it_ar urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf
TRANSCRIPT
![Page 1: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/1.jpg)
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
![Page 2: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/2.jpg)
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.
![Page 3: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/3.jpg)
ÁGUAS RESIDUAIS URBANAS E INDUSTRIAIS COM CARACTERÍSTICAS EQUIVALENTES TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO 2
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
![Page 4: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/4.jpg)
ÁGUAS RESIDUAIS URBANAS E INDUSTRIAIS COM CARACTERÍSTICAS EQUIVALENTES TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO 3
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).
![Page 5: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/5.jpg)
ÁGUAS RESIDUAIS URBANAS E INDUSTRIAIS COM CARACTERÍSTICAS EQUIVALENTES TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO 4
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)
![Page 6: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/6.jpg)
ÁGUAS RESIDUAIS URBANAS E INDUSTRIAIS COM CARACTERÍSTICAS EQUIVALENTES TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO 5
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).
![Page 7: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/7.jpg)
ÁGUAS RESIDUAIS URBANAS E INDUSTRIAIS COM CARACTERÍSTICAS EQUIVALENTES TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO 6
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
![Page 8: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/8.jpg)
ÁGUAS RESIDUAIS URBANAS E INDUSTRIAIS COM CARACTERÍSTICAS EQUIVALENTES TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO 7
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.
![Page 9: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/9.jpg)
ÁGUAS RESIDUAIS URBANAS E INDUSTRIAIS COM CARACTERÍSTICAS EQUIVALENTES TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO 8
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)
![Page 10: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/10.jpg)
ÁGUAS RESIDUAIS URBANAS E INDUSTRIAIS COM CARACTERÍSTICAS EQUIVALENTES TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO 9
→ 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
![Page 11: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/11.jpg)
ÁGUAS RESIDUAIS URBANAS E INDUSTRIAIS COM CARACTERÍSTICAS EQUIVALENTES TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO 10
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
![Page 12: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/12.jpg)
ÁGUAS RESIDUAIS URBANAS E INDUSTRIAIS COM CARACTERÍSTICAS EQUIVALENTES TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO 11
→ 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
![Page 13: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/13.jpg)
ÁGUAS RESIDUAIS URBANAS E INDUSTRIAIS COM CARACTERÍSTICAS EQUIVALENTES TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO 12
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
![Page 14: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/14.jpg)
Constituent transformation and removal processes (i.e., fate processes) in the environment
(Continued)
![Page 15: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/15.jpg)
(Continued)
![Page 16: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/16.jpg)
Important factors that must be considered when evaluating
and selecting unit operations and proc
(Continued)
![Page 17: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/17.jpg)
(Continued)
![Page 18: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/18.jpg)
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.
![Page 19: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/19.jpg)
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
![Page 20: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/20.jpg)
High-rate clarification processes:
(a) ballasted flocculation,
(b) lamella plate clarification, and
(c) dense-sludge
![Page 21: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/21.jpg)
Definitions of common terminology used for biological wastewater treatment a
![Page 22: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/22.jpg)
Major biological treatment processes used for wastewater treatment
![Page 23: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/23.jpg)
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
![Page 24: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/24.jpg)
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
![Page 25: IT_AR urbanas e industriais_tecnologias de tratamento.pdf](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062906/587242281a28abc35e8b73b1/html5/thumbnails/25.jpg)
Bath processes biomass growth phases
with changes in substrate and biomass versus time