ponto específico, são de fácil identificação e monitoramento, neste caso a chamamos de pontual. ÁGUA POLUÍDA DIFUSA Mas quando possuem múltiplos pontos de origem e de escoamento e espalham-se por grandes áreas, são chamadas de difusas. Nestes casos sua identificação é mais difícil, assim como seu monitoramento e tratamento.
Formas de Poluição que Afetam as Reservas de Água ü poluição biológica: micro-organismos patogênicos em locais com risco de contato humano e animal e, especialmente na água potável. ü poluição térmica: despejo de água aquecida em rios e oceanos (diminuição de oxigênio dissolvido). ü substâncias tóxicas: presença não é de fácil identificação nem de remoção (efeitos cumulativos); os comuns são os fertilizantes agrícolas, os esgotos doméstico e industrial, os compostos orgânicos sintéticos, petróleo, metais pesados, entre outros.
O Controle da Poluição ü Necessidade urgente de despoluição do meio ambiente, isto é, ampliar o alcance do tratamento de efluentes gerados por esgotos domésticos, agricultura e indústrias, através de medidas como: Consciência da necessidade de diminuir o volume de detritos gerados. Proteger áreas de mananciais da ocupação humana. Implantar métodos mais eficientes de irrigação, minimizando o desperdício da água utilizada na agricultura.
Saneamento ü Parte onde estão incluídos o abastecimento de água e a disposição dos esgotos. Conjunto de medidas que tem como objetivo: Preservar as condições do meio ambiente. Evitar a proliferação de doenças. Melhorar as condições de saúde pública.
Etapas CAPTAÇÃO COLETA TRATAMENTO DO ESGOTO TRATAMENTO DE ÁGUA DISTRIBUIÇÃO ADUÇÃO RESERVAÇÃO REUSO (doméstico e/ou industrial) LANÇAMENTO DE EFLUENTES RECURSOS HÍDRICOS
O Lodo do Esgoto ü É um rejeito que apresenta risco à saúde porque reteve vários elementos que anteriormente poluíam a água como microrganismos patogênicos, metais pesados e são muito ricos em material orgânico. Por todas as substâncias encontradas no lodo do esgoto, sua disposição final, deve ser adequada. Uma das alternativas é a utilização na agricultura, pois como é rico em matéria orgânica, possui muitos nutrientes importantes.
O Lodo Do Esgoto e a Legislação Brasileira ü duas resoluções: CONAMA nº 302/2002; CONAMA nº 375/2006. • a utilização do lodo para fins agrícolas deverá especificações cumprir determinadas de redução de patógenos, apresentar limites máximos de concentração de metais pesados e estudos das características gerais do solo dos locais que poderão recebê-lo.
ü No Brasil a adoção desta prática de utilização do lodo de esgoto para fins agrícolas ainda é pouco utilizada, sendo sua disposição final geralmente o aterro sanitário. Este destino provoca um elevado custo que pode chegar a até 50% do custo operacional de uma ETE, além de que, a disposição destes resíduos com elevada carga orgânica no aterro, podem agravar ainda mais os problemas relacionados à deposição de lixo urbano. Considerando o aumento da população e o fato de que cada vez mais cidades têm implantado ETEs, o volume produzido de lodo do esgoto tende a aumentar e devemos procurar alternativas sustentáveis para seu destino.
O Lodo do Esgoto http: //www. youtube. com/watch? v=d 5 w. Iwe. Qnr. IY (7: 51 min)
Tratamento ü todos os processos de tratamento interferem no ciclo hidrológico e geram um ciclo artificial ou ciclo urbano da água; ü nem todas as cidades contam com ETEs, e mesmo os métodos convencionais usados promovem, apenas, uma recuperação parcial da qualidade da água original; ü o crescimento da população e dos processos industriais e tecnológicos e a urbanização têm produzido repercussões sem precedentes sobre o ambiente humano e sobre o planeta.
O Reuso da Água ü Desde a nascente os rios sofrem captação de água e devolução de efluentes, sucessivamente. ü Durante períodos com menores índices de chuvas, a manutenção da vazão mínima em rios pequenos, depende do retorno de descargas de esgotos a montante (rio acima), para que o rio continue existindo e desta forma o ciclo urbano continue integrado ao ciclo hidrológico natural.
Os Processos de Tratamento ü Consiste em separar a parte líquida da parte sólida do esgoto, e tratar cada uma delas separadamente, reduzindo ao máximo a carga poluidora, de forma que elas possam ser dispostas adequadamente, sem prejuízo ao meio ambiente. Imitando a natureza Em relação à matéria orgânica, a ETE reproduz a capacidade que os cursos d’água têm naturalmente de decompor a matéria orgânica, porém em menor espaço e tempo.
Os Processos de Tratamento AGENTES DE TRATAMENTO As bactérias aeróbias ou anaeróbias, quando encontram condições favoráveis, se reproduzem em grande quantidade, degradando a matéria orgânica presente nos esgotos, por isso são conhecidas como agentes de tratamento. CONDIÇÕES PARA O TRATAMENTO As condições para o tratamento do esgoto dependem de planejamento prévio, dimensionamento das instalações, assim como de alguns outros fatores que são citados abaixo como: • A carga orgânica presente. • A classificação das águas do rio que receberá o efluente tratado. • A capacidade de autodepuração do rio que receberá o efluente tratado. • A disponibilidade de área e energia elétrica. • O tratamento do esgoto sanitário ocorre em um processo de vários níveis responsáveis por separação ou eliminação de diferentes substâncias.
Níveis de Tratamento de Esgotos Sanitários ü Tratamento preliminar • São retirados os sólidos grosseiros, como sacos, garrafas plásticas, folhas e areia. Este procedimento eficiência dos permite que próximos a seja mantida. O processo se faz por separação física: gradeamento, peneiramento e sedimentação.
TRATAMENTO PRIMÁRIO • O esgoto ainda contém sólidos em suspensão, que são mais pesados que a parte líquida; • Eles sedimentam, vão para o fundo dos decantadores e formam o lodo primário bruto; • Esse lodo é retirado do decantador por raspadores mecanizados, tubulações ou bombas; • O processo é anaeróbico, pois ocorre através da fermentação. Sistema Fossa Séptica – filtro anaeróbio ü ambientalmente adequado; ü economicamente viável; ü normatizado – SNVS e ABNT; ü sólidos sedimentam – lodo; ü líquido para filtro anaeróbio. Sistema Filtro Biológico ü é o mais comum; ü suportes permeáveis para os microrganismos; ü precisa ser bem dimensionado (tempo de passagem X atividade microbiana).
TRATAMENTO SECUNDÁRIO • Remove a matéria orgânica e os sólidos em suspensão através de processos biológicos, utilizando reações bioquímicas, realizadas por microrganismos – bactérias aeróbias, aeróbias facultativas, protozoários e fungos. No processo aeróbio, os microrganismos presentes nos esgotos se alimentam da matéria orgânica ali presente, convertendo-a em gás carbônico, água e material celular. Esta decomposição biológica do material orgânico requer oxigênio e outras condições ambientais adequadas como temperatura, p. H, tempo de contato, etc.
Métodos de Tratamento Secundário 1. Lagoas de estabilização (ou lagoas de oxidação) e suas variantes: • São lagoas construídas de forma simples, onde os esgotos entram em uma extremidade e saem na oposta. A matéria orgânica, na forma de sólidos em suspensão, fica no fundo da lagoa, formando um lodo que vai aos poucos sendo estabilizado.
• O processo da lagoa de estabilização aeróbia se baseia nos princípios da respiração e da fotossíntese: as algas existentes no esgoto, na presença de luz, produzem oxigênio que é liberado através da fotossíntese. Esse oxigênio dissolvido (OD) é utilizado pelas bactérias aeróbias (respiração) para se alimentarem da matéria orgânica em suspensão e dissolvida presente no esgoto. O resultado é a produção de sais minerais – alimento das algas - e de gás carbônico (CO 2).
2. Lodos ativados e suas variantes: • É composto, essencialmente, por um tanque de aeração (reator biológico), um tanque de decantação (decantador secundário) e uma bomba de recirculação do lodo. O princípio é a recirculação do lodo do fundo de uma unidade de decantação para uma de aeração. Em decorrência da recirculação contínua de lodo do decantador e da adição contínua da matéria orgânica, ocorre o aumento da biomassa de bactérias, cujo excesso é descartado periodicamente.
3. Reator anaeróbio de manta de lodo (UASB - Upflow Anaerobic Sludge Blanket): • Foram nomeados de digestor anaeróbio de fluxo ascendente (DAFA), quando desenvolvidos na Holanda, para clarificação de águas residuais industriais concentradas. • Neste sistema, a biomassa cresce dispersa no meio e não aderida, como nos filtros biológicos. Ao crescer, forma pequenos grânulos, que por sua vez, tendem a servir de meio suporte para outras bactérias. O fluxo do líquido é ascendente e são formados gases (metano e carbônico) resultantes do processo de fermentação anaeróbia.
• A água residuária segue uma trajetória ascendente, passando primeiro pelo lodo e depois para a zona de sedimentação. Ao passar pelo lodo incorpora a ele seus sólidos orgânicos, que serão biodegradados e digeridos em um processo anaeróbico que resultará na produção de biogás, que tem trajetória ascendente com o líquido e depois é eliminado. Vantagens • Baixo custo de implantação e operação; • Baixa produção de lodo; • Baixo consumo de energia; • Sistema compacto; • Necessidade de pouco espaço para sua implantação e funcionamento. Desvantagens • Possibilidade de emanação de maus odores; • Baixa capacidade do sistema para tolerar cargas tóxicas; • Muito tempo para a partida do sistema.
4. Tratamento aeróbico com biofilme • Neste sistema, o esgoto é aplicado sobre um leito de material grosseiro, como pedras e ripas ou material plástico, e percola em direção a drenos no fundo; • Este fluxo do esgoto permite o crescimento de bactérias na superfície do leito, formando uma película de microrganismos aeróbicos. O ar circula nos espaços vazios entre as pedras ou ripas, fornecendo oxigênio para os microrganismos decomporem a matéria orgânica.
TRATAMENTO TERCIÁRIO • Remove poluentes específicos (micronutrientes e patógenos), além de outros poluentes não retidos no tratamento primário e secundário; • Este tratamento é utilizado quando se deseja obter um tratamento de qualidade superior para os esgotos. Neste tratamento remove-se compostos como nitrogênio e fósforo, além da remoção completa da matéria orgânica. Este processo utiliza procedimentos como radiação ultravioleta e outros produtos químicos.
Tratamento de Lodo • Todos os processos de tratamento de esgoto resultam em subprodutos: o material gradeado, areia, espuma, lodo primário e lodo secundário, que devem ser tratados para poder ser lançados adequadamente, sem que provoque prejuízos ao meio ambiente; • O tratamento do lodo é parte integrante do processo de lodo ativado, para isso ele deve passar por diferentes etapas; algumas das principais estão explicadas abaixo: Lodo Não Estabilizado: • Adensamento, para remoção da umidade; Lodo Estabilizado: • Estabilização, para remoção da matéria orgânica; • Nesta fase, o lodo já estabilizado pode ser disposto em aterros sanitários ou aplicado como fertilizante na agricultura, após tratamento adequado. • Condicionamento, para preparar para a desidratação; • Desidratação: perde mais umidade e há redução do volume; • Disposição final em aterros sanitários, aplicação no solo etc.
SANEAMENTO AMBIENTAL Ali ó! Acelera! Ótimo final de semana à todos! Waltão (E. T. 77) SANEAMENTO AMBIENTAL – AULA 7
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