reator uasb - Funasa
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FUNASA<br />
IV Seminário Internacional de Engenharia de Saúde Pública<br />
Belo Horizonte, 18-22 março 2013<br />
Painel: Esgotamento Sanitário<br />
TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO DE<br />
ESGOTOS<br />
Marcos von Sperling<br />
Universidade Federal de Minas Gerais
INTRODUÇÃO
Tópicos solicitados pela FUNASA<br />
• Estado da arte da tecnologia (principalmente na<br />
área de atuação da FUNASA)<br />
• Tecnologias convencionais e alternativas<br />
• Custo<br />
• Operação e manutenção<br />
• Eficiência<br />
• Porte populacional<br />
• Inovações tecnológicas (pesquisas e escala real)<br />
• Legislação ambiental
Distribuição populacional dos municípios no Brasil<br />
Faixa de população (hab)<br />
Fonte: IBGE – Censo 2010<br />
Até 5.000 hab: 23% dos municípios 2% da população<br />
Até 10.000 hab: 45% dos municípios 7% da população<br />
Até 20.000 hab: 70% dos municípios 17% da população
Relação entre cobertura e porte da comunidade<br />
Cobertura (%)<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
abastecimento de agua esgotos<br />
Slide retirado de Heller (2011) – Políticas públicas em saneamento<br />
Mais de 200000<br />
50.000 - 200.000<br />
20.000 - 50.000<br />
5.000 - 20.000<br />
Ate 5.000
LEGISLAÇÃO PARA PROTEÇÃO DOS<br />
CORPOS D´ÁGUA
RESOLUÇÕES CONAMA 357/2005 e 430/2011<br />
Padrões do corpo d´água e de lançamento<br />
Maior controle sobre os padrões de lançamento,<br />
mas necessidade de cumprir também padrões do<br />
corpo d’água
PARÂMETROS DE INTERESSE PARA ESGOTOS SANITÁRIOS<br />
RESOLUÇÃO CONAMA 357/05 - CORPOS DE ÁGUA DOCE<br />
Parâmetro Unidade Águas doces<br />
1 2 3 4<br />
DBO 5 mg/L 3 5 10<br />
OD mg/L 6 5 4 2<br />
N amoniacal total (pH7,5) mgN/L 3,7 3,7 13,3<br />
N amoniacal total (7,5
RESOLUÇÃO CONAMA 357/2005<br />
Razões de diluição necessárias para atendimento aos<br />
padrões da Classe 2, usando equação da mistura<br />
Concentrações típicas nos esgotos domésticos<br />
Parâmetro Esgoto<br />
bruto<br />
Efluente<br />
primário<br />
Efluente<br />
secundário<br />
Efl. secund.<br />
+ lagoa<br />
matur.<br />
DBO5 (mg/l) 350 240 35 30<br />
OD (mg/l) 0,0 0,0 1,0 6,0<br />
CF (org/100 ml) 1 x 10 7 7 x 10 6 1 x 10 6 1 x 10 3<br />
Simples equação da mistura<br />
(concentrações no ponto da mistura,<br />
assumindo Cr=0 para DBO e coli)<br />
C<br />
o<br />
<br />
C<br />
r<br />
. Q<br />
Q<br />
r<br />
r<br />
C<br />
Q<br />
Q<br />
Razão diluição <br />
Q<br />
e<br />
e<br />
. Q<br />
r<br />
e<br />
e<br />
<br />
(C<br />
(C<br />
e<br />
C<br />
perm<br />
perm<br />
C<br />
r<br />
)<br />
)<br />
Coli fecais<br />
OD<br />
DBO5<br />
1 10 100 1000 10000<br />
RAZÃO DE DILUIÇÃO (Qrio/Qefl)<br />
Efl.sec+matur.<br />
Efl.secund.<br />
Efl.primário<br />
Esg. bruto
INFLUÊNCIA DA % DE COLETA/TRATAMENTO DOS ESGOTOS E<br />
DA % DE REMOÇÃO DE COLIFORMES NO TRATAMENTO DOS<br />
ESGOTOS NA CONCENTRAÇÃO GLOBAL RESULTANTE<br />
Exemplo: coliformes no esgoto bruto: 1,00x10 8 NMP/100ml<br />
Cobertura de coleta e tratamento: 90%<br />
Eficiência de remoção de coliformes na ETE: 90%<br />
1x10 8<br />
1x10 8<br />
ETE<br />
1x10 7<br />
1,90x10 7
INFLUÊNCIA DA % DE COLETA/TRATAMENTO DOS ESGOTOS E<br />
DA % DE REMOÇÃO DE COLIFORMES NO TRATAMENTO DOS<br />
ESGOTOS NA CONCENTRAÇÃO GLOBAL RESULTANTE<br />
Exemplo: coliformes no esgoto bruto: 1,00x10 8 NMP/100ml<br />
Cobertura de coleta e tratamento: 90%<br />
Eficiência de remoção de coliformes na ETE: 99,999%<br />
1x10 8<br />
1x10 8<br />
ETE<br />
1x10 3<br />
1,00x10 7
INFLUÊNCIA DA % DE COLETA/TRATAMENTO DOS ESGOTOS E<br />
DA % DE REMOÇÃO DE COLIFORMES NO TRATAMENTO DOS<br />
ESGOTOS NA CONCENTRAÇÃO GLOBAL RESULTANTE<br />
Exemplo: coliformes no esgoto bruto: 1,00x10 8 NMP/100ml<br />
Cobertura de coleta e tratamento: 99%<br />
Eficiência de remoção de coliformes na ETE: 99,999%<br />
1x10 8<br />
1x10 8<br />
ETE<br />
1x10 3<br />
1,00x10 6
INFLUÊNCIA DA % DE COLETA/TRATAMENTO DOS ESGOTOS E<br />
DA % DE REMOÇÃO DE COLIFORMES NO TRATAMENTO DOS<br />
ESGOTOS NA CONCENTRAÇÃO GLOBAL RESULTANTE<br />
Exemplo: coliformes no esgoto bruto: 1,00x10 8 NMP/100ml<br />
Cobertura de coleta e tratamento: 99,999%<br />
Eficiência de remoção de coliformes na ETE: 99,999%<br />
1x10 8<br />
1x10 8<br />
ETE<br />
1x10 3<br />
2,00x10 3
INFLUÊNCIA DA % DE COLETA/TRATAMENTO DOS ESGOTOS E<br />
DA % DE REMOÇÃO DE COLIFORMES NO TRATAMENTO DOS<br />
ESGOTOS NA CONCENTRAÇÃO GLOBAL RESULTANTE<br />
Porcentagem do<br />
esgoto<br />
gerado que é<br />
coletado<br />
e tratado<br />
Exemplo: coliformes no esgoto bruto: 1,00E+8<br />
Eficiência na remoção de coliformes no tratamento dos<br />
esgotos<br />
0% 90% 99% 99,9% 99,99% 99,999% 99,9999%<br />
99,99999<br />
%<br />
99,999999<br />
%<br />
0 log 1 log 2 log 3 log 4 log 5 log 6 log 7 log 8 log<br />
0% 1,000E+8 1,000E+8 1,000E+8 1,000E+8 1,000E+8 1,000E+8 1,000E+8 1,000E+8 1,000E+8<br />
10% 1,000E+8 9,100E+7 9,010E+7 9,001E+7 9,000E+7 9,000E+7 9,000E+7 9,000E+7 9,000E+7<br />
20% 1,000E+8 8,200E+7 8,020E+7 8,002E+7 8,000E+7 8,000E+7 8,000E+7 8,000E+7 8,000E+7<br />
30% 1,000E+8 7,300E+7 7,030E+7 7,003E+7 7,000E+7 7,000E+7 7,000E+7 7,000E+7 7,000E+7<br />
40% 1,000E+8 6,400E+7 6,040E+7 6,004E+7 6,000E+7 6,000E+7 6,000E+7 6,000E+7 6,000E+7<br />
50% 1,000E+8 5,500E+7 5,050E+7 5,005E+7 5,001E+7 5,000E+7 5,000E+7 5,000E+7 5,000E+7<br />
60% 1,000E+8 4,600E+7 4,060E+7 4,006E+7 4,001E+7 4,000E+7 4,000E+7 4,000E+7 4,000E+7<br />
70% 1,000E+8 3,700E+7 3,070E+7 3,007E+7 3,001E+7 3,000E+7 3,000E+7 3,000E+7 3,000E+7<br />
80% 1,000E+8 2,800E+7 2,080E+7 2,008E+7 2,001E+7 2,000E+7 2,000E+7 2,000E+7 2,000E+7<br />
90% 1,000E+8 1,900E+7 1,090E+7 1,009E+7 1,001E+7 1,000E+7 1,000E+7 1,000E+7 1,000E+7<br />
99% 1,000E+8 1,090E+7 1,990E+6 1,099E+6 1,010E+6 1,001E+6 1,000E+6 1,000E+6 1,000E+6<br />
99,9% 1,000E+8 1,009E+7 1,099E+6 1,999E+5 1,100E+5 1,010E+5 1,001E+5 1,000E+5 1,000E+5<br />
99,99% 1,000E+8 1,001E+7 1,010E+6 1,100E+5 2,000E+4 1,100E+4 1,010E+4 1,001E+4 1,000E+4<br />
99,999% 1,000E+8 1,000E+7 1,001E+6 1,010E+5 1,100E+4 2,000E+3 1,100E+3 1,010E+3 1,001E+3<br />
99,9999% 1,000E+8 1,000E+7 1,000E+6 1,001E+5 1,010E+4 1,100E+3 2,000E+2 1,100E+2 1,010E+2<br />
99,99999% 1,000E+8 1,000E+7 1,000E+6 1,000E+5 1,001E+4 1,010E+3 1,100E+2 2,000E+1 1,100E+1
TECNOLOGIAS DE<br />
TRATAMENTO DE ESGOTOS
SISTEMAS DE TRATAMENTO TRADICIONAIS<br />
Principal objetivo dos sistemas abaixo: redução da<br />
matéria orgânica (nível secundário de tratamento)<br />
• Lagoas de estabilização<br />
• Disposição controlada no solo<br />
• Sistemas alagados construídos<br />
• Reatores anaeróbios<br />
• Lodos ativados<br />
• Reatores aeróbios com biofilme<br />
Sistemas<br />
naturais Sistemas<br />
simplificados<br />
Sistemas<br />
mecanizados
SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS<br />
• No Brasil, não há limitação tecnológica para o<br />
tratamento dos esgotos<br />
• Soluções consolidadas + alternativas recentes<br />
• Pesquisas: Prosab/FINEP + FUNASA
CePTS – Centro de Pesquisa e<br />
Treinamento em Saneamento<br />
(UFMG/Copasa)<br />
ETE Arrudas, Belo Horizonte<br />
Download de video e folheto: www.desa.ufmg.br
CePTS – Centro de Pesquisa e Treinamento em<br />
Saneamento (UFMG/Copasa)<br />
ETE Arrudas, Belo Horizonte<br />
CePTS<br />
decantador<br />
primário<br />
tanque de<br />
aeração<br />
decantador<br />
secundário<br />
ETE Arrudas – BH (1,4 milhão de habitantes)
CePTS – Centro de Pesquisa e Treinamento em<br />
Saneamento (UFMG/Copasa)<br />
ETE Arrudas, Belo Horizonte
REATORES ANAERÓBIOS
REATORES ANAERÓBIOS<br />
Sistema fossa séptica – filtro anaeróbio<br />
Tanque séptico de<br />
câmara única<br />
Filtro anaeróbio
REATORES ANAERÓBIOS<br />
Reator UASB<br />
ETE Experimental Arrudas – UFMG / COPASA<br />
Ferro-cimento; 250 hab
ETE Experimental Arrudas – UFMG / COPASA<br />
UASB + filtro biológico percolador<br />
Fibra de vidro; 500 hab<br />
REATORES ANAERÓBIOS<br />
Reator UASB<br />
ETE Experimental Arrudas – UFMG / COPASA<br />
UASB; Aço carbono; 700 hab
REATORES ANAERÓBIOS<br />
Decantador<br />
ETE São Sebastião – DF (Caesb) – 77.000 hab<br />
Reator UASB<br />
Separador<br />
trifásico<br />
Tubulação<br />
de gás
Reator UASB<br />
ETE Bacanga - São Luís<br />
REATORES ANAERÓBIOS<br />
Reator UASB<br />
Tratam prelim
ETE Onça, Belo Horizonte (COPASA)<br />
1 milhão de habitantes<br />
REATORES ANAERÓBIOS<br />
Reator UASB
Afluente<br />
- Contribuição de<br />
águas pluviais<br />
- Materiais inertes<br />
- Óleos e graxas<br />
REATORES UASB<br />
Possíveis pontos de melhorias<br />
Biogás<br />
- Tratamento<br />
- Recuperação de energia<br />
Gás residual<br />
- Tratamento<br />
- Recuperação de energia?<br />
Lodo<br />
- Materiais inertes<br />
- Patógenos<br />
- Desidratação<br />
Efluente<br />
- Remoção de H 2S<br />
- Remoção de CH 4<br />
- Recuperação de<br />
energia?<br />
Desafios adicionais: controle de maus odores, corrosão e<br />
escuma<br />
Fonte: adaptado de Chernicharo (2010)
REATOR UASB +<br />
PÓS-TRATAMENTO
NECESSIDADE DE PÓS-TRATAMENTO DO<br />
EFLUENTE ANAERÓBIO<br />
Eficiências de remoção em <strong>reator</strong>es UASB tratando<br />
esgotos sanitários:<br />
DBO e DQO: ~ 60-70%<br />
N e P: bem baixa (incorporação na biomassa)<br />
Patógenos: coliformes: ~ 80%; ovos de<br />
helmintos: ~ 80%<br />
Pós-tratamento
TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO DE ESGOTOS<br />
Reator UASB + pós-tratamento<br />
Qualquer das tecnologias usadas para o<br />
tratamento do esgoto bruto pode ser utilizada<br />
como pós-tratamento<br />
Vantagens:<br />
• Certa redução nos custos de implantação<br />
• menor volume e área das unidades<br />
• Grande redução nos custos de operação<br />
• menor consumo de energia<br />
• menor quantidade de lodo a ser disposto
LAGOAS DE POLIMENTO
REATOR UASB - LAGOA FACULTATIVA<br />
Itabira (7.000 hab)
REATOR UASB - LAGOA FACULTATIVA<br />
Juramento (1.500 hab)
REATOR UASB - LAGOA FACULTATIVA<br />
Samambaia (180.000 hab)<br />
Reator UASB -<br />
Lagoa facultativa -<br />
Lagoa de alta taxa -<br />
Lagoa de maturação
REATOR UASB - LAGOA DE POLIMENTO TIPO<br />
MATURAÇÃO<br />
CePTS UFMG/COPASA - 250 hab
DIMENSIONAMENTO DE LAGOAS DE<br />
POLIMENTO<br />
Dimensionamento como lagoas de maturação<br />
Taxa de aplicação orgânica superficial não é tão<br />
importante<br />
Parâmetros de projeto:<br />
• Número de lagoas em série<br />
• Tempo de detenção hidráulica<br />
• Profundidade<br />
• Geometria (relação L/B)
DBO EFLUENTE<br />
DBO total = DBO solúvel + DBO particulada<br />
DBO solúvel: função do tipo de <strong>reator</strong><br />
DBO particulada: função da quantidade de SS (algas) na lagoa<br />
Conc (mg/L)<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
DBO<br />
DBOpart<br />
DBOfilt<br />
Bruto UASB L1 L2 L3 L4<br />
CePTS UFMG/Copasa: <strong>reator</strong> UASB + 4 lagoas de polimento (250 hab)<br />
Matéria<br />
solúvel<br />
pouco<br />
importante
REDUÇÃO DA DBO PARTICULADA<br />
Polimento do efluente de lagoas<br />
Filtro grosseiro: brita 3 ou pedra<br />
de mão (ETE Experimental<br />
UFMG-COPASA)<br />
Taxa de aplicação: ~ 1 m 3 /d por<br />
m 3 de leito
LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO<br />
Polimento do efluente de lagoas (flotação)<br />
ETE Samambaia (Caesb, DF – 180.000 hab)<br />
Efluente da última lagoa (cloreto<br />
férrico na calha Parshall)<br />
Raspagem do sobrenadante (algas)<br />
Mistura lenta e flotação<br />
Efluente final
Conc (mg/L)<br />
REATOR UASB - LAGOA DE POLIMENTO<br />
Remoção de nitrogênio<br />
Distribuição do nitrogênio ao longo do sistema<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
NITROGÊNIO<br />
N nitrato<br />
N org<br />
N amon<br />
Bruto UASB L1 L2 L3 L4<br />
CePTS UFMG/Copasa: <strong>reator</strong> UASB + 4 lagoas de polimento (250 hab)
1e10<br />
1e9<br />
1e8<br />
1e7<br />
1e6<br />
1e5<br />
10000<br />
1000<br />
100<br />
10<br />
1<br />
REMOÇÃO DE ORGANISMOS PATOGÊNICOS<br />
EM LAGOAS DE POLIMENTO<br />
UFMG - ARRUDAS (escala de demonstração)<br />
EB UASB L1 L2 L3 L4<br />
Max<br />
Min<br />
75%<br />
25%<br />
Median
LAGOAS FACULTATIVAS, MATURAÇÃO E POLIMENTO<br />
Eficiência de remoção de coliformes (unidades log)<br />
LOG UNITS REMOVED<br />
186 lagoas no mundo<br />
LOG UNITS REMOVED IN EACH POND OF THE SERIES<br />
3,5<br />
3,0<br />
2,5<br />
2,0<br />
1,5<br />
1,0<br />
0,5<br />
0,0<br />
PRIM SEC MAT1 MAT2 MAT345<br />
CATEGORY<br />
Median<br />
25%-75%<br />
5%-95%
LAGOAS FACULTATIVAS, MATURAÇÃO E POLIMENTO<br />
Alternativa às lagoas em série: lagoas chicaneadas<br />
Samambaia (180.000 hab)
Coeficiente de decaimento (K b) - fluxo disperso<br />
Kb (1/d)<br />
LAGOAS FACULTATIVAS, MATURAÇÃO E POLIMENTO<br />
Lagoas<br />
rasas!<br />
6,0<br />
5,0<br />
4,0<br />
3,0<br />
2,0<br />
1,0<br />
0,0<br />
Kb disp (20o C) vs depth H<br />
186 lagoas no mundo<br />
0,00 1,00 2,00 3,00<br />
H (m)<br />
K b = 0.549.H –1.456<br />
H = pond depth (m)<br />
L = pond length (m)<br />
B = pond breadth (m)<br />
1,E+10<br />
1,E+08<br />
1,E+06<br />
1,E+04<br />
1,E+02<br />
1,E+00<br />
Effluent coli estimated x observed<br />
Estim d = 1/(L/B)<br />
1,E+00 1,E+02 1,E+04 1,E+06 1,E+08 1,E+10<br />
Obs
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
10<br />
9<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
0<br />
UFV<br />
UFV<br />
UFPE<br />
PE<br />
REMOÇÃO DE OVOS DE HELMINTOS<br />
ESG O T O BRUT O<br />
ITAB-REAL<br />
ARRUDAS<br />
ITAB-PILO TO<br />
EFLUENTE LAGOA 1<br />
ITAB-REAL<br />
ARRUDAS<br />
ITAB-PILOTO<br />
Max<br />
Min<br />
75%<br />
25%<br />
Median<br />
Max<br />
Min<br />
75%<br />
25%<br />
Median<br />
Lagoas de polimento investigadas no PROSAB<br />
USP<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
50<br />
0<br />
EFLUENTE UASB<br />
UFV UFPE ITAB-REAL ITAB-PILOTO ARRUDAS<br />
EFLUENTE FINAL<br />
UFV-L3 ITAB-PILOTO-L2 ARRUDAS-L4<br />
Max<br />
Min<br />
75%<br />
25%<br />
Median<br />
Max<br />
Min<br />
75%<br />
25%<br />
Median
LAGOAS DE POLIMENTO<br />
Remoção de ovos de helmintos<br />
Ovo s / g T S)<br />
Ovos no lodo de uma lagoa chicaneada<br />
1200<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
OV OS DE HEL M INT OS NO L ODO - V IÁ V EIS E NÃ O V IÁ V EIS<br />
V iá v e is N ã o v iá v e is<br />
En tr a d a C h ic a n a 1 C h ic a n a 2 C h ic a n a 3 C h ic a n a 4 S a íd a<br />
Po n to s d e am o s tr ag e m d e n tr o d a lag o a ch ican e ad a<br />
Itabira (piloto) – Lagoa com 4 chicanas<br />
Soares (2002)
ESCOAMENTO SUPERFICIAL
DISPOSIÇÃO CONTROLADA NO SOLO<br />
Escoamento superficial<br />
Escoamento<br />
superficial<br />
Taxa: 0,2 a 0,5 m 3 /h por metro de largura da rampa<br />
Comprimento das rampas: 30 a 45 m<br />
Declividade: 2 a 8%<br />
Experimentos na ETE Nova<br />
Vista – Itabira (MG)<br />
300 hab<br />
Efluente de <strong>reator</strong> UASB
DISPOSIÇÃO CONTROLADA NO SOLO<br />
Escoamento superficial<br />
Distribuição do afluente<br />
Coleta do efluente<br />
ETE São Sebastião – DF (Caesb)<br />
Pop. projeto = 78.000 hab; área do escoamento superficial = 19 ha (2,4 m 2 hab)
SISTEMAS ALAGADOS<br />
CONSTRUÍDOS (WETLANDS)
Wetlands construídas de escoamento<br />
horizontal subsuperficial
Wetlands construídas de escoamento horizontal<br />
subsuperficial<br />
Unidade plantada<br />
Unidade não plantada<br />
ETE Experimental UFMG / COPASA<br />
Edital FUNASA 2007<br />
Afluente: efluente de <strong>reator</strong> UASB<br />
H total = 0,40 m<br />
H útil = 0,30 m<br />
Taxa de aplicação = 0,1 m 3 /m 2 .d<br />
TDH = 1,2 d<br />
~ 1,5 m 2 /hab<br />
ETE Experimental UFMG / COPASA
Wetlands construídas de escoamento horizontal<br />
subsuperficial<br />
Concentrações efluentes médias (mg/L)<br />
(três anos e meio de operação – set 2007 a maio 2011)<br />
Reat0r UASB + wetland horizontal<br />
Parâmetros<br />
Esgoto<br />
Bruto<br />
CePTS UFMG/Copasa<br />
UASB<br />
Wetland<br />
plantada<br />
Wetland<br />
não<br />
plantada<br />
DQO 428 155 46 51<br />
DBO 208 70 21 19<br />
SST 246 52 9 7<br />
N amoniacal 27 29 26 27
Wetlands construídas de escoamento horizontal<br />
subsuperficial<br />
Perfil da matéria orgânica ao longo da distância<br />
DQO filtrada – wetland plantada – CePTS UFMG/Copasa
Wetlands construídas de escoamento horizontal<br />
subsuperficial<br />
Colmatação ocorrência de escoamento superficial<br />
CePTS UFMG/Copasa –<br />
50 hab cada
Wetlands construídas de escoamento<br />
vertical
Wetlands construídas de escoamento vertical<br />
CePTS UFMG / COPASA<br />
(100 hab)<br />
(~1 m 2 /hab)<br />
Afluente: esgoto bruto<br />
Brita 0<br />
Brita 1<br />
Brita 3<br />
Camada de impermeabilização - Cimento?
Wetlands construídas de escoamento vertical<br />
Afluente: esgoto bruto<br />
Etapa única de tratamento<br />
Tifton<br />
Sem tratamento do lodo Edital FUNASA 2007
Wetlands construídas de escoamento vertical<br />
Tifton
Wetlands construídas de escoamento vertical<br />
Eficiências medianas de remoção<br />
Unidade plantada, batelada a cada 1 hora<br />
Parâmetro Eficiência mediana (%)<br />
DBO 87<br />
DQO 85<br />
SST 88<br />
NTK 58<br />
Lembrar que as unidades recebem esgoto bruto
Wetlands construídas de escoamento vertical<br />
Remoção de Escherichia coli : 1 a 2 unidades log<br />
Eficiência de remoção dos ovos de helmintos: 99%<br />
(ausência na maior parte das amostras do efluente).<br />
Concentrações no esgoto bruto: 0 a 280 ovos/L.
Wetlands para o controle da poluição<br />
difusa (escoamento superficial)
Wetlands para o controle da poluição difusa<br />
(drenagem pluvial)<br />
Perth, Austrália<br />
Escoamento subsuperficial<br />
Escoamento superficial
FILTROS BIOLÓGICOS<br />
PERCOLADORES
REATORES AERÓBIOS COM BIOFILME<br />
Filtro biológico percolador
REATORES AERÓBIOS COM BIOFILME<br />
Reator UASB - filtro percolador<br />
Itabira – MG (60.000 hab)
REATORES AERÓBIOS COM BIOFILME<br />
Reator UASB - filtro percolador<br />
Sanepar – ETE Sul Londrina (224.000 hab)
REATORES AERÓBIOS COM BIOFILME<br />
Reator UASB - filtro percolador<br />
ETE Vieira – Montes Claros – MG (Copasa)<br />
1ª etapa ~250.000 hab<br />
Fonte: Google
REATORES AERÓBIOS COM BIOFILME<br />
Reator UASB - filtro percolador<br />
ETE Onça – MG (1.000.000 hab)
REATORES AERÓBIOS COM BIOFILME<br />
Reator UASB - filtros percoladores<br />
CePTS UFMG / COPASA – 500 hab
REATORES AERÓBIOS COM BIOFILME<br />
Reator UASB - filtros percoladores<br />
CePTS UFMG / COPASA – 500 hab
REATORES AERÓBIOS COM BIOFILME<br />
Reator UASB - filtros percoladores<br />
CePTS UFMG / COPASA – UASB 500 hab, FBP 250 hab
REATORES AERÓBIOS COM BIOFILME<br />
Filtros percoladores – meios suporte<br />
Conduíte<br />
220 m 2 /m 3<br />
Downflow Hanging Sponge (DHS)<br />
87 m 2 /m 3 (retenção de biomassa intersticial)<br />
Escória alto-forno<br />
60 m 2 /m 3<br />
Anéis plásticos<br />
80 m 2 /m 3
LODOS ATIVADOS
LODOS ATIVADOS<br />
Reator UASB - lodos ativados<br />
Reator UASB<br />
ETE Rio Claro – SP<br />
Lodos ativados
Reatores UASB<br />
LODOS ATIVADOS<br />
Reator UASB - lodos ativados<br />
ETE Betim Central – Copasa (MG) – 370.000 hab<br />
Fonte: Google Images<br />
Tanques de aeração<br />
Decantadores secundários
Fonte: Veolia<br />
LODOS ATIVADOS<br />
Avanços no sistema<br />
MBBR (Moving Bed Bio Reactors)<br />
Reatores de leito móvel aumento da biomassa<br />
leito móvel<br />
bolhas de<br />
ar difuso<br />
detalhe de um anel com<br />
crescimento do biofilme<br />
na superfície<br />
biomassa<br />
suspensa
LODOS ATIVADOS<br />
Avanços no sistema<br />
MBR (Membrane bioreactors) – Bior<strong>reator</strong>es de membranas
LODOS ATIVADOS<br />
Avanços no sistema<br />
Remoção de nitrogênio por rotas microbiológicas<br />
alternativas<br />
Fonte: imagem de Wikipedia<br />
Exemplo: Anammox (ANaerobic<br />
AMMonium Oxidation)<br />
Parte da amônia é oxidada a nitrito;<br />
a amônia restante e o nitrito são<br />
convertidos a N 2
DESEMPENHO DE<br />
ESTAÇÕES DE TRATAMENTO<br />
DE ESGOTOS
ETEs AVALIADAS EM SP E MG<br />
Modalidade<br />
Notação de<br />
referência<br />
Número de<br />
ETEs<br />
Fossa Séptica + Filtro Anaeróbio FS + FA 73<br />
Lagoa Facultativa LF 43<br />
Lagoa Anaeróbia + Lagoa Facultativa LAN+LF 73<br />
Lodos Ativados LA 13<br />
Reator UASB UASB 10<br />
Reator UASB + Pós-tratamento UASB + PÓS 8<br />
TOTAL SISTEMAS 166<br />
Tese de doutorado de Sílvia Corrêa Oliveira (2006); vários trabalhos<br />
publicados; aprofundada análise estatística do desempenho e da<br />
confiabilidade
DBO<br />
DQO<br />
SST<br />
NTK<br />
PT<br />
CF<br />
CONCENTRAÇÕES E EFICIÊNCIAS<br />
Constituinte Unidade FS+FA LF LAN+LF LA UASB UASB+POS<br />
Afluente (mg/L) 665 553 510 315 371 362<br />
Efluente (mg/L) 292 136 89 35 98 42<br />
Eficiência (%) 59 75 82 85 72 88<br />
Afluente (mg/L) 1398 1187 1095 575 715 713<br />
Efluente (mg/L) 730 525 309 92 251 141<br />
Eficiência (%) 51 55 71 81 59 77<br />
Afluente (mg/L) 479 430 411 252 289 334<br />
Efluente (mg/L) 165 216 153 57 85 51<br />
Eficiência (%) 66 48 62 76 67 82<br />
Afluente (mg/L) 78 69 78 47 43<br />
Efluente (mg/L) 61 38 45 22 48<br />
Eficiência (%) 24 44 39 50 -13<br />
Afluente (mg/L) 9 9 11 3 7 7<br />
Efluente (mg/L) 7 4 7 1 6 5<br />
Eficiência (%) 15 46 37 46 -1,0 23<br />
Afluente (org/100mL) 2,9x10 7 5,3x10 7 2,0x10 8 3,7x10 7 1,2x10 8 1,8x10 8<br />
Efluente (org/100mL) 5,5x10 6 1,2x10 6 4,3x10 5 1,3x10 5 3,4x10 7 9,7x10 6<br />
Eficiência Unid log 1,0 1,6 2,2 2,0 0,6 2,8
ETEs AVALIADAS EM SP E MG<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
DBO – concentrações efluentes<br />
Concentrações efluentes - DBO (mg/L)<br />
FS+FA<br />
LF<br />
LAN+LF<br />
LA<br />
UASB<br />
UASB+POS
ETEs AVALIADAS EM SP E MG<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
DBO – Eficiência de remoção<br />
FS+FA<br />
Eficiência de remoção - DBO (%)<br />
LF<br />
LAN+LF<br />
LA<br />
UASB<br />
UASB+POS
ETEs AVALIADAS EM SP E MG<br />
5E+07<br />
5E+06<br />
5E+05<br />
5E+04<br />
5E+03<br />
5E+02<br />
COLIFORMES TERMOTOLERANTES<br />
Concentrações efluentes - CF (NMP/100mL) - Med. geométrica<br />
FS+FA<br />
LF<br />
LAN+LF<br />
LA<br />
UASB<br />
UASB+POS
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
ETEs AVALIADAS EM SP E MG<br />
COLIFORMES TERMOTOLERANTES<br />
Eficiência de remoção - CF (unidades log removidas)<br />
FS+FA<br />
LF<br />
LAN+LF<br />
LA<br />
UASB<br />
UASB+POS
CUSTOS DO TRATAMENTO DE<br />
ESGOTOS
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
Fac /<br />
Anaer+Fac<br />
ETE - CUSTOS DE IMPLANTAÇÃO<br />
ETEs - Custos de implantação per capita (R$/hab)<br />
Lagoas+Matur<br />
UASB<br />
UASB+1-2<br />
lagoas<br />
UASB+3><br />
lagoas<br />
UASB+FiltrAn<br />
aer<br />
Fonte: von Sperling (2007); Salazar (2010)<br />
Data base: abril 2010 (levantamento em vários sistemas)<br />
US$1,00 = R$1,70<br />
UASB+FBP<br />
LodAtiv<br />
25%<br />
50%<br />
Max<br />
Min<br />
75%
ETE - CUSTOS DE IMPLANTAÇÃO<br />
Tipo<br />
Lagoas facultativas e<br />
anaeróbias+facultativas<br />
Lagoas facultativas e anaeróbiasfacultativas<br />
+ maturação<br />
Custos por<br />
População (hab) habitante<br />
(R$/hab)<br />
(min-max) (25-75 %il)<br />
15 2089 – 61000 91 53 - – 157 92<br />
10 1000 – 14485 202 119 -– 365 215<br />
Reatores UASB 5 4320 – 15146 40 23 - – 123 72<br />
UASB + uma ou duas lagoas de<br />
maturação em série<br />
UASB + três ou mais lagoas de<br />
maturação em série<br />
10 5135 – 138000 180 106 -– 289 170<br />
4 7292 – 41330 262 154 -– 439 258<br />
UASB + filtros anaeróbios 9 1381 – 199041 144 85 – - 214 126<br />
UASB + filtros biológicos<br />
percoladores<br />
Número de<br />
dados<br />
22 4584 – 300000 147 86 – - 145 246<br />
Lodos ativados 9 40000 – 1500000 240 141 - 295<br />
174
SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO<br />
CUSTOS GLOBAIS DE IMPLANTAÇÃO
ETE - CUSTOS DE IMPLANTAÇÃO<br />
Comparação: custos de interceptação e tratamento
ETE - CUSTOS DE OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO<br />
ETEs DF (Caesb); média, 2003 a 2010, atualizados para jan 2012
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Não há o melhor sistema de tratamento<br />
de esgotos, aplicável para todas as<br />
situações.<br />
O melhor sistema é o que foi selecionado<br />
em um criterioso relatório de concepção.<br />
Obrigado pela atenção!