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ÁGUAS RESIDUAIS URBANAS E INDUSTRIAIS COM CARACTERÍSTICAS EQUIVALENTES TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO i

ÁGUAS RESIDUAIS URBANAS E INDUSTRIAIS COM CARACTERÍSTICAS EQUIVALENTES

TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO

1. CARACTERÍSTICAS QUALITATIVAS.......................................................... 1

1.1 - Identificação ................................................................................................. 1

1.2 - Determinação ................................................................................................2

1.3 - Notas importantes no caso das águas residuais industriais (ARI) ..3

2. CARACTERÍSTICAS QUANTITATIVAS......................................................4

3. ETAPAS DE TRATAMENTO..............................................................................5

4. TIPOS DE TRATAMENTO.................................................................................6

4.1 - Operações e Processos Unitários ............................................................6

4.2 - Definição do Esquema de Tratamento ...................................................7

5. TRATAMENTO DE AFINAÇÃO (TERCIÁRIO)..........................................12

5.1 - Remoção de SST ........................................................................................12

5.2 - Remoção de Microorganismos.................................................................12

5.3 - Remoção de Azoto.....................................................................................12

5.4 - Remoção do Fósforo .................................................................................12

ÁGUAS RESIDUAIS URBANAS E INDUSTRIAIS COM CARACTERÍSTICAS EQUIVALENTES TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO 1

1. CARACTERÍSTICAS QUALITATIVAS

1.1 - Identificação

→ Óleos e gorduras

Areia

Matéria sólida grosseira (de grande dimensão)

→ Sólidos suspensos totais (SST)

→ Matéria orgânica dissolvida

Iniciadores indirectos

♦ Oxidabilidade (mg O2/L)

♦ Carência química de oxigénio (CQO, mg O2/L)

♦ Carência bioquímica de oxigénio (CBO520, mg O2/L)

Indicador directo

♦ Carbono orgânico total (COT, mg C/L)

→ Microorganismos

♦ Coliformes totais (nº CT/1000 mL)

♦ Coliformes fecais (nº CF/100 mL)

♦ Estreptococus fecais (nº EF/100 mL)

e, ainda, no caso de águas residuais industriais e dependendo do

sector industrial

→ substâncias tóxicas incluindo, entre outras, pH, metais pesados,

hidrocarbonetos e detergentes.


1.2 - Determinação

→ Através da caracterização analítica de amostras representativas

de efluentes

→ Através da capitação atribuída aos constituintes principais, isto

é, com maior representatividade

♦ 60 g CBO5/hab.dia

♦ 90 g SST/hab.dia

♦ 10 g N/hab.dia

♦ 4 g P/hab.dia

♦ 2 x 109 nº CF/hab.dia

♦ 0,5 x 109 nº EF/hab.dia


1.3 - Notas importantes no caso das águas residuais industriais (ARI)

1) O conceito de população equivalente: carga de poluição gerada na

unidade industrial equivalente à gerada num aglomerado urbano

com aquela população.

2) O conceito da compatibilidade de tratamento de ARI e ARU:

capacidade de degradação conjunta da matéria orgânica por

metabolismos biológicos medida através da relação CQO/CBO

(≤ 2,5, quanto maior, menor a compatibilidade e indica presença

de inibidores, por exemplo, substâncias tóxicas).


2. CARACTERÍSTICAS QUANTITATIVAS

→ Quantidade de águas residuais urbanas

♦ 80% consumo em água

→ Quantidade de águas residuais industriais

♦ depende do processo de fabrico e, simultaneamente, do

consumo de água por circuito

(Variabilidade de volume de águas residuais ao longo do dia,

conduz à necessidade de, no caso das unidades industriais, se

proceder à EQUALIZAÇÃO de caudais com o objectivo de

laminação)


3. ETAPAS DE TRATAMENTO

Sequencialmente

1. PRELIMINAR O & G Areia Matéria sólida grosseira

2. PRIMÁRIO SST

3. SECUNDÁRIO Matéria orgânica dissolvida

4. AFINAÇÃO (TERCIÁRIO)

SST, N, P, microorganismos

O nível de tratamento definido sempre em função do destino final do

efluente tratado (descarga no meio receptor, reutilização ou valorização).


4. TIPOS DE TRATAMENTO

4.1 - Operações e Processos Unitários

Operações Físicas → Predominam forças físicas

Processos Químicos → Pressupõem adição de reagentes e reacções

químicas

Processos Biológicos → Predomina actividade biológica e têm aplicação

especial na remoção de matéria orgânica

biodegradável e nutrientes


4.2 - Definição do Esquema de Tratamento

→ O número de etapas de tratamento é definido em função do

destino final do efluente e se este for descarga no meio

receptor, depende

♦ do meio receptor (de acordo com a legislação nacional

Decreto-Lei nº 236/98(1))

• das características qualitativas de montante

• das utilizações e respectiva sustentabilidade

♦ das características dos efluentes a tratar (concentração

de cada constituinte)

e permite estabelecer a eficiência de redução por constituinte

que no caso da matéria orgânica, pode obrigar a etapas em série

→ A selecção dos O&PU a integrar em cada etapa é feita com base

nas eficiências definidas. No caso da matéria orgânica, etapa

secundária, aplicam-se:

a) processos físicos-químicos

b) processos biológicos

(1) No caso de ARI ligadas a sistemas de redes urbanas, há que cumprir os regulamentos impostos pelas entidades gestoras destes.


a) Processos físicos-químicos

→ Atingem a remoção da matéria orgânica (também associada a

SST) até 60%

→ Inclui:

♦ adição de reagentes coagulantes em dosagens elevadas

(100 a 500 mg/L)

♦ separação física dos precipitados da água residual

→ São realizados em

♦ reactores para mistura do reagente coagulante com as

águas residuais (com agitação mecânica), seguidos de

♦ órgãos para remoção de precipitados formados, por

clarificação

• decantação

• decantação + filtração

• filtração

conforme os objectivos finais (a filtração só é utilizada

quando o esquema de tratamento apenas inclui processo

físico-químico)


→ Modo de realização

DIAGRAMA LINEAR TIPO (FASE LÍQUIDA)

SAIS DE

ALUMÍNIO OU FERRO

ÁGUA PARA LAVAGEM

AR DE LAVAGEM

↓ ↓

ÁGUAS RESIDUAIS → GRADAGEM →

REMOÇÃO DE

AREIA/O&G →

MISTURA RÁPIDA → DECANTAÇÃO → FILTRAÇÃO → EFLUENTE

↓ ↓

LAMAS ÁGUA DE LAVAGEM

DIAGRAMA LINEAR TIPO (FASE SÓLIDA)

LAMAS

DECANTAÇÃO

↓ ÁGUA DE LAVAGEM →

DECANTAÇÃO OU FLOTAÇÃO → ESPESSAMENTO → DESIDRATAÇÃO → LAMAS SECAS

↓

LÍQUIDO A

RECUPERAR


b) Processos unitários biológicos

→ Remoção de

♦ Matéria orgânica dissolvida 95 - 99%

♦ SST 90 - 95%

através de metabolismos biológicos

• com adição de oxigénio molecular (processos

aeróbios)

• com utilização de oxigénio de compostos químicos

(processos anaeróbios)

→ Critérios de dimensionamento fundamentais

♦ Quantidade matéria orgânica (carga orgânica - kg CBO/dia)

♦ Concentração microorganismos (biomassa - g MLSS/m3)

♦ Quantidade de oxigénio (kg O2/dia)

→ Processos unitários biológicos aeróbios

♦ Reactores biomassa dispersa

• Lamas activadas

• Sistema de lagunagem

♦ Reactores biomassa fixa

• Leitos percoladores

• Discos biológicos


→ Modo de realização

DIAGRAMA LINEAR TIPO (FASE LÍQUIDA)

ÁGUAS RESIDUAIS → GRADAGEM →

REMOÇÃO DE

AREIA/O&G →

DECANTAÇÃO PRIMÁRIA

→

REACTOR BIOLÓGICO →

DECANTAÇÃO SECUNDÁRIA →

EFLUENTE TRATADO

↓ ↓ ↓

SÓLIDOS

GROSSEIROS

AREIA +

O&G

LAMAS PRIMÁRIAS

RECIRCULAÇÃO

LAMAS

LAMAS

EXCESSO

DIAGRAMA LINEAR TIPO (FASE SÓLIDA)

LÍQUIDO A

RECUPERAR

LAMAS PRIMÁRIAS ↑

→ DIGESTÃO (*) → DESIDRATAÇÃO (**) → LAMAS SECAS

LAMAS SECUNDÁRIAS

(*) Digestão

→ anaeróbia

♦ sem oxigenação mecânica ♦ menor consumo de energia com aproveitamento de gás metano

→ aeróbia

♦ com oxigenação mecânica ♦ maior consumo de energia

(**) Desidratação

→ mecânica

♦ centrífugas ♦ filtros prensa

→ natural

♦ lagoa de lamas ♦ leitos de secagem


5. TRATAMENTO DE AFINAÇÃO (TERCIÁRIO)

5.1 - Remoção de SST

→ Filtração em areia

5.2 - Remoção de Microorganismos

→ Filtração em areia

→ Desinfecção com UV

→ Desinfecção com ozono

→ Tecnologias membranas (microfiltração)

5.3 - Remoção de Azoto

→ Nitrificação / Desnitrificação biológica

5.4 - Remoção do Fósforo

→ Precipitação química

→ Processo biológico

Constituent transformation and removal processes (i.e., fate processes) in the environment

(Continued)

(Continued)

Important factors that must be considered when evaluating

and selecting unit operations and proc

(Continued)

(Continued)

Typical mixers used in wastewater treatment for rapid mixing:

(a) in-line static mixer with internal vanes,

(b) in-line static mixer with orifice for mixing dilute chemicals,

(c) in-line mixer,

(d) in-line mixer with internal mixer,

(e) high-speed induction mixer,

(f) pressurized water jet mixer with reactor tube.

Definition sketch for mixing:

(a) horizontal flow through a mixing tank equipped with an axial-flow impeller mixer and

(b) vertical flow through a mixing tank equipped with a radial-flow impeller mixer

High-rate clarification processes:

(a) ballasted flocculation,

(b) lamella plate clarification, and

(c) dense-sludge

Definitions of common terminology used for biological wastewater treatment a

Major biological treatment processes used for wastewater treatment

Suspended growth biological treatment process

(a-1) schematic and

(a-2) view of plug-flow activated-sludge process and

(b-1) schematic and

(b-2) view of complete-mix activated-sludge process

Attached growth biological treatment process

(a-1) schematic and

(a-2) view of of tricking filter with packing and

(b-1) schematic and

(b-2) view of tower tricking filter with plastic packing.

The tower filter is 10 m high and 50 m in diameter

Bath processes biomass growth phases

with changes in substrate and biomass versus time

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