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OPERAÇÃO DAS ESTAÇÕES COMPACTAS MITAS DE TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO DOMÉSTICO
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FACULDADE DE TECNOLOGIA E CIÊNCIAS CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
DANNIELA DA CAL SCOTT
EFICIÊNCIA NA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO COMPACTA MISTA EM CANTEIRO DE OBRAS:
MECANISMOS E MÉTODOS DE CONTROLE DAS VARIÁVEIS.
Salvador 2011
DANNIELA DA CAL SCOTT
EFICIÊNCIA NA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO COMPACTA MISTA NO CANTEIRO DE OBRAS:
MECANISMOS E MÉTODOS DE CONTROLE DAS VARIÁVEIS.
Monografia apresentada ao Curso de Graduação em Engenharia Ambiental da Faculdade de Tecnologia e Ciências (FTC) como requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Ambiental. Orientador: MSc Arilma Oliveira do Carmo Tavares.
Salvador 2011
DANNIELA DA CAL SCOTT
EFICIÊNCIA NA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO COMPACTA MISTA NO CANTEIRO DE OBRAS:
MECANISMOS E MÉTODOS DE CONTROLE DAS VARIÁVEIS.
Monografia aprovada após apresentação a banca examinadora como requisito final para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Ambiental, da Faculdade de Tecnologia e Ciências (FTC).
Salvador, ............. de ............................... 2010.
Banca Examinadora
Mestra Arilma Oliveira do Carmo Tavares - Orientadora___________________ Mestra em Eng.Ambiental Urbana Faculdade de Tecnologia e Ciências (FTC – Salvador). José Marciano Brito Carvalho – Orientador______________________________ Especialista em Gestão de Sistema e Serviço - UNEB. Faculdade de Tecnologia e Ciências (FTC - Salvador). Msc. Paschoal Molinari Neto - Coordenador Geral________________________ Mestre em Engenharia Eletrônica e Computação – ITA. Faculdade de Tecnologia e Ciências (FTC – Salvador).
AGRADECIMENTOS
Ao um amigo em especial, Gunther, que no início dos meus estudos me
apresentou ao Sr. José Geraldo Bambirra que acreditou e me incentivou a chegar
onde cheguei. Ele teve paciência com meus erros e com um jeito especial me
corrigia. Sempre me apoiou nas minhas escolhas e me acolhia quando elas davam
errado. Sem a Original não teria conseguido concluir minhas pesquisas. E à Sra.
Inês me ajudou a colocar minha idéias em ordem.
Ao Ronaldo, que sempre teve uma palavra de incentivo que fazia acreditar
que poderia vencer.
A Professora Arilma pelas orientações de contextual do TCC e a infinita
paciência comigo.
Ao Professor Marciano pelo desfecho positivo da matéria de TCC II.
E a todos os professores e amigos de faculdades que direta ou indiretamente
me orientaram.
DEDICATÓRIA
Inicialmente agradeço ao meu marido, meus filhos e aos mentores espirituais
por ter chegado até aqui.
Ao meu grande amigo-irmão Cid, que conseguiu me entender, agüentar meus
dias de frustração e me tirar dos meus impasses me esclarecendo o rumo a ser
tomado.
“Agir para que a ETE faça o que operador quer
e não que ETE faça o que quer e operador torcer para dar certo”.
Osvaldo Cleto Filho.
RESUMO
O trabalho se propõe a apresentar mecanismos e métodos para o controle
das variáveis indicadoras da perda de eficiência na estação de tratamento de esgoto
Compacta (ETEC) Mista. Os mecanismos e métodos foram verificados “in locu” com
o tratamento do esgoto sanitário gerando em um canteiro de obras situado no
município de São Francisco do Conde, no Estado da Bahia, Brasil. Dentre as
variáveis indicadoras da eficiência do tratamento do esgoto na ETEC Mista, a
pesquisa objetivou identificar as variáveis que são mais fáceis de serem detectadas
em campo de modo a reduzir custos com análises sofisticadas e o tempo para a
obtenção dos resultados, e, consequentemente, para a tomada de decisão. Com as
variáveis de campo, pode-se tomar atitudes de correção para que a ETEC Mista
volte a estabilidade sem que ocorra danos ao tratamento. Mantendo as variáveis em
controle, tais como a vazão do esgoto, o potencial Hidrogeniônico (pH- indicador
ácido/básico), o Oxigênio Dissolvido (OD), o cloro residual, as Substâncias Tóxicas
no sistema e os Sólidos Sedimentáveis Totais (SST), dentre outras, obter-se-á uma
operacionalidade satisfatória da ETE Compacta Mista, evitando assim, perdas
significativas da eficiência. Palavras-chave: ETE Compacta Mista. Eficiência do Tratamento. Esgoto Sanitário
ABSTRACT
The work is to present methods and mechanisms for the control of
variables indicating the loss of efficiency in sewage treatment plant (STP) Compact
Mixed. The mechanisms and methods have been verified "in locus" with the
treatment of wastewater generated by employees of a petrochemical industry,
located in São Francisco do Conde, Bahia State, Brazil. Among the variables
indicating the loss of efficiency of STP Compact Mixed, work stopped on the
variables are easier to detect in the field and that may indicate a reduction in
efficiency, since the main need of laboratory analysis to be obtained. With the field
variables can take action to fix the compact TEE Joint return stability to occur without
damage to treatment. Keeping variables in control, or are: the flow of sewage, pH (pH
indicator acid / base), the Dissolved Oxygen (DO), the residual chlorine, the Toxic
Substances in the system and Settling Solids Total (TSS), among others, will get a
compact Joint operation of STP. Avoiding significant loss of efficiency. Keywords: TEE Joint Compact. Efficiency Of Treatment. Sanitary Sewer.
.
SUMÁRIO
Página
1 INTRODUÇÃO................................................................................................ 16
1.1 PROBLEMA DE PESQUISA ........................................................................... 16
1.2 DELIMITAÇÃO DO TEMA .............................................................................. 16
1.3 HIPÓTESE ...................................................................................................... 17
1.4 OBJETIVOS .................................................................................................... 17
1.4.1 Objetivo Geral ............................................................................................... 17
1.4.2 Objetivos Específicos ................................................................................... 17
1.5 JUSTIFICATIVA .............................................................................................. 17
1.6 METODOLOGIA ............................................................................................. 18
2 REFERNCIAL TEÓRICO ............................................................................... 18
2.1 TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO ..................................................... 18
2.2 ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO COMPACTA MISTA ............................................................................................................. 20
2.2.1 Tratamento Preliminar .................................................................................. 21
2.2.2 Tratamento Primário ..................................................................................... 22
2.2.3 Tratamento Secundário ................................................................................ 23
2.2.4 Tratamento Terciário ou de Polimento ....................................................... 25
2.3 OPERAÇÃO DE ETE ...................................................................................... 28
3 CARACTERIZAÇÃO DA ETEC MISTA EM ESTUDO ................................... 30
4 OPERAÇÃO DA ETEC MISTA ...................................................................... 31
4.1 PLANO DE OPERÇÃO ................................................................................... 33
4.2 CAIXA DE GORDURA .................................................................................... 34
4.3 CAIXA DE GRADEAMENTO .......................................................................... 35
4.4 CAIXA DESARENADORA ............................................................................. 37
4.5 SISTEMA DE EQUALIZAÇÃO E ELEVAÇÃO ................................................ 38
4.5.1 Microorganismos Efetivos (EM) .................................................................. 39
4.6 REATOR DAFA .............................................................................................. 40
4.7 FILTRO AERADO DE LEITO SUBMERSO (F.A.S) ........................................ 42
4.8 DECANTADOR ............................................................................................... 42
4.9 DESINFECÇÃO .............................................................................................. 43
5 RESULTADOS ............................................................................................... 44
5.1 CONTROLE OPERACIONAL E VARIÁVEIS .................................................. 44
5.2 MÉTODOS DE ANALISES EM CAMPO DAS VARIÁVEIS ............................. 46
6 CONCLUSÃO. ................................................................................................ 51
REFERÊNCIAS. ............................................................................................. 53
APENDICE ..................................................................................................... 54
ANEXO ........................................................................................................... 55
LISTA DE FIGURAS
Página Figura 1 - Caixa De Gradeamento.......................................................................... 21 Figura 2 - Caixa De Desarenadora ......................................................................... 21 Figura 3 - Caixa De Gordura .................................................................................. 22 Figura 4 - Decantador Primário .............................................................................. 22 Figura 5 - Fossa ..................................................................................................... 23 Figura 6 - Reator/UASB .......................................................................................... 23 Figura 7 - Reator Sem Defletores .......................................................................... 23 Figura 8 - Filtro Anaeróbio ...................................................................................... 24 Figura 9 - Filtro Aeróbio De Leito Submerso .......................................................... 24 Figura 10 - Decantador Secundário.......................................................................... 25 Figura 11 - Caixa Cloradora ..................................................................................... 25 Figura 12 - Filtros de Quartzo e Carvão ................................................................... 26 Figura 13 - Foto da ETEC Mista ............................................................................... 30 Figura 14 - Limpeza do Reator/DAFA com Gorduras mineralizadas ........................ 35 Figura 15 - Limpeza da Caixa de Gorduras .............................................................. 35 Figura 16 - Caixa de Gradeamento Parcialmente Entupida ..................................... 36 Figura 17 - Caixa de Gradeamento Entupida por Gordura ....................................... 37 Figura 18 - Caixa Desarenadora .............................................................................. 37 Figura 19 - Sistema de Equalização e Elevação - SEE ............................................ 38 Figura 20 - Medidor e Controladora de Vazão ......................................................... 39 Figura 21 - Lodo em Formação ................................................................................ 41 Figura 22 - Escumas ................................................................................................ 41 Figura 23 - Proliferação de Insetos e Vermes .......................................................... 41 Figura 24 - Colmatação do F.A.S ............................................................................. 42 Figura 25 - Formação de “jacaré” no Decantador..................................................... 43 Figura 26 - Rompimento da Mangueira de Aplicação............................................... 43 Figura 27 - Bomba Dosadora ................................................................................... 44
LISTA DE TABELAS
Página
Tabela 1 - Parâmetros De Disposição Direta Para Corpo Receptor ....................... 27 Tabela 2 - Parâmetros De Disposição Direta Para Galerias Pluviais ..................... 27 Tabela 3 - Parâmetros De Disposição Direta Para Solo ......................................... 27 Tabela 4 - Queda de eficiência no tratamento Anaeróbio, especificamente no
Reator UASB. ........................................................................................ 29 Tabela 5 - Composição de Equipamentos .............................................................. 31 Tabela 6 - Rotina de Operação .............................................................................. 33 Tabela 7 - Quantidade de sólidos grosseiros removidos em função do
espaçamento entre as barras. ............................................................... 36 Tabela 8 - Problemas Operacionais ....................................................................... 38 Tabela 9 - Ativação do Acelerador Biológico - EM ................................................. 40 Tabela 10 - Queda de eficiência do sistema observada em campo e ações
tomadas. ............................................................................................... 45 Tabela 11 - Medição da Vazão ................................................................................. 50
LISTA DE ABREVIATURA E SIGLA A/M ALIMENTO/MICROORGANISMOS COT CARGA ORGÂNICA TOTAL Cs CARGA ORGÂNICA SUPERFICIAL Cv CARGA ORGÂNICA VOLUMÉTRICA
DAFA DIGESTOR ANAERÓBIO DE FLUXO ASCENDENTE SEM DEFLETORES
DBO DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGÊNIO. DQO DEMANDA QUÍMICA DE OXIGÊNIO. EM EFFECTIVE MICROORGANISMS
ETEC ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO (OU EFLUENTE) COMPACTA
F.A.S FILTRO AERÓBIO DE LEITO SUBMERSO F/M FOOD / MICROORGANISM FAS FILTRO AERÓBIO COM LEITO SUBMERSO MISTA ETEC ANAERÓBIA CONJUGADA COM ETEC AERÓBIA Mv MICROORGANISMOS VIVOS N NITROGÊNIO OD OXIGÊNIO DISSOLVIDO. P FÓSFORO pH POTENCIAL HIDROGENIÔNICO (INDICADOR ÁCIDO/BÁSICO). PRFV PLÁSTICO REFORÇADO COM FIBRA DE VIDRO PVC POLICLORETO DE VINILA QMDT VAZÃO MÁXIMA DIÁRIA TOTAL. S ENXOFRE SEE SISTEMA DE EQUALIZAÇÃO E ELEVAÇÃO SSVTA SÓLIDOS SUSPENSOS VOLÁTEIS TANQUE AERADO TDH TEMPO DE DETENÇÃO HIDRÁULICA. UASB UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET
LISTA DE SÍMBOLOS Fi- representa diâmetro Pi- 3,14
16 1 INTRODUÇÃO 1.1 PROBLEMA DE PESQUISA
Através da grande expansão urbana vem proliferando os canteiros de
obras e com eles um aumento significativo de problemas relacionados ao meio
ambiente. A maioria dos Efluentes sanitários oriundo dos canteiros de obras são
lançadas em “in natura” nos corpos hídricos ou em galerias pluviais, sem nenhum
tipo de tratamento. Este comportamento tem ocasionado a deterioração dos corpos
hídricos elevando o custo no tratamento da água para o abastecimento.
Como os corpos hídricos já não têm mais a capacidade de
autodepuração, devido a grande quantidade de efluente lançados sem tratamento,
tem-se a necessidade de tratá-lo antes do lançamento.
Mas tratar grandes volumes de efluente demanda grandes áreas e grande
quantias de recursos financeiros para estas estações, para solucionar esse
problema surgiu a ETEC Mistas. Por serem modulares e fabricados em PRFV, existe
uma mobilidade, que é o grande atrativo para instalação em canteiros de obras.
Por serem mais práticas de instalarem, os empreendedores vem optando
ETEC Mistas em seus canteiros de obra e com elas vem surgindo um grande
problema que é a falta de uma operação adequada. Por conta desse fator as ETEC
Mistas não vem atingindo a eficiência adequada para lançamento.
A partir dessa falta de operação adequada que vê-se a necessidade de
um estudo que facilite a visualização das variáveis que irão interferir na eficiência da
ETEC Mistas.
Quais as variáveis mais fáceis de serem detectadas em campo que
podem indicar a redução da eficiência na Estação de Tratamento de Esgoto
Sanitário Compacta Mista na Indústria Petroquímica?
1.2 DELIMITAÇÃO DO TEMA
As variáveis, mais fáceis de serem detectadas em campo, indicadoras da
eficiência do Tratamento de Esgoto Sanitário, oriundo de canteiro de obras, através
de Estação Compacta Mista.
17 1.3 HIPÓTESE
Consideram-se como variáveis mais fáceis de serem detectadas em
campo, que podem indicar a redução da eficiência na Estação de Tratamento de
Esgoto Sanitário Compacta Mista em canteiro de obras: a vazão do esgoto, o
potencial Hidrogeniônico (pH- indicador ácido/básico), o Oxigênio Dissolvido (OD), o
cloro residual, as Substâncias Tóxicas no sistema e os Sólidos Sedimentáveis Totais
(SST).
1.4 OBJETIVOS 1.4.1 Objetivo Geral
Analisar as variáveis mais fáceis de serem detectadas em campo
relacionadas à eficiência do tratamento na Estação de Tratamento de Esgoto
Sanitário Compacta Mista de um canteiro de obras.
1.4.2 Objetivos Específicos
a) Descrever a Estação de Tratamento de Esgoto Sanitário Compacta Mista
de um canteiro de obras;
b) Listar os mecanismos de controle das variáveis, destacando as de maior
facilidade de serem detectadas em campo;
c) Indicar quais são os métodos de analises para detecção das variáveis de
fácil detecção em campo;
d) Relacionar o controle das variáveis com a eficiência da Estação de
Tratamento de Esgoto Sanitário Compacta Mista de um canteiro de obras
1.5 JUSTIFICATIVA
Através de experiências vivenciadas em campo, detectar e controlar as
variáveis causadoras da perda de eficiência na Estação de Tratamento de Esgoto
Sanitário Compacta Mista tornando-a assim mais eficientes. Menos custos, maior
simplicidade operacional, mais rapidez, com a pesquisa pode-se constatar que é
possível e viável operar ETEC Mistas em canteiro de obras.
18 1.6 METODOLOGIA
Revisão bibliográfica acerca das variáveis de controle operacional de ETE,
especialmente as ETEC Mistas. A partir do embasamento teórico, foi realizado o
levantamento de dados primários em uma ETEC Mista situada em um canteiro de
obras, através de inspeções semanais., durante o período de quatro meses.
Também, foi realizado quatro análises laboratoriais, sendo uma por mês.
Durante as observações de campo eram aplicadas ações de controle
operacional conforme recomendações da literatura de modo a verificar a sua
eficiência. Dessa forma, foi possível avaliar quais variáveis são de fácil aplicação e
apresentam resposta rápida e satisfatória.
2 REFERNCIAL TEÓRICO 2.1 TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO
Como grande parte do Brasil não tem coleta de esgoto coletiva, segundo
o IBGE (2000), isso se torna um desafio para maioria dos municípios. Umas das
saídas para esse problema foi aplicar a responsabilidade objetiva, onde todos são
responsáveis pelos danos causados ao meio ambiente. Assim começou a ser
obrigatório à implantação de pequenos sistemas de tratamento (caixas de gorduras,
gradeamentos e fossas) nas residências. Com isso, logo se notou que esse tipo de
tratamento não era tão eficiente, resultando no acréscimo do filtro anaeróbio após a
fossa. Mas como essas fossas eram construídas em concreto, observou-se que
esses equipamentos não eram construídos adequadamente e permitiam que o
esgoto infiltrasse o solo, o contaminado juntamente com o lençol freático, e,
consequentemente, afetando a saúde da população. Visto isso, houve a
necessidade de se aplicar uma resina para que não ocorresse esse vazamento e
isso começou a tornar esse tipo de sistema muito caro. Assim, houve a necessidade
de buscar outros tipos de tecnologias que fossem mais resistentes aos ataques
químicos do esgoto e que fossem mais viáveis economicamente, surgindo, com isso,
a fibra de vidro com resinas associados aos PVC os chamados PRFV. Essa mistura
é a mais usada hoje nos equipamentos. (CHERNICHARO, C.A.L, 1997; VON
SPERLING, M., 1997; LEPSCH, R.L., 2007)
19 Existem diversos tratamentos de efluentes sanitário no mercado, tais
como:
a) Sistemas anaeróbios. “ A digestão anaeróbia pode ser considerada como um ecossistema onde diversos
grupo de organismos trabalham interativamente na conversão da matéria orgânica
complexa em metano, gás carbono, água gás sulfídrico e amônia, alem de novas
células bacterianas.”(CHERNICHARO,1997,P.24)
Segundo Chernicharo, os orgânicos complexos (carboidratos, proteínas,
lipídeos) são transformados por bactérias fermentativas na fase chamada de
Hidrólise em orgânicos simples de cadeias mais curtas ( açucares, aminoácidos,
peptídeos). Estes orgânicos serão transformados por bactérias fermentativas que é
a fase da Acidogênese em ácidos orgânicos ( propionato, butirato, outros). Entra na
fase Acetogênese, onde as bactérias acetogênicas que são produtoras e
consumidoras de hidrogênio transformam os orgânicos simples e os ácidos
orgânicos em acetato, hidrogênio e dióxido de carbono. Com essa condição surge a
fase Metanogênese com as bactérias metanogênicas, que se dividem em dois
grupos: acetoclásticas – transforma o acetato em metano e dióxido de carbono – e
a hidrogenotróficas - produz metano a partir de hidrogênio e de dióxido de
carbono.
Porém, ainda o mesmo autor, se o esgoto tiver grande quantidade de
enxofre surgi uma quinta fase que é a Sulfetogênese onde o sulfato,sulfito e outros
compostos sulfurados são reduzidos a sulfetos pelas bactérias sulforedutoras.
Estas fases da digestão ocorrem nos reatores anaeróbios (UASB ou
DAFA).
b) Sistemas Aeróbios.
São as bactérias heterótrofas aeróbias e facultativas consomem oxigênio
para transformam os orgânicos complexos em carbônico e água no processo
aeróbio. Existem vários sistemas aeróbios, tais com: Lodos Ativados; Lagoas
Aeradas. Lagoas de Estabilização Facultativas ( a zona superiores são aeróbias);
Filtros Biológicos; Biodiscos e Filtros Aeróbios Submersos (F.A.S), sendo o ultimo
está sendo mais utilizados como pós tratamento de Reatores Anaeróbios ( UASB
OU DAFA). O ar é injetado no esgoto por difusores, aeração mecanizada ou
superficial.(CHERNICHARO, 1997; VON SPERLING, 1995)
20 c) Sistemas Mistos (anaeróbios e aeróbios conjugados).
São sistemas onde existem tratamento anaeróbio com Reatores
Anaeróbios (UASB OU DAFA) acrescido de um tratamento aeróbio e com
Decantador secundário para melhor eficiência do tratamento das águas residuárias.
Esse sistema é empregado quando as exigências para lançamento final é alta,
principalmente em relação a nitrificação. (VON SPERLING, 1995)
d) Eletrolíticos. “Quando é passada uma corrente elétrica direta por uma solução, pode acontecer
uma variedade de processos físicos e químicos, como flotação, sedimentação,
deposição, decomposição, formação de gases, dentre outros. Muito da
eletroquímica depende dos processos que ocorrem na interface dos eletrodos e da
solução iônica, pois são o contato e o caminho, respectivamente, para o fluxo dos
elétrons, que é a peça fundamental neste processo (ATKINS, 1990,apud SINOTI e
SOUZA,2010 ).
A realização destas reações eletroquímicas requer um sistema em forma de circuito
eletroquímico, cujos elementos fundamentais são os eletrodos, normalmente
metálicos, e os eletrólitos (íons em solução). SINOTI e SOUZA,2010 )”
A eficiência é altíssima, porém é um equipamento de custo muito elevado
e requer mão de obra altamente especializada para sua operação.
Todos os sistemas tem o funcionamento continuo ou por batelada. Esses
tratamentos têm como finalidade diminuir consideravelmente as Demandas
Químicas de Oxigênio (DQO), as Demandas Bioquímicas de Oxigênio (DBO),
remover os sólidos em suspensão, os microorganismos patogênicos e as
substâncias químicas prejudiciais à saúde humana e ao meio ambiente.
(CHERNICHARO, C.A.L, 1997; VON SPERLING, M., 1997; LEPSCH, R.L., 2007)
2.2 ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO COMPACTA
MISTA
Na ETEC Mista esse tratamento tem a mesma finalidade e com os
mesmo princípios de composição das convencionais de grande porte, Tratamento
Preliminar ( Caixa de Gordura, Caixa de Gradeamento e caixa Desarenadora),
Tratamento Primário ( Decantadores Primários, Fossas e Reatores DAFA ou UASB).
A principal vantagem da ETEC Mista é que pode ser instalada em
pequenas comunidades ocupando pequenas áreas.
21 2.2.1 Tratamento Preliminar
O tratamento preliminar é a fase inicial do tratamento constitui de
processo físico para remoção dos sólidos mais grosseiros (lixos), dos sólidos em
suspensão, das areias e a maior parte das gorduras e sabões.
a) Caixa de Gradeamento.
De acordo com o espaçamentos das barras (geralmente de ferro ou aço),
são classificadas em grosseiras, médias e finas. São nas barras onde são retido os
sólidos mais grosseiro;
Figura 1 - Caixa De Gradeamento Fonte:Biofibra,2010
b) Caixa de Areia –
Podem ser construídas retangulares ou circulares, sendo a ultima mais
utilizadas nas ETEC Mista. Sua principal finalidade é de reter as areias, porém é
comum ser encontrado material putrescível (restos alimentares) e não-putrescível
(plásticos, cabelos e pelos de animais) ;
Figura 2 - Caixa De Desarenadora Fonte:Biofibra,2010
22 c) Caixa de Gordura –
Também são construídas retangulares ou circulares com uma placa ante
do tubo de saída onde são retidas as gorduras, além de restos alimentares. O
material sólido sedimenta e as gorduras se aglutinam e flutuam por serem menos
denso que a água.(JORDÃO E PESSÔA, 2005)
Figura 3 - Caixa De Gordura Fonte:Biofibra,2010 2.2.2 Tratamento Primário
Após a retirada dos sólidos mais grosseiros o esgoto segue para o
tratamento primário, que são compostos de:
a) Decantadores Primários.
Realiza uma sedimentação complementar do sólidos suspensos, nas
ETEC Mista não empregados.
Figura 4 - Decantador Primário Fonte:Biofibra,2010
23 b) Fossas.
Realiza de forma mais rudimentar a digestão anaeróbia do esgoto.Muito
empregada em residências unifamiliares acrescida de um Filtro Anaeróbio
Figura 5 - Fossa Fonte:Biofibra,2010
2.2.3 Tratamento Secundário
a) Reatores Anaeróbios (UASB ou DAFA).
São os equipamentos onde ocorrerão a digestão anaeróbia do esgoto.
Figura 6 - Reator/UASB Fonte:Biofibra,2010
Figura 7 - Reator Sem Defletores Fonte:Biofibra,2010
24 b) Filtro Anaeróbios de Fluxo Ascendente.
Esses Filtros contém um material percolante de brita ou plástico. Sendo
que nos últimos anos o material plástico tem sido mais empregados, devido a
praticidade de transporte e que ele aumenta substancialmente a área de contato das
bactérias com o esgoto. (CHERNICHARO, C.A.L, 1997; VON SPERLING, M., 1997).
Figura 8 - Filtro Anaeróbio Fonte:Biofibra,2010
c) Filtro Aerado de Leito Submerso.
São tanques com três zonas com leito submerso com material
percolante plástico, por onde o fluxo de ar e esgoto passam constantemente. Desta
maneira se dá três fases: a Solida (leito percolante), a Líquida ( o fluxo do esgoto) e
a Gasosa ( a aeração).
Figura 9 - Filtro Aeróbio De Leito Submerso Fonte:Biofibra,2010
25 d) Decantadores Secundários.
Realiza uma sedimentação complementar do sólidos suspensos.
Figura 10 - Decantador Secundário Fonte:Biofibra,2010
2.2.4 Tratamento Terciário ou de Polimento
a) Sistema de desinfecção.
Pode ser com a utilização de Hipoclorito de Sódio dentro da faixa de
10-12%. Ou com aplicação de Ozônio. Ou por radiação de ultravioleta.
Dentre esse sistema o mais usado ainda é a cloração, isso se dá
devido os preços serem mais accessíveis. E também a necessidade de ter cloro
residual em redes.
Figura 11 - Caixa Cloradora Fonte: Biofibra,2010
26 b) Filtros de Areia (Quartzo).
Os filtros de areia são usados quando se necessitam uma eficiência
muito alta e clarificação da água tratada. Geralmente é empregado para água de
reuso em bacias sanitárias.
c) Filtros de Carvão.
Os filtros de carvão também é elevar o nível de pureza da água tratada e
também vai depender o tipo de reuso.
Figura 12 - Filtros de Quartzo e Carvão Fonte- HidroSolo, 2010
A escolha do tratamento será de acordo com as necessidades de
eficiências a serem atendida. Alguns parâmetros dos órgãos ambientais, que devem
ser seguido, dependendo de onde será o descarte dessas águas tratadas, como
pode ser visto nas tabelas abaixo.
27 Tabela 1 - Parâmetros De Disposição Direta Para Corpo Receptor Parâmetro (Para Classe I Águas Doces) Valor limite no corpo receptor Demanda bioquímica de oxigênio (DBO) ≤ 3 mg/L Oxigênio dissolvido (OD) ≥ 6 mg/L Parâmetro (Para Classe II Águas Doces) Valor limite no corpo receptor Demanda bioquímica de oxigênio (DBO) ≤ 5 mg/L Oxigênio dissolvido (OD) ≥ 5 mg/L Parâmetro (Para Classe III Águas Doces) Valor limite no corpo receptor Demanda bioquímica de oxigênio (DBO) ≤ 10 mg/L Oxigênio dissolvido (OD) ≥ 4mg/L Parâmetro (Para Classe IV Águas Doces) Valor limite no corpo receptor Demanda bioquímica de oxigênio (DBO) Não tem limite Oxigênio dissolvido (OD) ≥ 2mg/L Fonte- CONAMA 357/05 Tabela 2 - Parâmetros De Disposição Direta Para Galerias Pluviais Parâmetro Valor limite no corpo receptor Demanda bioquímica de Oxigênio (DBO5,20) ≤ 60 mg/L Oxigênio dissolvido (OD) ≥ 1,0 mg/L Demanda Química de Oxigênio (DQO) ≤ 150 mg/L Sólidos sedimentáveis ≤ 0,5 mg/L pH Entre 6,0 e 9,0 Sólidos não filtráveis totais ≤ 50 mg/L Temperatura ≤ 40°C Coliformes fecais 1 000 NMP/100 mL Óleos e graxas ≤ 50 mg/L Cloro residual livre ≥0,5 mg/L Fonte- NBR 13.969/97 Tabela 3 - Parâmetros De Disposição Direta Para Solo Parâmetro Valor limite no corpo receptor Demanda bioquímica de Oxigênio (DBO5,20) ≤ 60 mg/L
Eficiência de remoção de (DBO5,20) ≥ 80% Fósforo Total - mg/L Nitrogênio Total (TKN) - mg/L pH Entre 6,0 e 9,0 Sólidos Suspensos Decantáveis (SSD) - mg/L Sólidos Suspensos Totais (SST) - mg/L Temperatura - C Coliformes fecais - NMP/100 mL Óleos e graxas - mg/L Fonte- PREFEITURA DE LAURO DE FREITAS
28 2.3 OPERAÇÃO DE ETE
A ETEC Mista tem um baixo custo de operação, devido ao número
reduzido de operadores e ao tempo reduzido de permanência “[...]sistema compacto,ou seja menor área para implantação; baixo custo de
implantação e operação; baixa produção de lodo se comparado com os tanque de
aeração; consumo de energia é baixo (elevatória); a eficiência varia entre 65-75%
para a DQO/DBO; tem rápido reinicio; o lodo tem boa desidratação.
[...]”(CHERNICHARO,1997).
Porém, segundo o mesmo autor, apesar de ter inúmeras vantagens tem
sua desvantagens também, como: “[...]maus odores; muito susceptível a cargas tóxicas; “start up” muito longo, de 4-
6 meses; e como todo sistema de tratamento de esgoto precisa de um tratamento
preliminar. [...]”(CHERNICHARO,1997).
No Reator/UASB existem os chamados[...] “separadores
trifásicos(gases,sólido e líquido) na parte superior do reator, de forma a permitir a
retenção e o retorno do lodo [...]”. É também onde ocorre a captação dos gases
oriundos da decomposição da matéria orgânica (M.O.) que serão captados pelo filtro
de gás sulfídrico (CHERNICHARO, 1997).
Os Reatores/UASB para ter sucesso na eficiência esperada deve-se ter,
desde a partida, uma operação qualificada: “[...]os processos anaeróbios de alta taxa podem ser operados com cargas
orgânicas bem superiores às dos reatores anaeróbios convencionais, mas muitas
vezes estes processos de elevada eficiência necessitam de períodos mais longos para
partidas, melhor controle operacional e quadro de operadores mais qualificados,
para que o desempenho máximo do sistema seja
alcançado[...]”(CHERNICHARO,1997.p.197, grifo nosso).
Ou seja, o Reator/UASB tem que ser mantido estável com o controle
constantes da variáveis observadas em campo, tais como: a vazão do esgoto, que
deve ser mantida a de projeto; o potencial Hidrogeniônico (pH- indicador
ácido/básico) deve ser mantido sempre acima de 6,2, ou melhor, dentro da faixa de
6,8 à 7,2; a Temperatura (T) ideal é na faixa 30 à 35°C. Porém, nos esgotos
sanitários essa faixa é muito difícil de ser mantida, variando dentro dos 20 à 26°C no
sul e Sudeste Brasileiro. Já no Nordeste e Norte brasileiro essa faixa sobe para o
ideal; as Substâncias Tóxicas devem está ausente do sistema; devem está presente
e em quantidades suficientes os macro (P,S e N) e os micronutrientes
“A operacionalidade da Estação de Tratamento constitui um conceito que deve ser
aplicada desde a fase inicial de concepção do projeto. A operacionalidade pode ser
29 entendida como as facilidades que o projeto da ETE proporciona aos operadores
para alcançar a eficiência de projeto e os objetivos de desempenho. Neste sentido, a
fase de projeto apresenta particular importância em relação às características de
flexibilidade operacional, comportamento do processo, e operação e manutenção
propriamente ditas.”(JORDÃO, E.P.; PESSÔA,C.A,2005,P.137)
Este conceito citado pelos autores acima deve ser aplicado em qualquer
que seja a Estação de Tratamento, porém nas ETEC Mista deve-se ter mais
atenção, por causa de seu volume ser reduzido e sazonalidade da vazão ser muito
alta os choques são muito mais pronunciado e muito mais danosos. “Um outro aspecto crítico relativo ao desempenho das estações de tratamento é a
própria rotina de operação e o acompanhamento técnico do processo de que dispõe
o operador, seja por seus conhecimentos de processo, seja em relação à
modernidade ou á disponibilidade dos instrumentos de laboratórios e controle.”
(JORDÃO, E.P.; PESSÔA,C.A,2005,P.137)
As principais causas para a queda da eficiência no sistema de tratamento
de esgoto, as quais devem ser corrigidas, conforme apresentado na Tabela 4.
Tabela 4 - Queda de eficiência no tratamento Anaeróbio, especificamente no Reator UASB.
POSSÍVEIS CAUSAS POSSÍVEIS SOLUÇÕES Sobrecarga de esgoto com conseqüente diminuição do tempo de detenção;
Verificar e ajustar o Medidor e Controlador de Vazão;
Elevadas concentrações de ácidos voláteis no reator, alcalinidade reduzida e queda do pH;
Adicionar cal Hidratada, a fim de elevar a alcalinidade do reator e manter o pH próximo de 7.0;
Perda excessiva de sólidos do sistema, com redução do leito e da manta de lodo;
Diminuir vazão efluente da unidade com problemas ou retirar temporariamente o reator de operação;
Presença de substâncias tóxicas no esgoto; Localizar e eliminar as fontes de substancias tóxicas; Processo de “BULKING”- Excesso de sobrenadantes gelatinoso e cinza bem escuro (crescimento descontrolado das bactérias filamentosas) nos Decantadores provocando o entupimento do sistema. A principal causa do desequilíbrio dos microorganismos do sistema é a da queda brusca da relação alimento/microorganismo, ou seja, a falta de alimento. Mas também pode ser provocado pela falta de OD.
Solucionar a consequência da falta de OD.
Aumentar a relação alimento/microorganismos.
Queda brusca da temperatura do esgoto. Isolar o reator do ambiente externo. Fonte-CHERNICHARO, C.A.L, 1997 e PARSEKIAN, M.P.S., 2002
As variáveis explicitada no Tabela 4, retrata apenas o tratamento
Anaeróbio, especificamente ao Reator UASB. Na estação em estudo o Reator é do
tipo DAFA e é complementada por um FAS. No entanto, essas informações foram
utilizadas como base para o estudo.
30 3 CARACTERIZAÇÃO DA ETEC MISTA EM ESTUDO
O sistema adotado neste projeto é composto por um Tratamento Primário,
compreendido por Caixa de Gradeamento Caixa Desarenadora, Elevatória e
controlador de vazão. Seguido de um Tratamento Misto, composto por Digestor
Anaeróbio de Fluxo Ascendente (DAFA / Reator) conjugado com o Filtro Aeróbio de
Fluxo Ascendente com leito percolante de meio plástico (F.A.S), passando pelo
Sistema de Desinfecção.
A ETEC Mista de estudo, Figura 13, foi projetada para 150 funcionários
do canteiro de obra do setor administrativo , locada no município de São Francisco
do Conde, no Estado da Bahia. Esta ETEC foi fabricada pela Biofibra® e foi
projetada pela Original Com. e Serv. Ltda.
Figura 13 - Foto da ETEC Mista Fonte-o próprio Autor.2010
31 Considera-se como contribuição da ETEC uma vazão total de 15 m³/ dia
esgoto sanitário, sendo assim a configuração desta estação foi para atender à está
vazão, Tabela 5.
Tabela 5 - Composição de Equipamentos Quantidade DESCRIÇÃO / EQUIPAMENTOS CAPACIDADE 01 Caixa de Gordura 500L 01 Caixa de Gradeamento 310L 01 Caixa Desarenadora 310L 01 Caixa Equalizadora 500L
01 Elevatória completa c/2 bombas e quadro Elétrico 1.000L
01 Controlador de vazão 100L 01 Filtro Redutor de gás sulfídrico. - 01 Reator 5.000L 01 Filtro Aerado Submerso 5.000L 01 Sistema de desinfecção c/bomba dosadora 310L 02 Caixa. Inspeção 100L
Fonte – ORIGINAL, 2008 Porém, hoje a estação está recebendo o esgoto sanitário gerado por 350
pessoas, ou seja, está sub-dimensionada para a população atual. Com esse
excesso de vazão e aliada a uma operação inadequada vem acarretando a queda
da eficiência substancialmente do sistema. 4 OPERAÇÃO DA ETEC MISTA
Para atingir as eficiências adequadas ao seu nível de tratamento, além de
projeto e instalações desenvolvidos corretamente faz-se necessário a operação e
manutenção minuciosa dos equipamentos, buscando-se o funcionamento correto de
todos eles. Isso se aplica a todo e qualquer tipo de sistema, independentemente da
tecnologia adotada no tratamento do afluente.
O mau funcionamento de um dos componentes da ETEC Mista prejudica
todo o sistema e, como conseqüência, ocasiona o não comprimento da legislação
em vigor no País.
A operação da ETEC Mista requer cuidados básicos para evitar
problemas nas unidades de tratamento e para equipe de trabalho. Será fundamental
a permanência de um encarregado devidamente treinado e vacinado (DT - (difteria,
tétano e coqueluche)- tem no SUS; Hepatites A - não tem no SUS, B -tem no SUS- e
A+B - é a mais indicada; Mais a carteira de vacinação do adulto em dia (Febre
32 Amarela, Tríplice Viral, Influenza - indicada para o trabalhador de qualquer idade (no
SUS a partir de 60 anos) anual – ir num posto do SUS), capacitado e consciente do
uso de EPI’s para prevenção de doenças (leptospirose, hepatite A, hepatite E,
doenças diarréicas e febre tifóide). Deverá ser evitada a entrada de pessoas não
autorizadas, e de animais.
a) A ETEC Mista deve estar cercada com grades de proteção e só deve
ter acesso às suas instalações um operador devidamente treinado, vacinado e
protegido pelo seu EPI;
b) Não se deve introduzir na ETEC Mista nenhum material além do
afluente a ser tratado;
c) A área de locação da ETEC Mista deve estar sempre limpa e seca;
d) Na locação da ETEC Mista deve ser levada em conta a facilidade de
acesso do operador;
e) As análises físico-químicas e bacteriológicas devem ser feitas
periodicamente, para manter o efluente nos padrões exigidos pela ETEC Mista;
f) No caso de equipamentos enterrados, só é seguro que se retire 1/3 do
seu volume útil, por ocasião das manutenções.
33 4.1 PLANO DE OPERÇÃO
O Supervisor deverá orientar e verificar se as rotinas estão sendo
executadas, tais como observado na tabela 6.
Tabela 6 - Rotina de Operação EQUIPAMENTO ATIVIDADES FREQUÊNCIA
Gradeamento Retirar sólidos grosseiros; Diariamente Depositar e destinar o material retirado em aterro sanitário; Diariamente
Desarenadora Retirar a areia depositada no fundo; Semanalmente A areia retirada deve ser destinada a aterro sanitário; Semanalmente
Caixa de Gordura Retirar a Gordura. Sempre que estiver saturada
Elevatória
Fazer a manutenção preventiva das bombas; Mensalmente
Alternar funcionamento das bombas, nunca deixando nenhuma delas por muito tempo sem funcionamento.
Semanalmente
Reator DAFA
Inspecionar o medidor e controlador de vazão, desentupindo os tubos e garantindo a vazão uniforme do esgoto;
Semanalmente
Limpar a calha de recolhimento e vertedouros. Semanalmente
Remover a escuma formada na superfície do reator, encaminhando-a para o leito de secagem e, em seguida, dispô-la em aterro sanitário;
Quando necessário
Observar a ocorrência de infiltrações na estrutura do reator e repará-las. Diariamente
Biofiltro
Limpar calha de recolhimento e vertedouros. Semanalmente
Lavar o filtro para evitar excesso de biomassa; Proceder às descargas do efluente no leito de secagem, entregá-lo para recolhimento à companhia local de saneamento, ou retorná-lo ao processo.
Quando necessário
Filtro Aerado Submerso
Lavar o filtro para evitar excesso de biomassa Quando necessário
Lodo - Proceder às descargas do efluente no leito de secagem, entregá-lo para recolhimento à companhia local de saneamento, ou retorná-lo ao processo.
Esperar de 2 a 3 meses para formação do manto. Em seguida retirar de dez em dez dias (ou sempre que os SST passarem dos 300mg/L) o volume de 1 a 2 m³ para cada 10m³ do equipamento, retornando-o para elevatória
Decantador
Remover o material sobrenadante; Quando necessário Limpar dispositivos de entrada e coleta. Quando necessário
Lodo - Proceder às descargas do efluente no leito de secagem, entregá-lo para recolhimento à companhia local de saneamento, ou retorná-lo ao processo.
Esperar de 2 a 3 meses para formação do manto. Em seguida retirar de dez em dez dias (ou sempre que os SST passarem dos 300mg/L) o volume de 1 a 2 m³ para cada 10m³ do equipamento, retornando-o para elevatória
34
Sistema de Desinfecção
Cuidar para que estejam sendo aplicadas as dosagens certas de produto desinfetante. Verificar se não há entupimento nas válvulas de cargas e descargas. Verificar se a bombona-reservatório não está vazia.
Diariamente
Fonte- Adaptado com dados de campo e com CHERNICHARO, C.A.L, 1997 A seguir será abordado as ocorrências mais comuns em cada
equipamento que devem ser evitadas para se obter o êxito da eficiência.
4.2 CAIXA DE GORDURA
A caixa de Gordura recebe efluentes das pias das cozinhas, e retém os
óleos, graxas, detergentes e corpos sólidos não biodegradáveis, que são lançados
na rede de esgoto.
O acúmulo de detritos na caixa gordura, provoca o entupimento e permite
a passagem dos óleos, graxas, detergentes e corpos sólidos não biodegradáveis
para o sistema. Eles são causadores de grandes problemas na ETEC Mista, tais
como, a formação de sobrenadantes, que com o passar do tempo endurece e acaba
impedindo a passagem de esgoto causando danos ao sistema biológico. Além de
provocar aderências nas redes coletoras do esgoto diminuindo sua capacidade de
fluxo, são causadoras de odores desagradáveis e causam danos aos corpos
receptores. A limpeza constante das caixas evita a mineralização e o entupimento.
Se a vazão for acima da capacidade de detenção da caixa a gordura, as
gorduras não ficam retidas passando para o sistema. E como geralmente nesse
caso de excesso de vazão só terá um tempo de detenção no Reator/DAFA e no
FAS, será nesses equipamentos que ocorrerá os danos, na figura 14.
(CHERNICHARO, 1997)
35
Figura 14 - Limpeza do Reator/DAFA com Gorduras mineralizadas Fonte:Biofibra,2010
Figura 15 - Limpeza da Caixa de Gorduras Fonte:Biofibra,2010
A limpeza geralmente é feito por empresas especializadas, porém pode
ser feito manualmente com auxilio de pás e ancinhos e o material deve ser
acondicionado em plásticos e ser destinados em aterros sanitários licenciados.
4.3 CAIXA DE GRADEAMENTO
A Caixa de Gradeamento recebe efluentes dos sanitários, lavabos e
chuveiros, retendo a passagem de lixos(papel higiênico, plástico, lixos diversos) para
o sistema.
A limpeza do gradeamento deve ser diária e manual, para evitar
obstrução das tubulações da ETEC Mista. Utilizando-se equipamentos de proteção
individual (Luva de Borracha, Óculos, etc.), deverão ser recolhidos os sólidos
grosseiros (lixo), colocados em recipiente próprio e encaminhados a um aterro
sanitário devidamente licenciado.
36 Dependendo do tipo de Gradeamento, se grossa, média ou fina, a
limpeza irá variar, pois quanto mais fina, mais reterá sólidos e irá precisar de mais
limpezas ao logo dos dias, como demonstrado no Tabela 7. A limpeza geralmente é
feito por empresas especializadas, porém pode ser feito manualmente com auxilio
de pás e ancinhos e material deve ser acondicionado em plásticos identificados para
material contaminado e ser destinados em aterros sanitários com as devidas
licenças ambientais. (JORDÃO, E.P.; PESSÔA,C.A,2005).
Tabela 7 - Quantidade de sólidos grosseiros removidos em função do
espaçamento entre as barras.
ESPAÇAMENTO (mm)
QUANTIDADE TÍPICA DE SÓLIDOS GROSSEIROS RETIDOS (L/1.000m³)
12,5 50 20 38 25 23 35 12 40 9 50 6
Fonte : (JORDÃO, E.P.; PESSÔA,C.A, 2005; P.164)
A experiência em campo demonstrou que entupimentos são provenientes
do excesso de lixos, figura 15, das grande impede a passagens do esgoto,
causando o transbordamento e a criação de um Tempo de Detenção Hidráulico
(TDH) provocando um odor desnecessário na ETEC Mista.
Figura 16 - Caixa de Gradeamento Parcialmente Entupida Fonte:o próprio Autor.2010
Já houve casos, onde a caixa de gordura não funcionava adequadamente
e a passagem da gordura entupiu as grades provocando a massa dura, figura 16, o
odor é altamente desagradável nessas situações.
37
Figura 17 - Caixa de Gradeamento Entupida por Gordura Fonte:o próprio Autor.2010
Esses entupimentos das grades provocam o retorno nas redes e o refluxo
do esgoto nos ralos dos sanitários.
4.4 CAIXA DESARENADORA
A Caixa Desarenadora recebe todo o esgoto e retém a areia do sistema.
A falta da limpeza periódica faz com que se acumule no fundo da caixa de areia, o
excesso deste material provoca a perda da capacidade da caixa e permite a
passagem de areia para o sistema que acaba causando desgastes nos motores das
bombas de sucção da elevatória .
Figura 18 - Caixa Desarenadora Fonte:o próprio Autor.2010
As Caixas Desarenadoras podem acumular gases explosivos ou tóxicos,
por tanto devem ser tomados alguns cuidados como deixar a área instalada bem
arejada. Deve ser sinalizada como zona explosiva e de potencialmente tóxica. E
tanto os visitantes como os operadores devem adotar medidas de seguranças.
(JORDÃO, E.P.; PESSÔA,C.A, 2005)
Na tabela 8, estão relacionados alguns problemas que ocorrem nas
Caixas Desarenadoras.
38 Tabela 8 - Problemas Operacionais
Ocorrências Causas Solução
Excesso de matéria orgânica. Velocidade muito baixa
Diminuir área da Caixa. TDH alto
Arraste da areia Velocidade muito Alta Remover a areia acumulada com mais freqüência; Adicionar mais uma caixa; TDH baixo
Fonte :Adaptado (JORDÃO, E.P.; PESSÔA,C.A, 2005; P.206)
Esse equipamento tem a finalidade de remover material inorgânico não
putrescível. O grão de areia é normalmente superior a 0,2mm com a velocidade de
sedimentação em média de 0,02m/s, que é maior que a da matéria orgânica.
(JORDÃO, E.P.; PESSÔA,C.A, 2005).
4.5 SISTEMA DE EQUALIZAÇÃO E ELEVAÇÃO
O Sistema de Equalização e Elevação (SEE), figura 8, é uma peça
fundamental no sistema das ETEC Mista, ela funciona como um tanque de
equalização ou pulmão. Isso ocorre porque o SEE é acrescido 80% a mais em seu
volume corresponde a vazão do projeto, que faz com que o esgoto seja
homogeneizado antes de ser bombeado para o Reator/UASB. O SEE também
recebe uma parte do lodo originado do F.A.S. e do Decantador para que ajudam na
equalização do esgoto que entram no Reator/UASB o tornado mais eficiente .
Figura 19 - Sistema de Equalização e Elevação - SEE Fonte:Biofibra,2010
Para que não ocorram odores desagradáveis no SEE, é necessário fazer
o controle da vazão que é realizada em uma peça, figura 20, acoplada no
Reator/UASB. Sua função e retornar o excesso de vazão ao SEE, ao operar esse
39 movimento faz com que o sistema de elevação funcione mais vezes evitando com
esgoto fique parado no SEE.
Figura 20 - Medidor e Controladora de Vazão Fonte:Biofibra,2010
É no SEE que aplica-se os insumos, tais como, a solução alcalinizante
para correção do pH e os Microorganismos Efetivos (EM) para estabilizar a digestão
do efluente, e, juntamente com o lodo, oriundo do F.A.S e do Decantador,
equalizando o novo efluente que entra e é elevado para o Reator/UASB. Essa
equalização permite evitar os choques no Reator/UASB que causa danos no
processo de digestão.
4.5.1 Microorganismos Efetivos (EM)
O Microorganismo efetivo é um equilibrador do sistema que induz os
microorganismos facultativos do Tratamento serem fermentativos e fotossintético. No
mercados existem varias marcas, porem cada marca tem seu microorganismos
específicos
O Produto deve ser ativado seguindo a proporção de um litro do produto,
um quilo de açúcar e dezoito litros de água de acordo com especificação do
fabricante, Tabela 9. Uma vez ativado deverá ser aplicado no SEE, sua durabilidade
depois de ativado varia de 30-60 dias. Por tanto, deve-se fazer o cálculo da
quantidade necessária para aplicação para que nunca falte o produto, fichas
técnicas e de segurança em anexos A, B e C. (AMBIEM, 2010)
40 Tabela 9 - Ativação do Acelerador Biológico - EM
EM Açúcar escuro (mascavo ou demerara)/ Melaço de cana Água
1 litro 1 Kg 18 litros
5 litros 5 Kg 90 litros
20 litros 20 Kg 360 litros
Fonte : (AMBIEM, 2010; FICHA TÉCNICA)
Para facilitar o manuseio, deve-se ajustar a bomba dosadora com o
tempo (8; 12; 24 horas) de funcionamento do local onde será instalada. Para
conseguir este resultado deve-se aplicar o produto ativado em doses regulares, nos
seguintes momentos:
a) Choque - 1L do produto ativado para cada 1m³ Volume do
Equipamento – única vez;
b) Estabilização - 1L produto ativado para cada 1m³ afluente da
vazão diária de esgoto por dia durante 3 meses;
c) Manutenção - 1L produto ativado para cada 10m³ afluente da
vazão diária de esgoto por dia; (AMBIEM, 2010)
4.6 REATOR DAFA
Nos Reatores sem defletores (DAFA) existe uma facilidade da operação,
uma vez que, com os defletores, a ocorrência de eventuais entupimentos desses
defletores com escumas mineralizadas obstruindo a saída de gases, é frequente.
É no Reator/DAFA que apresenta as maiores ocorrências dos problemas
de corrente a falta de uma boa operação no tratamento preliminar.
A formação da manta de lodo onde ocorre a digestão do esgoto, figura 21,
leva em torno de 180 dias. É durante esse processo, que acontece a climatização
das bactérias e uma boa operação com o controle das variáveis irão formar um bom
manto, principalmente a vazão para não ocorra choques.
41
Figura 21 - Lodo em Formação Fonte: Autor, 2010
Nessa fase ter um descontrole das variáveis, principalmente a vazão para
ocorre danos no Reator, a principal identificação e a formação de escumas
sobrenadantes ultrapassando o NA e deixando passar lodo para o F.A.S, figura 22.
Figura 22 - Escumas Fonte: Autor, 2010
Figura 23 - Proliferação de Insetos e Vermes Fonte: Autor, 2010
Essa proliferação da figura 23, é provocado pela parada do fluxo por
muito tempo, 4 a 7 dias.
42 4.7 FILTRO AERADO DE LEITO SUBMERSO (F.A.S)
A colmatação do F.A.S é difícil de ocorre, mas acontece, com excessos
de sólidos não digeridos no reator que acabam passando para o filtro. Esses sólidos
alem de poder causar a colmatação também provocam a formação de espumas na
superfície do tanque e aeração ajuda com a sua dispersão.(CLETO, 2010)
Na figura 24, ocorreu a colmatação da terceiro compartimento do F.A.S,
tem que se abrir o registro de esgotamento do lodo e sacudir o material percolante
para que volte a correr o fluxo normal.
Figura 24 - Colmatação do F.A.S Fonte: Autor, 2010
Muitos desse casos, ocorre devido a falta do retorno do lodo do
Decantador que com a formação de gases faz o mesmo flutuar impedindo a
passagem do fluxo. Em outros, ocorre devido o processo da formação do “Bulking”,
formam uns filamentos impedindo a passagem normal do fluxo dentro do F.A.S. Tem
também, a falta do retorno do lodo, que provoca o entupimento da passagem do
compartimento central para o terceiro, fazendo com que o fluxo passe por cima do
vertedor.
4.8 DECANTADOR
A rotina de operação de um Decantador é muito importante, deve-se fazer
o retorno de lodo com freqüência de acordo com o plano para evitar a formação do
“jacaré”, que é lodo que flota devido ao demasiado tempo no fundo. Esse lodo
começa formar gases da digestão anaeróbia e ficando com a densidade mais leve
acaba indo para superfície formando uma camada gelatinosa e espessa,figura 25,
impedindo a passagem do fluxo. Esse processo começa fazer o refluxo nos outros
equipamentos.
43
Figura 25 - Formação de “jacaré” no Decantador Fonte: Autor, 2010
Pode movimentar para o gás sair e assim poder sedimentar novamente,
ou retirar com auxilio de uma rede, ou succionar com caminhão “vac-all”. Para evitar
uma nova ocorrência, deve-se aumentar a frequência do retorno do lodo para SEE.
4.9 DESINFECÇÃO
O hipoclorídrico de sódio a com uma concentração de 12% é o
desinfetantes mais utilizado no tratamento de esgoto.
Esse produto é bastante abrasivo e é comum causar danos nas
mangueiras de aplicação, tais como, provocar pequenas rachaduras causando o
derramamento do produto, figura 26.
Figura 26 - Rompimento da Mangueira de Aplicação. Fonte: Autor, 2010
Ocorre também entupimentos nos bicos injetores, por ser um sal o
hipoclorídrico se cristaliza em contato com ar. E são esses cristais que podem
causar o entupimento dos bicos injetores.
44
Figura 27 - Bomba Dosadora Fonte: Autor, 2010
Uma outra ocorrência é entrada de bolhas de ar na mangueira, que
também impede a passagem do hipoclorídrico de sódio.
5 RESULTADOS
Para atingir os resultados de projeto tem que se fazer um controle
operacional das variáveis através de métodos de analises de campo. Evitando os
choques, que numa ETEC Mista, por ser compacta, são muito mais danosos que em
uma ETE de grandes volumes.
A ETEC Mista em estudo foi acompanhada durante 3 meses, dentro os
quais foram aplicados os controles operacionais da variáveis com base dos
resultados das analises de campo. As analises foram realizadas uma vez por
semana, dependo do resultado eram inferidos os devidos ajustes operacionais.
5.1 CONTROLE OPERACIONAL E VARIÁVEIS
A eficiência da ETEC Mista está vinculada a uma série de variáveis.
diante das observações de campo foram identificadas as principais variáveis
operacionais com maior facilidade de detecção em campo. Na Tabela 10 , estão
apresentadas os principais problemas observados em campo durante a operação da
ETEC Mista e as ações tomadas para solucionar os problemas, com suas
respectivas variáveis operacionais.
45 Tabela 10 - Queda de eficiência do sistema observada em campo e ações
tomadas. PROBLEMAS
IDENTIFICADOS AÇÕES TOMADAS VARIÁVEIS
Retorno de esgoto nos ralos; Verificar a Caixa de Gradeamento Detecção Visual Passagens de areia para os equipamentos
Verificar e limpar com mais freqüência a Caixa Desarenadora Detecção Visual
Excesso de vazão ocorrendo a diminuição do tempo de detenção;
Verificar e ajustar o Medidor e Controlador de Vazão;
Vazão
Variação pH;
Adicionar cal Hidratada, a fim de elevar a alcalinidade do reator e manter o pH próximo de 7.0;
Testes Titulométricos para pH
Adicionar Acido Nítrico, a fim diminuir a alcalinidade do reator e manter o pH próximo de 7.0;
Testes Titulométricos para pH
Excesso de SST na saída do tratamento
Diminuir vazão efluente Vazão
Descarregar o Decantador Teste com Cone Inhoff
ou com um Jarro graduado de um litro
Excesso de OD no F.A.S Efetuar paradas de +/- 2h para controle do OD
Testes Titulométricos para OD
Processo de “BULKING”- Excesso de sobrenadantes gelatinoso e cinza bem escuro (crescimento descontrolado das bactérias filamentosas) nos Decantadores provoca o entupimento do sistema. A principal causa do desequilíbrio da fauna do sistema é a da queda brusca da relação alimento/microorganismo, ou seja, a falta de alimento. Mas também provocado pela falta de OD.
Controlar o OD. Testes Titulométricos para OD
Aumentar a relação alimento/microorganismos.
Sobrenadantes (Detecção Visual)
Parada do fluxo Verificar o excesso de sobrenadantes no Decantador.
Sobrenadantes (Detecção Visual)
Sobrenadantes no Decantador
Executar descarga de fundo com uma certa regularidade para evitar a formação de gases no fundo do Decantador provocando a flotação do lodo decantado.
Sobrenadantes (Detecção Visual)
Entupimentos provocados por defletor do reator Remover / substituir defletor Gordura (Detecção
Visual)
Sem Cloro Residual Regular a dosadora de Cloro Testes Titulométricos para cloro
Fonte: Autor, 2010 A seguir os problemas operacionais serão discutidos de acordo com a
etapa do tratamento.
Das variáveis observadas, a mais significativa, vivenciada em campo, no
controle da eficiência foi a estabilização da vazão, pois a sua sazonalidade provoca
46 um desequilíbrio em função na concentração de nutriente e carga orgânica na ETE,
podendo causar a morte do Lodo ativo no Reator/DAFA.
A ETEC Mista em estudo, foi projetada para 150 pessoas e hoje existem
no canteiro 350 pessoas, ou seja, 57,14% a mais de vazão por dia, sem contar os
visitantes. Com este aumento significativo da vazão traz consequências graves para
eficiência da ETEC Mista, como variação brusca da entrada de DQO, apesar de não
ser uma variável de campo, desencadeia as outras variáveis de campo Essa
variação é devido as cozinhas industriais, mesmo que não haja fabricação dos
alimentos no local. Como o tratamento preliminar não foi concebido para reter os
grãos, este tem passado para o sistema aumentando o DQO e aliado com o
aumento da vazão prejudicando a estabilidade dos Reatores/DAFA e
desencadeando o choque e perda da eficiência do sistema.
Para diminuir os efeitos nocivos do aumento de vazão é fazendo o
controle da vazão na controladora de vazão deixando passar só o que a ETEC Mista
suporta e a vazão excedente retornando para o SEE e aplicar o EM para que
comece a estabilização antes de entrar no Reator/DAFA. Esse procedimento deve
ser acompanhado até que se amplie a ETEC Mista
5.2 MÉTODOS DE ANALISES EM CAMPO DAS VARIÁVEIS
O ideal que fosse feito as analises de campo das variáveis diariamente
para se ter um efetivo controle da ETEC Mista. Abaixo estão demonstrado os
componentes químico e físico para realização para os testes de cada variável que
pode ser aplicado em campo sem muita dificuldade.
a) pH
Para a determinação do pH em campo usando o Papel Teste para faixa
de 0 até 14 aplicando no esgoto de entrada e no esgoto de saída. Compare a
coloração para obter o resultado.
47
Figura 28 - Papel Teste de pH Fonte: WWW.3bscientific.com.br, 2010
Para a determinação do pH em campo usando cinco gotas do Vermelho
Fenol vermelho 1% com o esgoto balizado na marca do frasco, figura 28, para a
faixa de 6,5 até 8, sendo a faixa ideal de manter o esgoto é de 6,5 – 7,2. Compare
a coloração para obter o resultado.
Figura 29 - Kit de Analise de Cloro e pH Fonte: Autor, 2010
b) Cloro Residual:
Para a determinação do cloro residual usa-se reagente composto por:
ácido clorídrico < 10% + Otortoluidina < 1%, figura 28, para uma faixa de 0-5ppm,
sendo a faixa ideal para se manter o controle dos CF é de 0,5 – 1ppm. Compare a
coloração para obter o resultado.
c) Temperatura:
Para a determinação da temperatura do esgoto usa-se um Termômetro
de mercúrio ou digital. Não foi aplicado no estudo, por estar numa região onde a
temperatura é constante sem variações que possa interferir no sistema de
tratamento.
48 d) Sólidos Sedimentáveis:
Cone Imhoff + suporte (dê preferência aos de plásticos para evitar
acidentes).
Figura 30 - Cone Imhoff Fonte: www.q-i-s.net, 2010
Coleta-se um litro de esgoto da entrada e de saída colocando em cada
cone identificando o de entrada e o de saída. Cronometra um hora e depois lê-se a
marca de sólidos na graduação do cone.
Também se utiliza no Decantador para verificar se está hora de se fazer a
descarga de fundo. Nesse caso, se a medida de sólidos estiver igual o maior que
300ml deve-se realizar operação.
e) Oxigênio Dissolvido:
Para a determinação do usa-se reagente composto por ácido, figura 31.:
Balizar a amostra de esgoto na marca do frasco de analise, colocar 02 gotas da
Solução Reagente 1 :Sulfato Manganoso, Água Destilada, tampar o frasco e agitar
para homogeneização da solução. Em seguida adicionar 02 gotas da Solução
Reagente 2: Hidróxido de Sódio, Iodeto de Potássio, Água Destilada, tampar o
frasco e agitar para homogeneização da solução. Em seguida adicionar 02 gotas da
Solução Reagente 3: Ácido Sulfúrico, Água Destilada, tampar o frasco e agitar para
homogeneização da solução. Após aguardar 05 minutos mantendo a proveta
abrigada do sol e escuro. Ao término dos cincos minutos compare a coloração,
figura 32, com a tabela para obter o resultados.
49
Figura 31 - Kit de Analise de OD Fonte: Autor, 2010
Figura 32 - Tabela de indicação Fonte: LabonTest, 2010
f) Vazão:
Com o auxilio de uma régua, vê-se a altura, em cm, que o esgoto está
passando no vertedor do tipo Thompson (com a abertura em “v” com as laterais de
16 cm com um ângulo entre si de 90° e a base de 32 cm) e faz-se a leitura na tabela
11.
50 Tabela 11 - Medição da Vazão
Altura (Cm) Vazão (L/s)
00 000
1,0 0,008
2,0 0,045
3,0 0,123
4,0 0,252
5,0 0,441
6,0 0,695
7,0 1,022
8,0 1,427
9,0 1,916
10,0 2,493
11,0 3,164
12,0 3,932
13,0 4,804
14,0 5,781
15,0 6,870
16,0 8,073
17,0 9,394
18,0 10,837
19,0 12,405
20,0 14,102
Fonte:Biofibra, 2010
51 6 CONCLUSÃO.
As ETEC Mistas apresentam como uma boa solução para pequenas
comunidades e para municípios por terem obtidos um bom desempenho
operacional, dede que sejam bem operada.
A ETEC Mista de estudo durante os 03 meses de acompanhamento
obteve uma eficiência de 97,2% de redução no DQO; 94,8% na diminuição de SST,
pH vario sempre na casa do 7,2, 79% na remoção do Fósforo Total, 79,3% na
remoção do Nitrogênio Total, OD se manteve na faixa de 5,8ppm e 99,999% de CF.
O produto EM tem obtidos bons resultados de eficiência, desde que
aplicado corretamente, mesmo com o aumento da vazão de esgoto, teve uma
redução da DBO de 99%.(AMBIEM, 2010)
O EM tem demonstrado que pode ser um grande aliado das ETEC Mista
para se atingir os níveis de eficiência que os órgãos ambientais tem exigido para
melhoria dos corpos receptores (AMBIEM, 2010)
Foi obtido uma diminuição significativas dos gases tóxicos, característicos
do Tratamento Anaeróbio, que são resultados da produção da Amônia (NH4) e do
Dióxido de Enxofre (H2S), que são os causadores de odores desagradáveis na
ETEC Mista. (AMBIEM, 2010)
Além do EM equilibrar o sistema, fazendo com a ETEC Mista obtenha os
resultados esperados, ele é de baixíssimo custo.(AMBIEM, 2010).
Outra característica interessante é que o EM contribui para a diminuição
dos microorganismos patogênicos. Isso significa a diminuição do uso do
hipoclorídrico de sódio a 12% que é tão prejudicial ao Meio Ambiente.
Porém, esse resultado satisfatório só aparece depois da quarta semana
de aplicação regulares e o controle do choque na ETEC Mista, ou seja, a
regularização e equalização da vazão, reiterando o uso do SEE em todas as ETEC
Mistas (AMBIEM, 2010).
Atualmente, ETEC Mista de estudo não está sendo bem operada e
apresenta uma significativa perda de eficiência. Apresenta fortes odores,
característica principal do mal funcionamento do sistema. Em ultimas analises o
DQO só obteve uma redução de apenas 28,6% e os parâmetros também tiveram o
mesmo resultado, um péssimo resultado.
52 Estas analises comprovam que a ETEC Mista só terá um bom resultado
se bem assistidas por pessoas qualificadas e com treinamento de atualização
constante. É bom ressaltar que cada ETEC Mista irá apresentar características de
operação diferentes.
53
REFERÊNCIAS. CHERNICHARO, C.A.L.-Princípios do Tratamento Biológico de Águas Residuárias, v5. Reatores Anaeróbios - Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental – DESA-UFMG, Belo Horizonte (1997), 245p;
CLETO FILHO, OSVALDO.- Curso de Estação de Tratamento de Dejetos Industriais– EduTech Ambiental – São Paulo, 2010
JORDÃO, E.P.; PESSÔA,C.A.-Tratamento de Esgoto Doméstico - 4. ed. Rio de Janeiro: ABES, 932 p. 2005;
Normas Técnicas da ABNT NBR 13.969 /97 – “Unidades de Tratamento Complementar e disposição final dos efluentes Líquidos – Projeto, Construção e Operação’’;
SINOTI ,ANDRÉ LUIZ LOPES E SOUZA, MARCO ANTONIO ALMEIDA DE - II-047 - Processo Eletrolítico No Tratamento De Esgotos Sanitários: Estudo Da Sua Aplicabilidade E Mecanismos Associados- 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental
Site - http://portalexame.abril.com.br/meio-ambiente-e-energia/noticias/mais-metade-domicilios-brasileiros-nao-tinham-redes-esgoto-2008-589583.html, 20/08/2010 | 10:27
Site - http://www.em-la.com DR.TERUO HIGA - EMRO Partner -"EM™" and "EM•1®" are the trademarks of EM Research Organization, Inc. (EMRO). You may not use the trademark without prior written consent of EMRO - SIMÕES, Cid. - Ambiem Ltda. Brasil- Lauro de Freita, BA. 08/11/2010 | 20:17 Site: http://biofibra.com.br/php/ Biofibra Indústria e Com. Ldta. 09/11/2010 | 17:25
VON SPERLING, MARCOS – Introdução à Qualidade das Águas e ao Tratamento de Esgotos, v1.. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental – DESA-UFMG, Belo Horizonte (1997), 443p;
VON SPERLING, MARCOS - Princípios Básico do Tratamento de Esgotos, v1. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental – DESA-UFMG, Belo Horizonte (1997), 209p;
VON SPERLING, MARCOS - Princípios do Tratamento Biológico de Águas Residuárias, Lodos Ativados. v4. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental – DESA-UFMG, Belo Horizonte (1997), 428p;
54
APENDICE
55
ANEXO
56 ANEXO A
57 ANEXO B
58 ANEXO C
