Este é o nome dado às águas que circulam na superfície do solo.

Podem ocorrer de forma fluida como no caso de correntes, rios e córregos, ou ainda no caso de lagos, represas, represas e lagoas.

A água superficial é produzida pelo escoamento gerado pela precipitação e infiltração das águas subterrâneas.

Para fins regulatórios, água superficial é geralmente definida como qualquer água aberta para a atmosfera e sujeita ao escoamento superficial. Uma vez produzida, a água superficial segue o caminho de menor resistência. Uma série de riachos, riachos, córregos e rios transportam água de áreas em declive para um curso de água principal. Esta área de drenagem é muitas vezes referida como bacia hidrográfica ou bacia de drenagem.

Uma bacia hidrográfica é uma bacia cercada por um sulco profundo, que separa diferentes áreas de drenagem. A qualidade da água é fortemente influenciada pelo local da bacia onde ela é desviada para uso. A qualidade dos córregos, rios e córregos varia de acordo com as vazões sazonais e pode mudar significativamente devido a precipitações e derramamentos acidentais. Lagos, represas, represas e lagoas geralmente apresentam menor quantidade de sedimentos que os rios, porém estão sujeitos a maiores impactos do ponto de vista da atividade microbiológica. Corpos de água imóveis, como lagos e reservatórios, envelhecem durante um período relativamente longo como resultado de processos naturais. Este processo de envelhecimento é influenciado pela atividade microbiológica que está diretamente relacionada aos níveis de nutrientes no corpo hídrico e pode ser acelerado pela atividade humana.

A água subterrânea é definida como a porção de água subterrânea que está sujeita a uma pressão superior à pressão atmosférica, de modo que flui para cavidades abertas no interior da terra ou se move através de sua superfície na forma de infiltrações ou nascentes.

A água subterrânea pode entrar por diversas vias: provém, por exemplo, da percolação de precipitação direta, infiltração de depósitos de água superficial e recarga artificial.

Existem diversas rotas de saída como a evaporação da água livre ou da umidade do solo, a evapotranspiração, que se deve basicamente ao uso e evaporação da água pela vegetação, escapes para rios ou córregos ou sistemas artificiais como poços de abastecimento.

As águas subterrâneas podem ser geralmente classificadas como camada livre e confinada. Nas águas de camada livre, o lençol freático pode subir ou descer dependendo do nível das águas superficiais, pois atuam de forma semelhante aos vasos comunicantes.

A água que penetra por infiltração pode carregar diferentes substâncias em solução dependendo de sua origem. O solo funciona como filtro para muitas substâncias, retendo-as, principalmente a matéria orgânica. No entanto, algumas substâncias atingirão o lençol freático e serão transportadas pelas águas subterrâneas.

A água subterrânea atua como diluente e, por não possuir organismos que transformem a matéria orgânica, como nas águas superficiais, degrada-se muito lentamente sob a ação do oxigênio dissolvido. Portanto, qualquer tipo de contaminação orgânica que tenha origem nas águas subterrâneas leva muitos anos para ser eliminada e a contaminação inorgânica apenas se dilui e circula nos veios subterrâneos.

Atualmente, um dos maiores problemas das águas subterrâneas é a contaminação por nitratos de origem agrícola, sendo totalmente proibida a adição de substâncias tóxicas e perigosas por qualquer procedimento: infiltração, injeção, etc., uma vez que estes não possuem nenhum mecanismo de eliminação e apenas podem diluir as referidas substâncias.

O solo abaixo da superfície terrestre é composto por duas zonas hidrogeológicas diferentes; a zona insaturada e a zona saturada. A zona não saturada constitui um sistema trifásico: sólido, líquido e gasoso.

• - Os sólidos são geralmente constituídos por materiais inorgânicos e orgânicos. A matéria orgânica corresponde aos restos de plantas e animais enterrados que se encontram em diferentes estágios de degradação.

• - A fase líquida é constituída por água que contém sólidos dissolvidos.

• - Por sua vez, a fase gasosa inclui vapor de água e outros gases presentes na atmosfera, embora não necessariamente na mesma proporção. A zona saturada, por outro lado, inclui todos os materiais localizados abaixo do lençol freático.

Dizer que a água está contaminada ou não é um conceito, um tanto relativo, já que não se pode fazer uma classificação absoluta da “qualidade” da água. A água destilada, que do ponto de vista da pureza apresenta o mais elevado grau de qualidade, não é própria para beber, isto porque o grau de qualidade da água deve referir-se aos usos a que se destina. A determinação do estado da qualidade da água referir-se-á ao uso a que se destina.

Da mesma forma, o conceito de poluição deve referir-se aos usos subsequentes da água. Neste sentido, a Lei das Águas (espanhol, artigo 85) estabelece que a poluição é entendida como:

Poluição: Ação e efeito da introdução de materiais ou formas de energia que impliquem uma alteração prejudicial da qualidade da água em relação aos usos subsequentes ou à sua função ecológica.[1]​[2]​.

Contenido

El tratamiento de potabilización comienza en unas rejas que eliminan los sólidos gruesos, luego pasa a un desarenador donde se eliminan los sólidos sedimentables más pesados e inorgánicos, posteriormente ingresa a un sedimentador donde se eliminan los sólidos sedimentables menos pesados y orgánicos. Luego se realiza una coagulación-floculación donde se remueven el resto de los sólidos en suspensión, resto de la materia orgánica, coloración (sólidos disueltos y coloidales), el posterior paso es una decantación donde se eliminan los flocs formados en la etapa anterior, el paso siguiente es una filtración donde se retienen los flocs y micropartículas que no fueron separados en la etapa anterior, luego se alcaliniza porque el pH disminuyó por el agregado de ácidos y finalmente se desinfecta con lo que se eliminan microorganismos patógenos con lo que ya se tiene un efluente apto para el consumo.

Tratamentos preliminares

As partículas sólidas assentam como partículas discretas ou como partículas floculadas devido à ação da gravidade, formando lama que deve ser separada.

Partículas discretas são separadas em coletores de areia e problemas como deposição de material inerte e danos a equipamentos eletromecânicos de bombeamento são evitados.

Quando a turbidez e os sólidos em suspensão contêm partículas finas, principalmente não coloidais, o equipamento de sedimentação primária é colocado antes da filtração lenta ou do tratamento de coagulação-floculação-sedimentação. Se contiver principalmente partículas coloidais, é conveniente realizar diretamente a coagulação-floculação-sedimentação.

Os principais objetivos de uma armadilha de areia são:

• - Remova partículas discretas maiores que 0,2 mm.

• - Evitar sobrecargas (maiores custos operacionais).

• - Danos em equipamentos eletromecânicos de bombeamento e outras instalações.

• - Evita problemas de sedimentação na adução de água bruta.

Sedimentação primária

A sedimentação serve para separar a turbidez e os sólidos em suspensão, após algum tempo, pela ação da gravidade. Se o material suspenso assentar rapidamente, considera-se que possui material silicioso de pequeno tamanho, mas de alta densidade específica.

Partículas maiores que 0,2 mm não podem ser separadas por coagulação.

As unidades são chamadas de colonos ou colonos de forma intercambiável e podem ser circulares, retangulares ou quadradas.

O tempo de retenção deve ser tal que permita que as partículas flutuem (menos pesadas que a água) ou que as partículas se assentem (mais pesadas que a água).

Os sólidos são considerados aglomerados ou floculentos quando se aglutinam à medida que descem, mudando de forma, peso e tamanho com maior velocidade de sedimentação.

Coagulação, floculação e decantação

A coagulação e a floculação fazem parte dos processos de uma estação de tratamento de água. A coagulação é realizada com agitação rápida e a floculação com agitação lenta. Os flocos podem depositar-se em outra câmara ou na mesma câmara onde ocorreu a coagulação. A coagulação é a adição de coagulante para que as partículas se aglutinem, formando flocos que depois se depositarão em outra câmara. Os coagulantes podem ser naturais ou sintéticos. O mais utilizado é o sulfato de alumínio e está sendo substituído pelo cloreto férrico e principalmente pelo cloreto de alumínio. É comum adicionar polímeros e, em menor proporção, sílica ativada e bentonita como floculantes. Adjuvantes são polieletrólitos que melhoram a coagulação e são cadeias de pequenas subunidades que contêm grupos ionizáveis, como o grupo amino, o grupo hidroxila e o grupo carboxila. Melhoram a coagulação porque aumentam a turbidez da água, ao gerar mais partículas como impurezas, diminuem a dose porque aumentam a cinética da reação e produzem flocos maiores mais rapidamente. Coagulantes são sais de alumínio e ferro que formam óxidos hidratados (q+) e atraem partículas suspensas (q-) para formar flocos. Eles variam em concentração de óxidos úteis e pH ideal. O pH é um parâmetro crítico na eficiência do processo. A dose do coagulante depende do tempo de mistura (floculação) - é menor quando a área de contato é maior -, ponto de injeção (dispersão) - há uma velocidade em que é melhor injetar o coagulante, alcalinidade - quanto maior a alcalinidade, maior a dose -, turbidez - quanto maior, maior a dose necessária. As condições ideais de velocidade de agitação, concentração da solução e tempo de mistura devem ser encontradas. Para determinar estes parâmetros é realizado o JARTEST, que consiste na realização de testes de agitação em laboratório uma vez por dia ou mais de uma vez (no caso de riachos ou rios cujas características físicas variam muito). Eles são comercializados em um estado específico e possuem uma faixa de pH funcional.

A dispersão consiste na adição de reagentes coagulantes, com agitação. Isto consegue a desestabilização da matéria coloidal. Os reagentes naturais são sulfato de alumina, cloreto férrico ou polímeros; todos eles disponíveis na forma líquida ou sólida. Os coagulantes variam na concentração de óxidos úteis e no pH ideal. O ensaio JARTEST permite determinar a dose do coagulante. Quanto maior a turbidez maior a dose pois maior a quantidade de sólidos em suspensão, quanto mais alcalino maior a dose, maior o tempo de mistura melhor porque se formam flocos maiores e em maior número melhor é escolhido o ponto de demanda, menor a dose é necessária agitação rápida para coagulação.

Floculação é o processo de união de partículas previamente coaguladas ou desestabilizadas por agitação lenta para formar “flocos” de maior peso e tamanho, que são separados por filtração, sedimentação ou flotação, resultando na remoção da turbidez e da cor da água. Começa com agitação mecânica com pás giratórias e acionamento motorizado, depois passa para a agitação hidráulica onde a água sobe e desce através de placas divisórias por pressão hidráulica onde os flocos colidem com outros para se tornarem maiores. A agitação rápida e o bombeamento quebram os flocos que não se reformam sem a adição de mais floculante.

Filtração

A filtração é um processo físico de eliminação de micropartículas e germes utilizando material granular de diversos tamanhos (areia, antracite e carvão). Depois de passar pelo filtro, a água geralmente fica cristalina. Os filtros podem ser de gravidade (rápido ou lento) ou de pressão (vertical ou horizontal).

Na filtração rápida, as partículas ficam retidas por todo o manto filtrante, não apenas numa ação superficial, onde ficam retidas apenas na superfície. Os componentes dos filtros de areia e cascalho são:.

• - Camada filtrante: o componente básico é o leito granular uniforme ou estratificado de areia e antracito formando camadas duplas e múltiplas. Para o seu desenho é fundamental conhecer a velocidade de filtração.

• - Cama de apoio: normalmente em brita graduada. A granulometria e espessura dependem do sistema de drenagem adotado para a lavagem adotada.

• - Sistema de drenagem e fundo falso: é composto pelos elementos que permitem a captação da água filtrada e a distribuição da água sobre a camada filtrante.

Independentemente do tipo de filtração, os filtros devem ser retrolavados com água ou ar em velocidade relativamente alta para promover a fluidização parcial e remover os sólidos retidos.

Alcalinização

A alcalinização consiste na adição de base, pois o pH ácido corrói as tubulações e gera a liberação de gases com espuma que dificulta análises e tratamentos posteriores. A dose depende do pH e é determinada experimentalmente. Alguns alcalinizantes são hidróxido de sódio (caro), carbonato de cálcio (caro) e hidróxido de cálcio (cria incrustações). A escolha depende dos custos e da análise das suas desvantagens.

Desinfecção

O objetivo da desinfecção de um efluente destinado ao consumo humano e uso doméstico é a inativação e destruição de microrganismos patogênicos. A cloração é um mecanismo de desinfecção eficiente. Os esporos resistem ao desinfetante, estes mais do que cistos de protozoários, estes mais do que os vírus, estes mais do que as bactérias vegetativas.

Para cloração, a dose de cloro depende de:.

• - Carência de cloro (poder oxidante do cloro, varia de acordo com as fontes de água e é determinado experimentalmente porque depende da concentração de impurezas, temperatura, tempo, etc.).

• - Cloro residual, livre e combinado.

• - Concentração de cloro ativo.

O cloro residual é uma quantidade extra e não tóxica de cloro, que evita que patógenos entrem no hidrômetro pela saída da estação de tratamento. Este ponto representa o local onde a água é entregue aos clientes. A cloração é realizada para satisfazer a demanda de cloro e deixar um resíduo de 0,5 mg/L. A eficiência é medida por análises de cloro e análises bacteriológicas de coliformes fecais e totais. Deve haver ausência deste microrganismo para garantir a não presença dos demais patógenos.

Se o cloro residual for representado versus a demanda de cloro, são obtidas 3 curvas: sem demanda, demanda média, demanda alta. Na curva sem demanda de cloro o cloro residual aumenta com a dose de cloro, se a demanda for média ou alta cresce até um ponto chamado breakpoint, onde o cloro residual começa a diminuir e ao aumentar a dose de cloro a curva tem o mesmo comportamento da curva sem demanda.

A fluoretação é usada principalmente quando não há outra fonte de flúor para as populações. Em excesso impede a fixação do cálcio nos dentes e ossos. O amaciamento é usado para diminuir a dureza da água. Desmanganização e desferronização para remover íons de ferro e manganês que precipitam metais que causam sabor adstringente à água. Desarsenização para eliminar o arsênico prejudicial à saúde. Filtração com carvão ativado para eliminar algas para que não ocorra eutrofização. Eliminação de odores, sabores e cores, por exemplo fenóis e matéria orgânica que lhe conferem sabor a mofo. A descloração, caso tenha sido feito uso intensivo de cloro e a reação de ponto de ruptura não tenha ocorrido, permite que os níveis de cloro sejam reduzidos.

Com base na destinação da água, será exigida uma qualidade ou determinados valores nos parâmetros físico-químicos. A água potável tem valores recomendados pela OMS (internacional) e pela CAA (nacional).

Amolecimento

Consiste na remoção de compostos solúveis com cálcio e magnésio presentes na água. Isso causa a dureza da água.

A dureza é definida como a propensão à formação de incrustações e o poder precipitante das soluções de sabão utilizadas para determiná-la. A dureza pode ser temporária (carbonatos e bicarbonatos de cálcio e magnésio) ou permanente (sulfatos, nitratos e cloretos de cálcio e magnésio). A dureza temporária pode ser separada aquecendo-a ou fervendo-a suficientemente. O dióxido de carbono é liberado, precipitando compostos insolúveis de cálcio e magnésio. A dureza é expressa em partes por milhão de equivalente de carbonato de cálcio.

O objetivo do amolecimento é remover sais que causam dureza para controlar a corrosão, controlar incrustações e melhorar a qualidade da água para diversos usos. Os métodos utilizados para amaciamento são: descarbonatação com cal-soda, troca iônica, membranas por osmose reversa.

O carvão ativado é usado para absorver partículas que causam sabor, odor e cor à água. As resinas são utilizadas para a remoção de partículas orgânicas. O dióxido de carbono é absorvido pelo hidróxido de cálcio para formar carbonato de cálcio e hidróxido de magnésio. A soda Solvay é adicionada às águas com dureza permanente e permite a decomposição do sulfato de cálcio insolúvel para dar origem ao carbonato de cálcio insolúvel e ao sulfato de sódio solúvel. A adição de cal e soda é aplicada quando a água apresenta uma combinação de dureza, dureza permanente e dureza temporária. A cal absorve dióxido de carbono e isso não é afetado pelo refrigerante usado para corrigir a dureza permanente.

A troca iônica envolve a transferência de íons presentes na solução (poluentes) e aqueles presentes em uma zeólita. As reações de substituição química ocorrem entre um eletrólito solúvel e um insolúvel com o qual entra em contato. O mecanismo é semelhante ao da adsorção, por isso é considerado um caso especial de adsorção. Para desionização, pode ser utilizado um único tanque contendo as resinas catiônicas e aniônicas. O trocador de cátions é um trocador de íons de hidrogênio de poliestireno sulfonado. O trocador de cátions substitui íons de cálcio, magnésio e ferro por íons de hidrogênio. O trocador aniônico utilizado é um trocador de resina amina fortemente básica. O trocador de ânions substitui íons sulfato, carbonato e bicarbonato por íons hidroxila. Os íons hidrogênio então se combinam com os íons hidroxila para formar água. As operações combinadas removem sílica, minerais e dióxido de carbono para produzir água aproximadamente neutra. Na retificação com o ciclo do sódio, os íons sódio vão formar a solução, enquanto os íons cálcio e magnésio vão para o sólido. Suas bases são intercambiáveis. Os íons de sódio formam sulfatos, cloretos e carbonatos.

Consiste em submeter um fluido sobre uma membrana a uma pressão superior à pressão osmótica da solução. Tal membrana é semipermeável e permite a passagem do solvente e não dos solutos que contém. Os solutos devem ter baixo peso molecular para não obstruir a membrana. Isto pode ser conseguido através da remoção de dureza, compostos orgânicos, turbidez, produtos de desinfecção e pesticidas e outros elementos presentes na água.

Usos da água

A água destinada ao uso industrial é de 22%, a água destinada ao uso agrícola é de 70% e a água destinada ao uso doméstico é de 8%. É utilizado principalmente em equipamentos de transferência de calor, limpeza de áreas de trabalho, equipamentos e instrumentos e como matéria-prima. A quantidade e a qualidade da água exigida por uma indústria dependerá do seu porte e dos processos desenvolvidos. A seleção de um sistema de tratamento depende das condições que garantem a sustentabilidade, a eficiência ao longo do tempo, a qualidade da água bruta, a qualidade da água necessária, os volumes por etapa e os custos de tratamento. As substâncias contidas na água podem ser dissolvidas ou suspensas. As substâncias em suspensão são lodo, matéria orgânica, areia e resíduos. As substâncias dissolvidas são bicarbonatos de cálcio, sódio e magnésio, sulfatos de cálcio, sódio e magnésio, nitratos de cálcio e magnésio, resíduos, gases como dióxido de carbono e oxigênio.

Efeitos das impurezas

Os efeitos das impurezas contidas no equipamento térmico:

• - Redução do calor transmitido pelo aumento de incrustações no equipamento.

• - Quebras nos tubos e placas, devido à redução do calor transmitido.

• - Corrosão e fragilidade do aço.

• - Mau funcionamento da caldeira com espuma e água transportada em quantidade pelo vapor.

• - Altos custos com limpeza, reparos, manutenção, inspeção e reserva de equipamentos.

• - Perdas de calor devido a purgas frequentes.

• - Diminuição do desempenho de equipamentos que utilizam vapor devido a incrustações.

É amostrado 5 vezes, antes e depois da coagulação, antes e depois da filtração e antes do consumo. Para águas subterrâneas. É amostrado duas vezes, após a extração e antes do consumo. Na rede de distribuição, os locais de amostragem são estabelecidos nos pontos terminais das tubulações, varrendo toda a área da rede e, se for o caso, nas estações elevatórias. As amostras devem ser colhidas em torneiras de entrada direta e não em instalações internas.

Os parâmetros de controle podem ser físicos como turbidez, pH, temperatura, cor, odor, condutividade; produtos químicos como bicarbonatos, sulfatos, sulfetos, nitratos, nitritos, cálcio, magnésio, dureza, alcalinidade; bacteriológicos como a análise de coliformes totais, coliformes fecais, pseudomonas, enterococos.

É variável e aumenta em condições críticas (epidemias, inundações, etc.). As mais comuns são: diária (água de nascente), mensal (água de rede) e trimestral (água decantada, filtrada e de consumo de nascente).

Qualquer elemento ou substância líquida, sólida ou gasosa que um estabelecimento, propriedade ou navio descarrega no corpo receptor, incluindo todos os resíduos humanos, animais, naturais ou sintéticos, líquidos, sólidos ou gasosos ou uma mistura deles que sejam lançados com o efluente. O influente entra no processo e o efluente sai do processo. Os tipos de efluentes são: resíduos líquidos, gasosos e sólidos. Os efluentes líquidos são águas de abastecimento de uma população que foram impurificadas por diversos usos. Eles resultam da combinação de líquidos e resíduos arrastados de residências, estabelecimentos industriais, hospitais, além de águas subterrâneas, superficiais e precipitações que poderiam ser adicionadas. Efluentes gasosos são substâncias que são lançadas na atmosfera (gases, aerossóis, fumaça preta, névoas) através de dutos ou emanações difusas. A poluição atmosférica é definida como a condição atmosférica onde os gases atingem concentrações ou níveis superiores ao normal, causando riscos e danos aos ecossistemas, bens e pessoas. A poluição provém principalmente do tráfego automóvel, da combustão de combustíveis fósseis e das atividades das indústrias químicas. Resíduo sólido é qualquer objeto, substância, elemento sólido proveniente do consumo ou utilização de um bem em atividade industrial, institucional, de serviços que o gerador abandona, rejeita ou transfere a outra pessoa que possa ser utilizado na construção de outro bem, com valor econômico ou de disposição final. Os resíduos sólidos são divididos em resíduos utilizáveis ​​e não utilizáveis. Os resíduos sólidos são considerados resíduos obtidos na varredura de áreas públicas. São classificados em domiciliares e não domiciliares. Os domésticos são biodegradáveis ​​ou não biodegradáveis. Os biodegradáveis ​​são aqueles que se degradam facilmente e em curto espaço de tempo como frutas, cascas de frutas, vegetais, e os não biodegradáveis ​​são aqueles que não se degradam facilmente e possuem ciclos de degradabilidade muito longos. Exemplos são estanho, vidro e elementos de construção. Eles são ainda classificados como recicláveis ​​e não recicláveis. Nas atividades industriais, os efluentes são gerados como resíduos sólidos, por isso devem ser controlados. Os resíduos sólidos domiciliares passam por diversas etapas: geração, transferência, beneficiamento, tratamento e disposição final. A geração constitui a origem dos resíduos e de lá eles são transportados para outros locais, a transferência pode ocorrer através de caminhões ou água, inclui processos como compactação ou seleção diferenciada, até mesmo do mesmo local ou residências, o beneficiamento é realizado para separar o material biodegradável do não biodegradável, o tratamento os torna inofensivos ou que não agridem o meio ambiente. Isso é feito por meio de tratamentos biológicos ou aterros sanitários. Os resíduos não domésticos podem ser classificados de acordo com a sua origem: industriais, que podem ser perigosos, tóxicos, possuem muitos resíduos de embalagens, todos os tipos de materiais; resíduos agroindustriais que são constituídos por “restoslhos” que são restos de caules e folhas que sobraram após a colheita e que podem ser aproveitados para extração de energia, resíduos de embalagens de agrotóxicos, biocidas, fertilizantes, possuem tratamento especial e não são descartados junto com o lixo comum; contaminação por metais pesados ​​de mineradores; hospitais que apresentam principalmente resíduos sólidos infecciosos, tóxicos, patológicos, possuem legislação especial para transporte, tratamento e descarte, o tratamento de pirólise é aplicado em fornos de incineração onde deve haver controle de gases, possuem problema de dioxinas; de construção basicamente inofensivos, mas ocupam grande volume, principalmente inorgânicos e podem ser reaproveitados. De acordo com os efeitos, são classificados como resíduos perigosos aqueles resíduos ou resíduos que, pelas suas características tóxicas, corrosivas, explosivas, inflamáveis, reativas, podem causar risco ou dano à saúde. Recipientes e embalagens que estiveram em contato com eles também são considerados perigosos; não perigosas, são assim chamadas por não apresentarem características perigosas, os destinatários deverão verificar o tipo de carga e classificá-la como perigosa ou não para posterior tratamento; inflamável, característico de um resíduo que consiste em queimar quando há forte ignição sob determinadas condições de pressão e temperatura; tóxico, característico de um resíduo que consiste em causar efeitos biológicos adversos que podem causar danos à saúde humana ou ao meio ambiente. Para os resíduos tóxicos são definidos critérios de toxicidade e estabelecidos limites de controle:

A) Dose letal mediana oral (LD50) para ratos menor ou igual a 200 mg/kg de peso corporal.

B) Dose letal média dérmica (LD50) para ratos menor ou igual a 1000 mg/kg de peso corporal.

C) Concentração letal média inalatória (CL50) para ratos menor ou igual a 10 mg/L.

D) Alto potencial de irritação ocular, respiratória

A gestão dos resíduos sólidos é realizada em quatro etapas: evitar, minimizar, tratar e descartar. Evitar é a ação ambiental mais conveniente, seguida de minimizar, que consiste em reduzir, reutilizar, reciclar e recuperar, seguida de tratar, que consiste em processos físicos (separação fracionada), químicos (calcinação) e biológicos (compostagem).

Os efluentes gasosos provêm principalmente das atividades industriais e das grandes cidades (motores de combustão). Os principais poluentes são: poluentes carbônicos (dióxido de carbono e monóxido de carbono); poluentes de nitrogênio (monóxido de nitrogênio e dióxido de nitrogênio); poluentes sulfurosos (trióxido de enxofre e dióxido de enxofre); chumbo, mercúrio (e outros elementos pesados) havia chumbo na gasolina e a poluição era muito elevada, voláteis orgânicos de baixo peso molecular (benzeno, dioxinas, amianto (hoje em desuso), CFCs (hoje quase não utilizados, era utilizado em equipamentos de refrigeração e aerossóis); partículas sólidas muito pequenas que formam géis, fumos, névoas que afetam não só a saúde humana, mas também a estética e a visibilidade.

Os poluentes podem ser poluentes primários, como monóxido de carbono, amônia, dióxido de enxofre ou poluentes secundários derivados dos itens acima, como chuva ácida.

Uma forma de eliminar os resíduos sólidos é através da incineração, mas os gases devem ser tratados. São utilizados filtros que retêm ou adsorvem substâncias dissolvidas (poluentes) no gás, ciclones por onde o gás passa e as partículas contaminantes são separadas por força centrífuga, torres de absorção onde um líquido é colocado em contato com o gás e as partículas contaminantes são transferidas para o líquido. Os precipitadores eletrostáticos consistem em ímãs que retêm partículas ferromagnéticas do fluxo de gás.

Os efluentes líquidos domésticos provêm de atividades domésticas, como lavar pratos, lavar pisos e evacuar banheiros. Contêm alto teor de matéria orgânica, detergentes, sólidos, alta turbidez, cor preta devido à presença de sulfetos metálicos. A evacuação da matéria orgânica sem tratamento prévio produz diminuição do oxigênio dissolvido no corpo receptor, o que compromete a fauna e a flora aquáticas.

A água branca vem da chuva e contém resíduos que são arrastados de telhados, telhados, ruas, calçadas e também contém poluentes atmosféricos.

Um fluido de esgoto bruto possui características:

• - Físicos como temperaturas variáveis, cheiro de podre (presença de sulfetos), cor preto-acinzentada (presença de sulfetos metálicos) e alta turbidez.

• - Produtos químicos: presença de cálcio e magnésio, fosfatos, íon amônio, nitratos e nitritos, sulfetos, sulfitos e sulfatos, sódio, potássio, proteínas, carboidratos, lipídios e detergentes.

• - Biológico: presença de bactérias, vírus e protozoários.

Para medir as características, são utilizados os seguintes parâmetros:

• - Físico: temperatura, comparação de cor com outros padrões, condutividade de odor (para medir a concentração de espécies inorgânicas), análise de sólidos (para medir as proporções de sólidos sedimentáveis, em suspensão e sólidos dissolvidos).

• - Produtos químicos: pH, alcalinidade (presença de hidroxilas, carbonatos e bicarbonatos), dureza (presença de cálcio e magnésio), fosfatos (fósforo), nitrogênio amoniacal, nitritos e nitratos (nitrogênio), fósforo (resíduos comuns e detergentes sintéticos), detergentes, gorduras e óleos, sulfetos, oxigênio dissolvido (determina presença de organismos aeróbios ou anaeróbios), DBO (cc de matéria orgânica biodegradável), DQO (cc de matéria orgânica).

Os efluentes líquidos também podem ser provenientes de estabelecimentos especiais ou industriais. Nos estabelecimentos especiais ocorre a divisão, movimentação e limpeza de artigos e materiais; nenhuma transformação ocorre em sua essência. Exemplos são: oficinas mecânicas, laboratórios de análises, lavanderias, fábricas de massas, hospitais. Nos estabelecimentos industriais ocorrem fabricação, processamento e processos que produzem novos produtos a partir de matérias-primas ou materiais utilizados. Exemplos são: curtumes, frigoríficos, alimentícios, químicos, siderúrgicos, metalúrgicos, entre outros.

Drenos industriais: juntamente com os esgotos, constituem a principal causa da poluição das águas. É difícil estabelecer as características das águas residuais industriais porque depende da natureza e da quantidade de resíduos produzidos, que difere consoante o tipo de indústria, mesmo para aquelas do mesmo tipo, pois depende do processo de fabrico desenvolvido.

Un efluente se puede caracterizar según:.

• - Origen: se debe determinar si proviene de una línea o de varias líneas, varías líneas que se unen para luego tratarse o se tratan y luego se unen.

• - Cantidad: relacionado con la masa y el volumen del efluente. Debe conocerse si se evacua en forma continua o no.

• - Calidad: la composición física y química del efluente, que componentes hay y en que concentración, se mide en ppm y si son trazas en ppb.

El muestreo de control consiste en extraer una porción del efluente que sea representativa de la calidad de descarga del efluente en el momento de control, con el propósito de analizar la calidad de la misma. El muestreo tiene como objetivos: controlar la calidad del efluente y proponer un tratamiento en caso de que el mismo sea contaminante, controlar la eficiencia del tratamiento, determinar la factibilidad de reúso o recupero y analizar los efectos del vuelco al cuerpo receptor.

Preservação de amostras

Os efluentes industriais ou comerciais apresentam composição instável devido à sua composição variada, o que os obriga a alterar sua composição e concentração. A velocidade das mudanças é afetada pelo pH, temperatura, concentração e ação bacteriana. Da mesma forma, a temperatura, a cor e as características das substâncias oxidáveis ​​e redutíveis podem mudar rapidamente, portanto tais variáveis ​​devem ser analisadas antes de chegarem ao laboratório (in situ).

Se a natureza do efluente for tal que possa decompor-se rapidamente, deverá ser mantido a uma temperatura baixa para retardar a acção bacteriana e evitar alterações nas características. O controle de temperatura a 4 °C retarda a ação bacteriana e suprime a volatilização de gases dissolvidos, que afetam as características físico-químicas das amostras.

Para a análise recomenda-se extrair um volume de 2 litros de amostra, armazená-las corretamente em recipientes de vidro ou plástico que possuam boca larga ou tampa de rosca ou lacre hermético.

Parâmetros físicos

• - Aparência: o termo turvo é aplicado à água que contém matéria em suspensão que interfere na passagem da luz. Nos lagos, águas com fluxo relativamente lento, a turbidez é devida a dispersões coloidais e em rios em condições de transbordamento é devida a dispersões relativamente grosseiras. A turbidez é uma consideração essencial no abastecimento público de água por três razões:

• - Estética: qualquer turvação na água potável está relacionada com a possível contaminação por águas residuais e os perigos a ela associados.

• - Filtrabilidade: águas com maior turbidez são mais difíceis de filtrar porque as aberturas do filtro ficam obstruídas. Fica mais caro.

• - Desinfecção: os sólidos das águas residuais municipais geralmente encapsulam microrganismos para que o desinfetante não entre em contato.

O método padrão atual para determinação da turbidez é baseado em instrumentos que utilizam o princípio da nefelometria. O instrumento possui uma fonte de luz que ilumina a amostra e detectores fotoelétricos com acessório para leitura do feixe que forma ângulos retos. É habitual utilizar como padrão uma suspensão de polímero de formazina ou outras preparações disponíveis comercialmente. Os dados de turbidez são usados ​​para determinar se a coagulação química e o tratamento de filtração são necessários em estações de abastecimento de água. A determinação de sólidos suspensos é utilizada para verificar a remoção de turbidez na água. A turbidez é removida por um tratamento de coagulação-floculação.

• - Cor: indica a presença de substâncias coloidais ou em suspensão com as quais posso intuir a origem do efluente. A cor natural existe na água na forma de partículas coloidais carregadas negativamente. Por isso, pode ser removido com um sal que contenha um íon metálico trivalente, como sulfato de alumínio ou cloreto férrico, cloreto de polialumínio. A cor causada pela matéria em suspensão é a cor aparente e a cor causada pelos extratos orgânicos e vegetais que são coloidais é a cor real. A intensidade da cor aumenta com o pH, por isso é aconselhável medir o pH junto com a cor. A matéria suspensa e a coloração (sólidos coloidais e dissolvidos) são removidas com um tratamento de coagulação-floculação. A cor natural, assim como a turbidez, é devida a uma grande quantidade de substâncias e soluções padrão são usadas para determinar os graus de cor. Muitas amostras requerem pré-tratamento para detectar a cor verdadeira. As águas que contêm cor natural têm aparência marrom-amarelada. Através da experiência constatou-se que soluções de cloroplatina potássica tingidas com cloreto de cobalto dão tonalidades semelhantes às cores reais da água. Variando a quantidade de cloreto de cobalto, obtêm-se outras cores. Para medir e descrever cores que não estão nesta classificação, deve-se utilizar a espectrofotometria.

• - Odor: é indicativo da idade avançada do efluente doméstico, quando jovem é levemente pútrido mas quando velho septica e adquire odor fortemente pútrido devido ao desenvolvimento de sulfeto de hidrogênio. O cheiro pode ser devido a uma grande variedade de substâncias químicas, portanto na sua determinação seu aroma está associado a uma conhecida. Por exemplo: cebola (acetileno, iodo), hircinos (queijo, suor, etc.), desagradáveis ​​(aminas, narcóticos, dejetos animais, etc.).

• - Temperatura: embora o líquido do esgoto doméstico tenha uma temperatura ligeiramente superior à da água fornecida, encontrar líquidos com temperaturas muito mais elevadas indica que está ocorrendo uma descarga industrial ou comercial. Causam a deterioração da rede de esgotos e aceleram as reações bioquímicas realizadas pelas bactérias, fazendo com que o oxigênio dissolvido seja consumido mais rapidamente e a população bacteriana cresça.

• - Condutividade: está relacionada ao total de sólidos dissolvidos SDT=0,8 k uS/cm e fornece uma medida da capacidade de transporte de corrente elétrica e varia com o tipo e número de íons. Pode ser determinado usando uma célula de condutividade ligada a um circuito com ponte de Wheatstone. Dá informações sobre a concentração de íons, ou seja, a quantidade de espécies inorgânicas que o efluente possui. As espécies orgânicas são difíceis de ionizar e dissolver. KCl é usado para calibrar o medidor de condutividade.

• - Sólidos: o termo sólidos refere-se à matéria suspensa e dissolvida em água. Os sólidos podem ser sedimentáveis, suspensos, dissolvidos e coloidais. O total de sólidos dissolvidos mede o total de resíduos sólidos filtráveis ​​(sais e compostos orgânicos). O excesso de sólidos totais dissolvidos gera paladar desagradável e reação fisiológica adversa no consumidor. Os sólidos que sedimentam após 10 minutos podem destruir tubulações e equipamentos eletromecânicos e os sólidos que sedimentam após 2 horas geram ambientes propícios à degradação anaeróbica. Eles são usados ​​para avaliar o tratamento realizado. Sólidos suspensos são aqueles que não se dissolvem no corpo d'água e são obtidos por evaporação e pesagem de um filtro por onde passa a amostra. Os sólidos dissolvidos não podem ser determinados diretamente, mas devem ser obtidos pela diferença entre os sólidos totais e os sólidos suspensos. A determinação de sólidos totais por evaporação e pesagem é realizada para determinar a concentração de sólidos totais, suas frações fixas e voláteis em amostras líquidas e semissólidas, como sedimentos de rios ou lagos, lodo isolado ou residual ou aglomeração de lodo proveniente de filtração a vácuo, centrifugação ou outro processo de desidratação. Os sólidos totais são secos a 103-105°C. A determinação dos sólidos totais permite estimar a matéria suspensa e dissolvida na água. Sólidos sedimentáveis ​​indicam a quantidade de sólidos que podem sedimentar em um determinado tempo a partir de um volume de amostra. Os sólidos suspensos são determinados pela diferença de peso de um filtro através do qual a amostra passa. Os sólidos coloidais não são detectados, são estáveis, difíceis de separar e analisar. Sólidos voláteis e fixos são produzidos por procedimentos de combustão, nos quais a matéria orgânica é volatilizada e ao mesmo tempo a temperatura é controlada para evitar a volatilização de substâncias inorgânicas. O teste é compatível com a oxidação total da matéria orgânica. Consiste em incinerar a amostra a 550 °C.

• - pH: é o logaritmo da atividade do íon hidrogênio. Serve para indicar a alcalinidade ou acidez do efluente. Um pH ácido corrói os sistemas de condução e gera liberação de gás. É determinado no local. A vida aquática prospera em um pH entre 5 e 10; em outros níveis de pH, ocorre um desequilíbrio na vida aquática; Determina tratamentos subsequentes porque é um fator crítico no amolecimento, controle de corrosão, coagulação e desinfecção. No tratamento biológico de águas residuais, o pH deve ser mantido numa faixa favorável aos microrganismos. Isso pode ser feito em uma ampla variedade de materiais e em condições extremas, desde que seja utilizado o eletrodo apropriado. Para pH superior a 10 e em altas temperaturas, é realizado com eletrodo de vidro projetado para esse fim. Para substâncias semissólidas, são utilizados eletrodos em forma de lança. Os eletrodos são padronizados com soluções tampão de pH conhecido. PHs muito ácidos são corrosivos e produzem evolução de gás.

• - Alcalinidade: é a medida da capacidade de neutralizar ácidos. É principalmente devido aos sais de ácidos fracos, embora bases fracas e fortes também possam contribuir. Os bicarbonatos são os que mais contribuem para a alcalinidade porque estão em maior quantidade porque surgem da reação entre o dióxido de carbono e a matéria básica do solo. Sob certas condições, a água é alcalina devido à presença de carbonatos e hidróxidos. Isso ocorre em águas superficiais com crescimento de algas. A alcalinidade é causada por 3 grandes grupos que são classificados de acordo com seus elevados valores de pH: hidróxidos, carbonatos e bicarbonatos. As águas muito alcalinas têm um sabor muito desagradável. É medido volumetricamente com ácido sulfúrico 0,02N e é expresso em equivalentes de carbonato de cálcio (ou em ppm de CaCO3). Este parâmetro é essencial nos processos de coagulação, amolecimento, controle de corrosão, capacidade tampão e no tratamento de resíduos industriais (pois é proibido descarregar água com alcalinidade cáustica).

• - Cloretos: se as concentrações forem elevadas, produzem um sabor salgado que é rejeitado por muitas pessoas. Os cloretos podem ser facilmente medidos por procedimentos volumétricos utilizando indicadores internos. O mais utilizado é o Método Mohr, que utiliza nitrato de prata como titulante e cromato de potássio como indicador. É uma consideração importante na escolha de suprimentos para uso doméstico, agrícola e industrial. Águas salobras com alto teor de sal determinam o dispositivo a ser utilizado para a determinação. A determinação permite regular a concentração em efluentes industriais ou domésticos para proteger as águas receptoras. É um traçador e é muito útil porque a sua presença não é detectável visualmente, não tem efeitos tóxicos, é um constituinte comum da água, o ião cloreto não é absorvido pelo solo, não é alterado ou alterado por processos biológicos e pode ser facilmente medido.

• - Oxigênio dissolvido: realizado in situ ou fixado com reagente químico. É medido em mg/L. A solubilidade diminui com a temperatura e a salinidade. O nitrogênio e o oxigênio são pouco solúveis e, como não reagem quimicamente com a água, sua solubilidade é proporcional às pressões parciais dos gases. A uma determinada temperatura e sob condições de saturação é estimado utilizando a Lei de Henry. Sua solubilidade varia com a pressão atmosférica em qualquer temperatura. Dado que a taxa de oxidação biológica aumenta com a temperatura e a procura de oxigénio também aumenta, mas a solubilidade do oxigénio diminui, o sistema deve ser arejado e isto tem custos de arejamento associados. A solubilidade do oxigênio determina a taxa de absorção de oxigênio porque a taxa de reação depende da concentração e isso determina os custos de aeração. O oxigênio dissolvido determina se a oxidação ocorre por organismos aeróbicos ou anaeróbicos. Os aeróbicos utilizam oxigênio para a oxidação de compostos orgânicos e inorgânicos para fornecer produtos inofensivos e os anaeróbicos realizam a oxidação pela redução de sais inorgânicos como os sulfatos e os produtos finais são prejudiciais. Como os dois tipos de microrganismos se propagam, é importante manter as condições aeróbicas, por isso são realizadas medições de oxigênio dissolvido no corpo hídrico onde são despejados os efluentes e nos tratamentos aeróbios de águas residuais, industriais e domésticas. O oxigênio causa corrosão do ferro e do aço em sistemas de distribuição de água e caldeiras a vapor, portanto a remoção de oxigênio é uma prática comum na indústria de energia. Os procedimentos volumétricos padrão para determinar o oxigênio dissolvido se a amostra estiver adequadamente preservada são o método Winkler ou iodo métrico e suas modificações. Um oxímetro (eletrodo) também pode ser usado e as medições são feitas in situ. O eletrodo pode ser abaixado até várias profundidades do líquido e as leituras são feitas em um amperímetro conectado localizado na superfície. Um líquido contaminado tem zero oxigênio dissolvido.

• - Oxigênio consumido: é a quantidade de oxigênio necessária para oxidar as substâncias com propriedades redutoras presentes no líquido residual. As substâncias mais comuns são: sais ferrosos, sulfetos, lipídios, carboidratos e aminoácidos. A determinação usual é com permanganato de potássio como titulante e indicador do ponto final. Esta titulação redox não é muito precisa ou reprodutível mas dá uma ideia dos mg/L consumidos pela matéria orgânica presente na amostra.

• - Demanda biológica de oxigênio: é a quantidade em mg/L de oxigênio necessária para degradar a matéria orgânica pela ação de bactérias aeróbias a 20 °C, no escuro e por 5 dias. A importância de sua determinação reside no fato de dar uma ideia do quão contaminado está com matéria orgânica e do potencial consumo de oxigênio quando é lançado no corpo d'água, o que compromete a fauna e a flora aquáticas. É essencialmente um procedimento de bioensaio, por isso é realizado em condições mais semelhantes às da natureza. A re-aeração das amostras deve ser evitada, pois o nível de oxigênio dissolvido diminui durante a análise e durante a amostragem. Devido à solubilidade limitada do oxigênio, as amostras devem ser diluídas para garantir que o oxigênio dissolvido esteja presente no teste. Não deve haver substâncias tóxicas, nutrientes necessários, fósforo, nitrogênio e alguns oligoelementos. A demanda biológica é produzida por um grupo variado de microrganismos que realizam oxidação em dióxido de carbono e água. Portanto, nas amostras deve haver uma carga de microrganismos “sementes” necessários para que ocorra a oxidação biológica. As reações oxidativas decorrem da ação biológica e a velocidade destas reações depende do número de microrganismos e da temperatura. Os efeitos da temperatura permanecem constantes a 20 °C, que é uma média das temperaturas naturais da água. A oxidação biológica a uma temperatura de 20 °C e sob outras condições de funcionamento (por exemplo, escuridão) é considerada completa após 20 dias. Como não dá para esperar tanto pelo resultado, ele é analisado por 5 dias. Portanto, a DBO medida é apenas uma fração do total. O tempo total de oxidação biológica dependerá da semente e da natureza da matéria orgânica, sendo determinado apenas experimentalmente. O teste de DBO depende da medição do oxigênio dissolvido. É utilizado para medir a capacidade de autopurificação do riacho e estabelecer os níveis de DBO para lançamento no corpo d'água. É uma consideração importante para o projeto do equipamento de tratamento, a escolha do método de tratamento e a determinação do tamanho do equipamento dos filtros percoladores e das unidades de lodo ativado. Após o início da operação das estações de tratamento, os resultados são utilizados para avaliar a eficiência dos processos. Resumindo as limitações do DBO: ter semeadura climatizada (nutrientes necessários, evitar reaeração, sementes), medição de apenas uma fração do que é biodegradável, tempo (mínimo 5 dias), pré-tratamentos em caso de efluentes tóxicos.

• - Demanda química de oxigênio: a vantagem é que o tempo de análise é de 3 horas, a desvantagem é que não dá ideia de biodegradabilidade. Os dados de DBO/DQO devem estar disponíveis para determinar o grau de biodegradabilidade da amostra. É a quantidade em mg/L de oxigênio necessária para degradar quimicamente a matéria orgânica contida no líquido residual a 150 °C por 2 horas e utilizando um agente oxidante forte como o dicromato de potássio. A importância de sua determinação reside no fato de que os níveis de DQO do efluente podem ser conhecidos e modificados antes do lançamento no esgoto ou no corpo receptor, uma vez que níveis elevados de DQO indicam alta presença de substâncias orgânicas e redução de substâncias inorgânicas que consomem o oxigênio disponível para a fauna e flora aquática, causando seu desaparecimento. O método permite medir a matéria orgânica presente na amostra porque os compostos orgânicos são oxidados na presença de um oxidante forte como o dicromato de potássio em condições ácidas. O dicromato de potássio degrada matéria biologicamente oxidável, bem como matéria orgânica biologicamente inerte. Não fornece dados sobre a taxa à qual o material biologicamente activo é estabilizado porque degrada tanto o material biologicamente resistente como o biologicamente oxidável. Todos os agentes oxidantes devem ser colocados em excesso; é necessário medir o excesso que resta ao final da reação para saber a quantidade original de matéria orgânica. A vantagem do dicromato é que o excesso pode ser medido com relativa facilidade. Certos compostos orgânicos, como ácidos graxos de baixo peso molecular, não podem ser oxidados pelo dicromato, razão pela qual é utilizado um catalisador. Os resultados são expressos em mg/L necessários para a oxidação. A determinação da DQO é realizada em um digestor e depois determinada por titulação ou colorimetria. Para efluentes industriais, a regulamentação é 500<DQO<10.000 para cursos contaminados e DQO<20 para cursos não contaminados. Em conjunto com a DBO, a DQO é útil para indicar condições tóxicas e a presença de substâncias biologicamente resistentes. Com os dados de DBO e DQO, obtém-se uma destas relações:

DBO/DQO<0,2-->Matéria orgânica biologicamente resistente.

DBO/DQO=0,4--> Tanto matéria orgânica biologicamente resistente quanto matéria orgânica biologicamente oxidável.

DBO/DQO>0,6-->Matéria orgânica biologicamente oxidável.

• - Série de nitrogênio: são realizadas determinações colorimétricas, meço com espectro ou comparação de cor com padrões. A química do nitrogênio é complexa, pois possui vários estados de oxidação que podem ser induzidos por organismos vivos. As bactérias podem induzir estados positivos ou negativos e dependem de serem organismos aeróbicos ou anaeróbicos. Apenas alguns estados de oxidação influenciam a qualidade da água. O nitrogênio amoniacal é medido em espectro ou comparado a um padrão. Para medir o nitrogênio nitrito e o nitrogênio nitrato, ele é comparado com um disco com escala de cores. Em águas recentemente contaminadas, o nitrogênio está na forma de nitrogênio orgânico e amônia. Com o passar do tempo, o nitrogênio se converte em nitrogênio amoniacal e, se existirem condições aeróbicas, ele passa para nitritos e depois para nitratos. Se for realizado um tratamento aeróbio, deve haver nitrogênio suficiente, pois é um elemento fertilizante necessário para o crescimento das algas, caso contrário, deve ser fornecido por fontes externas. Mas se for despejado excesso de nitrogênio, principalmente nitrato, gera-se eutrofização (superpopulação de algas) e o líquido fica pútrido ou contaminado, por isso esta análise é tão importante. A determinação do nitrogênio é realizada para controlar o grau de purificação nas etapas do tratamento. É bem sabido que a amônia não ionizada é tóxica e o íon amônio não. O pH é o fator que controla a toxicidade da amônia e não é um problema se o pH for inferior a 8 e a concentração de amônia for inferior a 1 mg/L. O controle da amônia pode ser realizado pela remoção eficaz da amônia ou pela nitrificação (oxidando-a em nitritos e depois em nitratos). Em alguns casos, a limitação é a quantidade de nitrogênio total. As técnicas de determinação de nitritos, nitratos e nitrogênio amoniacal variam para cada parâmetro para que você possa não apenas quantificá-lo, mas também identificá-lo. O nitrogênio total é determinado pelo método Kjeldahl. A determinação de nitratos é utilizada para saber se o estabelecimento atende aos teores máximos do contaminante. A determinação de nitrogênio orgânico e amônia para saber se há nitrogênio suficiente disponível para tratamento biológico. Se não houver quantidade suficiente, ela deverá ser fornecida por fontes externas.

• - Fósforo: expresso em mg/L de fosfato de fósforo. A técnica de análise é baseada em uma reação que dá cor e é comparada com padrões de cor. Os polifosfatos são utilizados no abastecimento público de água como meio de controle de corrosão. Eles também são usados ​​em águas descalcificadas para estabilizar o carbonato de cálcio e evitar a necessidade de recarbonização. Todas as fontes de água superficiais são a base para o crescimento de organismos aquáticos, como algas ou cianobactérias, e esse crescimento depende da quantidade de elementos fertilizantes na água. O nitrogênio e o fósforo são os elementos fertilizantes para o crescimento de algas e cianobactérias, portanto suas concentrações limitam a taxa de crescimento. Quando há abundância de ambos os elementos, ocorre a proliferação de algas e o líquido eventualmente apodrece. A água doméstica tem altos níveis de fósforo. A maior parte do fósforo inorgânico é proveniente de dejetos humanos, provenientes da degradação metabólica de proteínas e da eliminação de fosfatos pela urina; além de detergentes sintéticos fortes. Os compostos de fosfato são amplamente utilizados em usinas de vapor para eliminar incrustações em caldeiras. O ortofosfato pode ser medido a partir de polifosfatos devido à sua estabilidade sob condições de pH, tempo e temperatura. Os polifosfatos e as formas orgânicas de fósforo devem ser convertidos em ortofosfatos que podem ser determinados qualitativamente por métodos gravimétricos, colorimétricos ou volumétricos.

• - Detergentes: atualmente os detergentes são biodegradáveis, possuem tratamentos mais simples, mas apresentam outros efeitos como a formação de espuma que dificulta o tratamento e a análise. A determinação colorimétrica é realizada após extração prévia com clorofórmio.

• - Gorduras e óleos: formam películas e crostas na superfície que obstruem as tubulações, prejudicam a estética do corpo d'água, formam uma película na superfície que impede a transferência de oxigênio do ar para a água, comprometendo a fauna e flora aquática. São determinados gravimetricamente pelo método das substâncias solúveis em éter etílico. Eles são solúveis em éter etílico e insolúveis em água.

• - Fenóis: são poluentes e tóxicos que conferem odor e sabor ao líquido. Eles são determinados por espectrofotometria.

• - Metais pesados: onde se destacam Cu, Ni, Hg, Cd, Cr, Pb e são determinados por espectroscopia de absorção atômica. São gerados por empresas metalúrgicas, siderúrgicas e automotivas que geralmente os reciclam e não os descartam.

• - Hidrocarbonetos: como gasolina e petróleo. Eles são determinados por HPLC.

• - Agrotóxicos: podem ser clorados e fosforosos, são determinados tanto na água quanto nos sedimentos. Eles são muito poluentes, por isso são permitidos em concentrações muito baixas. Eles são determinados por HPLC e cromatografia gasosa.

• - Sulfeto: sua presença se deve à decomposição da matéria orgânica presente no líquido residual. Eles são gerados pela redução bacteriana de sulfatos. Eles são determinados por colorimetria e apresentam uma cor azul. Eles são tóxicos e corrosivos.

• - Cianeto: os cianetos são compostos potencialmente tóxicos uma vez que uma alteração no pH do meio pode libertar ácido cianídrico, um composto associado à toxicidade máxima, pelo que é importante determinar a presença como ião cianeto de todos os compostos de cianeto que existem nas águas residuais, águas residuais tratadas, águas residuais potáveis, águas residuais naturais. É determinado por métodos potenciométricos ou por espectroscopia. Deve ser mantido em pH alcalino.

Estes são os mais básicos e gerais. Então vai depender de cada setor determinar outro fator.

As principais fontes de poluição das águas são os estabelecimentos industriais e especiais. Dentro dos estabelecimentos especiais realizam-se as operações de fracionamento, manipulação ou limpeza de artigos e materiais, não produzindo em essência qualquer tipo de transformação de produto. São exemplos: hospitais, postos de serviço, lava-rápidos, hipermercados e supermercados. Nos estabelecimentos industriais existem manufaturas, processamentos e processos que transformam as matérias-primas ou materiais utilizados ou dão origem a novos produtos. Exemplos são: curtumes, fábricas de processamento de carne, têxteis, fábricas de papel, metalúrgicas, siderúrgicas, alimentícias (laticínios, bebidas alcoólicas/não alcoólicas, peixes), destilarias, usinas de açúcar e produtos químicos (tintas e corantes, fertilizantes, pesticidas, inseticidas, produtos de limpeza).

Os drenos industriais, juntamente com os esgotos, constituem a causa predominante da poluição da água. É muito difícil definir as características dos ralos industriais, dado que apresentam a particularidade da sua grande variedade em termos de natureza e quantidade de resíduos produzidos, verificando-se diferenças notáveis ​​consoante os tipos de indústrias, conceito que inclui similares, uma vez que depende da modalidade do processo de fabrico desenvolvido. Por exemplo, um refrigerador descarrega um efluente com matéria orgânica, sólidos, gorduras e detergentes.

O esgoto (águas residuais) é composto principalmente por resíduos de três grupos principais:.

• - Água para uso doméstico: é simplesmente aquela utilizada para higiene pessoal, na cozinha e para limpeza.

• - Resíduos humanos: são aqueles utilizados para transportar matéria fecal e urina até os esgotos.

• - Resíduos não domésticos: provenientes de atividades industriais, comerciais e de serviços. Este grupo costuma conter a maior carga poluidora, por isso costuma ser necessário um pré-tratamento da água que é lançada na rede de esgoto (principalmente para as indústrias), o que em muitos casos não é cumprido ou é ineficiente.

Para medir contaminantes físicos, eu usaria parâmetros físicos como turbidez, cor (aparentemente real), odor, temperatura, condutividade (para determinar quais espécies inorgânicas o efluente possui), análise de sólidos (para avaliar as porcentagens dos diferentes tipos de sólidos que a água pode conter como sólidos suspensos, sedimentáveis, coloidais e dissolvidos). Para medir contaminantes químicos, eu usaria parâmetros químicos como pH, alcalinidade (para determinar a presença de hidroxilas, carbonatos e bicarbonatos), cloretos, oxigênio dissolvido (determina organismos aeróbios e anaeróbios), DBO (para determinar o poder poluente dos resíduos), DQO (para medir o cc de matéria orgânica), fósforo (resíduos comuns, detergentes sintéticos), detergentes, gorduras e óleos, sulfatos.

Para medir a turbidez, é utilizado um turbidímetro; a cor é medida com espectrofotômetro; o olfato pela análise sensorial; a temperatura é medida com um termômetro; condutividade com medidor de condutividade; sólidos dissolvidos e suspensos por filtração e gravimetria; sólidos sedimentáveis ​​por sedimentação em cone Imhoff; Sólidos coloidais são medidos por espectrofotometria. Para medir o pH, utiliza-se o peachímetro; A alcalinidade é usada para medir a dureza; cloretos por titulação com nitrato de prata; oxigênio dissolvido usando um oxímetro; a matéria orgânica é medida com DBO, oxigênio consumido, DQO; fósforo através de fosfatos; nitrogênio através de nitrogênio amoniacal, nitratos, nitritos; detergentes que utilizam substâncias reativas ao azul de ortotoluidina; gorduras e óleos utilizando substâncias solúveis quando frias em éter etílico.

Características do fluido cloacal

O conhecimento da natureza das águas residuais é essencial tanto para o tratamento e evacuação como para a gestão da qualidade ambiental. O esgoto é caracterizado pela sua composição física, química e microbiológica. As propriedades estão relacionadas entre si, por exemplo, a temperatura afeta a atividade microbiológica e os gases dissolvidos na água. As características físico-químicas são alta alcalinidade, alta turbidez, grande presença de sólidos dissolvidos, grande presença de sólidos em suspensão, elevada quantidade de matéria orgânica, detergentes, cor preta devido à presença de sulfetos metálicos. As características microbiológicas são a presença de vírus, protozoários e bactérias que se desenvolvem quando o líquido é estabilizado biologicamente. O tratamento proposto para purificação de um efluente de esgoto começa com uma grelha que retém os maiores sólidos em suspensão, depois possui uma caixa de areia que retém os sólidos sedimentáveis após 10 minutos, em seguida contém um decantador para reter os sólidos sedimentáveis que não foram separados na caixa de areia, a próxima etapa é uma neutralização onde é adicionado um ácido como ácido clorídrico ou sulfúrico para reduzir o pH para pH neutro, depois segue para um tratamento de Lodo Ativado onde a matéria orgânica, suspensa São retirados sólidos e corantes, depois vai para a adsorção com carvão ativado onde são eliminadas as partículas que causam odor e cor, o restante da matéria orgânica, os detergentes.

As características físicas mais importantes das águas residuais são o teor de sólidos totais, odor, temperatura, densidade, cor, turbidez e pH. Para avaliar a aparência utiliza-se turbidez com turbidímetro, a cor que se mede é a cor aparente real através de colorimetria, odor através de análise sensorial, temperatura através de termômetro, condutividade (para determinar a quantidade de espécies inorgânicas que o efluente possui) através de eletrodo, análise de sólidos (para avaliar as porcentagens dos diferentes sólidos que a água pode conter, seja em suspensão, coloidal, sedimentável e dissolvida).

• - Sólidos. O teor de sólidos é definido como o resíduo não volátil após submeter a água a um processo de evaporação a 100 °C e secagem em estufa a 103-105 °C durante uma hora. A determinação corresponde aos sólidos dissolvidos e suspensos. Sólidos sedimentáveis ​​são sólidos que se depositam no fundo de um recipiente em forma de cone (cone Imhoff) a partir de um litro de líquido residual ao longo de 2 horas. A amostra bem agitada é colocada nos cones Imhoff. A determinação é feita em ml/L e mg/L. Permite obter uma medição aproximada da quantidade de lama que será obtida na decantação. Os sólidos sedimentáveis ​​dão uma ideia da origem orgânica e inorgânica desses sólidos. Os sólidos que sedimentam após 10 minutos correspondem aos sólidos inorgânicos, que são mais pesados ​​e então a matéria orgânica começa a sedimentar até completar as duas horas. Após 2 horas estima-se que todos os sólidos sedimentáveis ​​foram separados. Os sólidos totais também são classificados como sólidos filtráveis ​​ou não. Isso é determinado usando um filtro de fibra de vidro. Os sólidos filtráveis ​​correspondem a sólidos dissolvidos e coloidais. Os sólidos não filtráveis ​​correspondem à matéria em suspensão. Os sólidos suspensos podem ou não ser sedimentáveis. Os sólidos suspensos sedimentáveis ​​são separados em um coletor de areia (sólidos sedimentáveis ​​após 10 minutos) ou em um decantador (sólidos sedimentáveis ​​após 2 horas). Os sólidos em suspensão não sedimentáveis ​​são separados por meio de tratamento de coagulação-floculação ou por oxidação biológica em tratamento de lodos ativados e em ambos há posterior decantação. Um decantador pode reter sólidos sedimentáveis ​​após 10 minutos, mas não deve ser sobrecarregado. Os sólidos totais são classificados em voláteis e fixos, dependendo da sua volatilidade a 550 °C, temperatura na qual os compostos orgânicos oxidam e formam gases e a fração inorgânica permanece na forma de cinzas. Os sólidos voláteis correspondem à matéria orgânica e os sólidos fixos correspondem à matéria inorgânica. Os sólidos filtráveis ​​correspondem ao total de sólidos dissolvidos. Água para consumo humano com alto teor de sólidos dissolvidos é desagradável ao consumidor ou pode induzir nele reação fisiológica adversa. As análises de sólidos servem como indicadores da eficácia do tratamento biológico e físico-químico. A determinação de sólidos totais é um método amplamente utilizado: determinação de sólidos totais e suas frações fixas e voláteis em amostras sólidas ou semissólidas de sedimentos de rios e lagos, lodos isolados em tratamentos de águas residuais e aglomerações de lodos em centrifugação, filtração a vácuo e outros processos de desidratação de lodos. Sólidos suspensos são aqueles que se encontram na água sem estarem dissolvidos nela, e são calculados matematicamente como a diferença entre os sólidos totais e os sólidos dissolvidos. Os sólidos totais podem ser não filtráveis ​​(dissolvidos) e filtráveis ​​(não dissolvidos) e são determinados por um filtro usando gravimetria. Os sólidos voláteis e fixos são determinados por incineração em mufla a 550 °C. A esta temperatura, ocorre a oxidação dos compostos orgânicos em dióxido de carbono e água e os compostos inorgânicos resistem. A determinação corresponde à oxidação total da matéria orgânica. Os sólidos coloidais são estáveis ​​e difíceis de separar. Eles são determinados por espectrofotometria. Para água potável é indicado um valor máximo de 500 ppm de sólidos. Nas caldeiras, produzem espuma. Devido à sedimentação excessiva, são gerados ambientes propícios à degradação anaeróbica. Os sólidos suspensos interferem no desenvolvimento normal da vida aquática, diminuindo a profundidade de passagem da luz solar. Os sólidos sedimentáveis ​​podem obstruir tubulações, equipamentos de bombeamento eletromecânicos e dificultar o funcionamento da estação de tratamento.

• - Odores. Normalmente, os odores vêm de gases liberados pela decomposição de matéria orgânica. As águas residuais frescas têm um odor mais tolerável do que as águas residuais "sépticas". Um odor característico de águas residuais sépticas vem do sulfeto de hidrogênio, que é gerado pela redução de sulfatos por bactérias anaeróbias. As águas residuais industriais também podem conter compostos odoríferos.

• Efeitos dos odores: reduzem o apetite, geram náuseas, vômitos, distúrbios mentais, produzem desequilíbrios respiratórios. O cheiro de peixe é característico das aminas, o cheiro de ovo podre é característico do sulfeto de hidrogênio e o cheiro de matéria fecal é característico do escatol.

• - Temperatura: a temperatura da água influencia o desenvolvimento da vida aquática, as reações químicas e as taxas de reação, bem como a adequação da água para determinados usos úteis. O aumento da temperatura produz um aumento nas reações químicas e na velocidade das reações químicas, portanto há uma diminuição mais rápida do oxigênio dissolvido, o que compromete o desenvolvimento da fauna e da flora aquática. O aumento da temperatura também provoca uma diminuição na solubilidade do oxigênio. Provoca a deterioração da rede de esgoto. A determinação é feita no local. Temperaturas elevadas são características de uma descarga de esgoto. Efluentes de temperatura elevada são resfriados por trocadores de calor, torres de resfriamento, contato ambiental ou outros métodos de resfriamento.

• - Densidade: lodo denso requer maiores potências de bombeamento, mesmo que seja muito denso pode não se mover.

• - Cor: é a capacidade que possui de absorver determinada radiação do espectro visível. A água pura é azulada. Não pode ser atribuído exclusivamente a um componente, mas as cores são atribuídas a vários contaminantes. Por exemplo, a cor preto acinzentado é devida à presença de sulfetos metálicos. Diz-se que a água está séptica. Serve, juntamente com o cheiro, para determinar qualitativamente a idade das águas residuais. A cor acinzentada é característica de águas residuais domésticas recentes. À medida que o tempo nas redes de esgoto aumenta e mais condições anaeróbicas se desenvolvem, torna-se mais escuro. A cor preto-acinzentada se deve à presença de sulfetos metálicos que são gerados pela reação entre o sulfeto gerado pela decomposição anaeróbica e os metais presentes na água. A água é considerada séptica. Algumas águas industriais podem adicionar cor às águas residuais domésticas. Indica a presença de substâncias dissolvidas ou coloidais com as quais se pode intuir a origem do efluente. A cor natural é causada por partículas coloidais carregadas negativamente. Pode ser removido por coagulação usando um sal contendo um íon metálico trivalente, como ferro ou alumínio. A cor causada pela matéria em suspensão é conhecida como cor aparente e também pode ser removida por coagulação ou tratamento com lodo ativado. A intensidade da cor aumenta com o pH. Portanto, o pH é medido junto com a cor. A cor natural assim como a turbidez se devem a uma grande variedade de substâncias e um padrão arbitrário é adotado para sua medição, este padrão é utilizado para medir direta e indiretamente a cor. A matéria suspensa deve ser separada antes de medir a cor real. As águas que contêm cor verdadeira têm aparência marrom-amarelada e podem ser medidas colorimetricamente. Observou-se que soluções de cloroplatina potássica tingidas com pequenas quantidades de cloreto de cobalto proporcionam tonalidades muito semelhantes às naturais. Variando as quantidades de cloreto de cobalto, obtém-se a degradação dos tons. Para medir e descrever cores que não estão nesta classificação, utiliza-se a espectrofotometria, que consiste em medir a fração absorvida ou transmitida pela amostra.

• - Turbidez: é uma medida da capacidade da amostra de transmitir luz. É medido em "NTU". Permite estimar a matéria coloidal e suspensa que está presente na amostra.

• - Condutividade: está relacionada aos sólidos dissolvidos através de um fator que é a constante da célula. É uma medida da capacidade da solução de transportar corrente elétrica. Depende do número de íons, de sua natureza, de sua valência, da temperatura da solução. À medida que a temperatura aumenta, a condutividade aumenta. É determinado por uma célula de condutividade conectada a um circuito através de uma ponte de Wheatstone. KCl é usado para calibrar o medidor de condutividade. A condutividade e a dureza estão relacionadas porque os sais de magnésio e cálcio são os mais abundantes e contribuem mais para a condutividade. Refletem o grau de mineralização da água e sua produtividade potencial. As substâncias orgânicas se dissolvem formando ligações de hidrogênio, portanto também são substâncias dissolvidas.

• - pH: a faixa de pH permitida em um efluente é de 5,5 a 10. É ideal para o desenvolvimento de formas de vida aquática. É determinado no local. Rege inúmeros processos químicos, inclusive alguns que podem gerar condições prejudiciais ao ser humano, como o contato de um efluente ácido com cianeto de sódio, gerando cianeto de hidrogênio, que é um gás letal. Indica se o efluente é ácido ou alcalino. Um pH ácido corrói as tubulações e gera liberação de gases em forma de espuma que dificulta o tratamento e posterior análise. Antes do tratamento biológico para evitar o desenvolvimento de microrganismos e a ocorrência de oxidação biológica. O pH ideal é 6-8,5. Dependendo da concentração de dióxido de carbono, este é produzido pela mineralização dos sais presentes na água. O pH da água se deve à composição do terreno percorrido; é alcalino se a terra for calcária e ácida se for siliciosa. Os metais pesados ​​se dissolvem em meio ácido e precipitam em meio básico. Os eletrodos são padronizados com soluções tampão de pH conhecido. Pode ser medido em uma ampla variedade de materiais e sob condições extremas, desde que seja utilizado o eletrodo apropriado. Para substâncias semissólidas, recomenda-se o eletrodo em forma de lança. Para substâncias com pH superior a 10 e altas temperaturas, são recomendados eletrodos de vidro projetados para esse fim.

Para estudar as características químicas do esgoto, deve-se levar em consideração a matéria orgânica presente, a matéria inorgânica e os gases dissolvidos. Mais especificamente sulfatos, carbonatos, bicarbonatos, cloretos, nitratos, nitritos, sulfetos, fosfatos, cálcio, magnésio, sódio, potássio, ferro, manganês, proteínas, carboidratos, lipídios e detergentes. Os parâmetros para avaliar as características químicas são pH, alcalinidade (para determinar a presença de hidroxilas, carbonatos e bicarbonatos), cloretos, oxigênio dissolvido (determina organismos aeróbios e anaeróbios), DBO (para determinar o poder contaminante dos resíduos), DQO (para medir os cc de matéria orgânica), fósforo (resíduos comuns, detergentes sintéticos), detergentes, gorduras e óleos, sulfetos.

• - Matéria orgânica. Cerca de 75% dos sólidos suspensos e 40% dos sólidos filtráveis ​​nas águas residuais são de natureza orgânica. São sólidos provenientes dos reinos animal e vegetal e das atividades humanas relacionadas à síntese de compostos orgânicos. Os principais grupos de substâncias orgânicas presentes nas águas residuais são proteínas (entre 40% e 60%), carboidratos (25%-50%) e gorduras e óleos (aproximadamente 10%). Outro composto com presença importante é a ureia, principal constituinte da urina, que devido ao seu rápido processo de decomposição raramente está presente em águas residuais não muito recentes. Juntamente com os já mencionados, as águas residuais contêm pequenas quantidades de um grande número de compostos orgânicos cujas estruturas podem ser simples ou extremamente complexas. Este grupo inclui detergentes, poluentes orgânicos prioritários, compostos orgânicos voláteis e pesticidas para uso agrícola. Devido ao aumento na síntese de moléculas orgânicas, o número delas presentes nas águas residuais aumenta a cada ano.

• Proteínas. A composição química das proteínas é muito complexa e instável e pode adotar diversos mecanismos de decomposição. Além disso, como característica distintiva, contêm grande quantidade de nitrogênio e, em muitos casos, também contêm enxofre, fósforo e ferro. A uréia e as proteínas são a principal fonte de nitrogênio nas águas residuais.

• Carboidratos. Do ponto de vista do volume e da resistência à decomposição, a celulose é o carboidrato mais importante nas águas residuais. A destruição da celulose é um processo que ocorre sem dificuldade, principalmente graças à atividade de alguns fungos, cuja ação é notável em condições ácidas.

• Gorduras e óleos. Gorduras e óleos são compostos de álcool (ésteres) ou glicerol (glicerina) e ácidos graxos. Quimicamente são semelhantes e aqueles que são sólidos à temperatura ambiente são chamados de gorduras e aqueles que estão no estado líquido são chamados de óleos. As gorduras estão entre os compostos orgânicos mais estáveis ​​e não são fáceis de degradar biologicamente. Eles poluem os cursos de água formando uma película na superfície que impede a passagem de oxigênio para a água. Formam crostas na superfície das tubulações que impedem a passagem da água. Consiste na determinação em peso de substâncias solúveis a frio em éter etílico. A partir da amostra bruta, levada a um pH de 4,2 com 2 gotas de heliantina, a amostra é colocada em contato com o éter etílico para que as gorduras e óleos nela sejam solubilizados e, em seguida, o éter (baixo ponto de ebulição) da fase etérea é evaporado, para que se possa obter a quantidade de gorduras e óleos em peso do volume utilizado na amostra.

• - Demanda biológica de oxigênio. é a quantidade em mg/L de oxigênio necessária para decompor a matéria orgânica contida no líquido residual por ação biológica aeróbica sob condições de 20 °C, no escuro e por 5 dias. A importância da sua determinação reside no facto do seu valor dar uma ideia do grau de contaminação do líquido com matéria orgânica e do seu potencial consumo do oxigénio presente nos recursos hídricos, o que é prejudicial ao desenvolvimento da fauna e da flora presentes nesses recursos. É essencialmente um procedimento de bioensaio que mede o oxigênio consumido pelos organismos ao utilizar a matéria orgânica de um resíduo, em condições tão semelhantes quanto possível às da natureza. Para tornar a amostra quantitativa, as amostras devem ser protegidas do ar, evitando a reaeração à medida que o oxigênio dissolvido diminui. Além disso, devido à solubilidade limitada do oxigénio na água, os resíduos concentrados devem ser diluídos para níveis de exigência que mantenham este valor para garantir que este valor de oxigénio dissolvido esteja presente no teste. Por se tratar de um procedimento de bioensaio, é de extrema importância que as condições ambientais sejam adequadas para que a atividade dos organismos vivos seja realizada sem obstáculos. Isto significa que não devem existir substâncias tóxicas e que os nutrientes acessórios necessários ao crescimento bacteriano, tais como azoto, fósforo e oligoelementos, devem estar disponíveis. A demanda biológica é produzida por um grupo diversificado de organismos que realizam a oxidação da matéria orgânica a quase dióxido de carbono e água. Portanto, é necessário que um grupo de microrganismos chamados “sementes” esteja presente no teste. As reações oxidativas que ocorrem no teste de DBO são derivadas da atividade biológica e a velocidade dessas reações é dada pela população de microrganismos e pela temperatura. Os efeitos da temperatura são mantidos constantes realizando o teste a 20 °C, que é mais ou menos a temperatura média, uma vez que o resfriamento mínimo é realizado com alguma outra corrente. A velocidade dos processos metabólicos a 20 °C e sob condições de teste é tal que o tempo deve ser calculado em dias. Teoricamente, é necessário um tempo infinito para que a oxidação biológica da matéria orgânica se complete, mas para fins práticos, a reação se completa em 20 dias; Porém, na maioria dos casos esse período é longo e depois é reduzido para 5 dias porque se constatou que a percentagem de DBO obtida é quase a total. Conseqüentemente, deve-se lembrar que o resultado do teste realizado neste momento representa uma fração do total. A quantidade exata dependerá da “semente” e da natureza da matéria orgânica, e só pode ser determinada experimentalmente. O teste de DBO é baseado em determinações de oxigênio dissolvido; Portanto, a precisão do resultado é largamente influenciada pelo cuidado tomado na medição deste último. A DBO é o critério mais importante utilizado para controlar a poluição de riachos onde a carga orgânica deve ser restrita para manter níveis adequados de oxigênio dissolvido. A determinação é utilizada no estudo para medir a capacidade de purificação dos riachos e permite que as autoridades estabeleçam valores regulamentados para lançamento nessas águas. Além disso, as informações de DBO permitem o projeto de equipamentos de tratamento; É um fator na escolha do tratamento e é utilizado para estimar o tamanho das unidades, principalmente em filtros percoladores e lodos ativados. É utilizado para avaliar a eficiência das etapas. Em resumo, as limitações do teste de DBO são: possuir semeadura aclimatada, pré-tratamento em caso de efluentes tóxicos, medição de apenas uma fração de DBO, tempo mínimo de 5 dias.

• - Demanda química de oxigênio. A vantagem da análise é que dura apenas 3 horas, a desvantagem é que não dá ideia de biodegradabilidade. As determinações são feitas em amostras brutas e decantadas, e os dados de DQO/DBO devem estar disponíveis. É a quantidade de oxigênio necessária em mg/L para degradar quimicamente a matéria orgânica contida no líquido residual a 150 °C por 2 horas com um agente oxidante como o dicromato de potássio em meio ácido. A importância da sua determinação reside no facto do seu valor dar uma ideia do teor de substâncias consumidoras de oxigénio, como as substâncias orgânicas, cuja presença nos recursos hídricos é prejudicial ao desenvolvimento da fauna e da flora aquática. É uma forma de medir a concentração de matéria orgânica em resíduos domésticos e industriais. Este teste permite medir a quantidade total de oxigênio em um resíduo necessária para oxidar a matéria orgânica em dióxido de carbono e água. O teste baseia-se no fato de que todos os compostos orgânicos, com algumas exceções, podem ser oxidados pela ação de agentes oxidantes fortes sob condições ácidas. Durante a determinação da DQO, a matéria orgânica é convertida em dióxido de carbono e água, independentemente da capacidade biológica das substâncias a serem assimiladas. Os valores de DQO são superiores aos valores de DBO e podem ser muito superiores quando estão presentes quantidades significativas de matéria orgânica biologicamente resistente. Uma das principais limitações do teste DQO é a impossibilidade de diferenciar entre matéria biologicamente oxidável e matéria biologicamente inerte. Além disso, não fornecem quaisquer dados sobre a taxa à qual o material biologicamente activo se estabiliza nas condições da natureza. A principal vantagem do teste COD é o pouco tempo necessário para a avaliação; A determinação é feita em 3 horas em vez de 5 dias como no caso da DBO. Observou-se que o dicromato de potássio é um excelente agente oxidante para a determinação deste parâmetro, pois é capaz de oxidar quase completamente uma grande variedade de substâncias orgânicas a dióxido de carbono e água. Como todos os agentes oxidantes devem ser utilizados em excesso, é necessário medir o excesso que resta ao final da reação para medir a quantidade utilizada na degradação. Um ponto importante a favor do dicromato é que o excesso pode ser medido com relativa facilidade. Os ácidos graxos de baixo peso molecular requerem um catalisador para oxidar. Sob condições de teste de DQO, certos íons inorgânicos reduzidos podem ser oxidados e, portanto, levar a resultados errôneos. Os cloretos causam os maiores problemas porque a sua concentração é elevada nas águas residuais. Esta interferência é eliminada adicionando sulfato mercúrico à amostra antes de adicionar outros reagentes. O íon mercúrico combina-se com íons cloreto para formar um complexo de cloreto mercúrico pouco ionizado que não é oxidado pelo dicromato. A determinação da DQO é realizada em digestor e posteriormente determinada por colorimetria ou por titulação. Para efluentes industriais: 500<COD<10000. Para cursos não contaminados: COD <20. Em conjunto com a DBO, a DQO é útil para indicar condições tóxicas e a presença de substâncias orgânicas biologicamente resistentes. Se DBO/DQO<0,2 há principalmente matéria orgânica não biodegradável, DBO/DQO=0,4 há matéria orgânica biodegradável e não biodegradável nas mesmas proporções, se DBO/DQO>0,6 há principalmente matéria orgânica biodegradável.

• - Detergentes. São classificados como biodegradáveis ​​e não biodegradáveis. Para eliminar este último, devem ser utilizados métodos físico-químicos. Os detergentes biodegradáveis ​​geram espumas que interferem no processo de purificação nas estações de tratamento e conferem mau aspecto aos efluentes líquidos. A formação de espuma também dificulta a realização de análises. A espuma cria uma barreira à passagem do oxigênio para o líquido. Esta determinação é realizada com kit colorimétrico para detergentes. Esta técnica baseia-se no facto de os detergentes aniónicos serem combinados com o azul de o-toluidina, obtendo-se um complexo azul solúvel em clorofórmio; Em seguida, o reagente do kit e o clorofórmio são adicionados à amostra, obtendo-se uma fase de clorofórmio colorida de tal forma que a intensidade da cor é proporcional à concentração de detergentes que é medida com o comparador do kit.

• - Hidrocarbonetos: como gasolina e petróleo. Eles são determinados por HPLC. Conferem à água odor e sabor desagradáveis, o que permite sua identificação em quantidades de PPB, que é intensificado pela cloração. A película superficial impede as trocas gasosas água-ar, com a consequente perturbação da vida aquática.

• - Pesticidas e Produtos Químicos para Uso Agrícola. Esses compostos não são provenientes de águas residuais, mas geralmente são incorporados a elas, como resultado do escoamento de parques, campos agrícolas e outras causas. A maioria destes produtos é tóxica para a maioria das formas de vida, razão pela qual são considerados contaminantes perigosos das águas superficiais. As concentrações destes produtos químicos podem causar a morte dos peixes, a contaminação da carne dos peixes (reduzindo o seu valor nutricional) e a deterioração da qualidade da água. Eles podem ser clorados e fosforosos e são determinados tanto em águas quanto em sedimentos. São muito poluentes, por isso não são adequados em baixas concentrações (ug/L). É analisado com HPLC e cromatografia gasosa.

• - Matéria inorgânica. Existem vários componentes inorgânicos nas águas residuais que são importantes para a determinação e controle da qualidade da água. As águas residuais, exceto no caso de determinados resíduos industriais, normalmente não são tratadas com o objetivo de eliminar constituintes inorgânicos.

• - Alcalinidade. Nas águas residuárias é causada pela presença de sais de ácidos fracos, bases fracas e fortes como hidróxidos, carbonatos e bicarbonatos de cálcio, magnésio, sódio, potássio e amônio. De todos eles, os mais comuns são o bicarbonato de cálcio e o bicarbonato de magnésio porque se formam em quantidades consideráveis ​​quando o dióxido de carbono reage com a matéria básica do solo. É a medida da capacidade de neutralizar ácidos. Normalmente, as águas residuais são alcalinas. Ocorre em águas superficiais com crescimento de algas devido à quantidade de hidróxidos e carbonatos. A alcalinidade se deve principalmente a três grupos de compostos e de acordo com os elevados valores de pH é classificado em: hidróxidos, carbonatos e bicarbonatos. Águas muito alcalinas apresentam sabor desagradável para o consumidor. A alcalinidade é medida volumetricamente por titulação com ácido sulfúrico N/50 e é expressa em equivalentes de carbonato de cálcio (ppm CaCO3). Este parâmetro é essencial para processos químicos de coagulação, amaciamento de água, controle de corrosão, capacidade tampão e no tratamento de resíduos industriais, uma vez que é proibido o lançamento de resíduos com alcalinidade cáustica em águas receptoras e esgotos.

• - Nitrogênio e fósforo. Esses elementos são essenciais para o desenvolvimento de alguns microrganismos, por isso são conhecidos como nutrientes. Vestígios de outros elementos, como o ferro, também são necessários para o crescimento biológico. Como o nitrogênio é essencial para a síntese de proteínas, é necessário conhecer sua quantidade na água para avaliar a possibilidade de tratamento biológico de águas residuárias. Quando a quantidade de nitrogênio é insuficiente, é necessário adicioná-lo para tornar a água tratável. Quando este é excessivo, pode ser necessário reduzir as quantidades de nitrogênio para evitar o crescimento excessivo de algas. O fósforo também é essencial para o crescimento das algas, por isso também deve ser controlado ao despejar água nos corpos receptores. As formas mais comuns em que esses componentes podem ser encontrados são: no caso do nitrogênio, nitrogênio orgânico, amônia, nitritos e nitratos. O fósforo é normalmente encontrado como fosfatos, polifosfatos e fosfatos orgânicos. São determinações colorimétricas que são feitas, eu meço com o espectro. O nitrogênio amoniacal é medido em espectro e comparado a um padrão. O resultado é expresso em mg/L. O nitrogênio nitrito e o nitrogênio nitrato são medidos com um kit e comparados a um disco que possui uma escala de cores. Inicialmente o nitrogênio é como nitrogênio orgânico e amônia. O nitrogênio orgânico é então gradualmente convertido em nitrogênio amoniacal e mais tarde, se existirem condições aeróbicas, ocorre a oxidação em nitratos e nitritos. Ao realizar o tratamento é necessário verificar se possui quantidade de nitrogênio suficiente para os organismos, caso contrário deve-se adicioná-lo, mas se for despejado em excesso, principalmente nitrato (um nutriente), ocorre a eutrofização (superpopulação de algas) e eventualmente apodrece. Também é utilizado para corroborar o grau de purificação obtido com tratamentos biológicos. A amônia não ionizada é tóxica, mas o íon amônio não. A toxicidade da amônia não é um problema em águas receptoras com pH inferior a 8 e concentração de nitrogênio amoniacal inferior a 1 mg/L. Por estas razões, o controlo do amoníaco pode ser realizado por nitrificação ou por remoção eficaz do amoníaco. Em alguns casos, as limitações aplicam-se ao azoto total (azoto orgânico mais azoto inorgânico) que pode existir no efluente. As técnicas de determinação de amônio, nitrito e nitrato podem variar para cada parâmetro, portanto o tipo de contaminante pode ser determinado, e não apenas quantificado. O nitrogênio total pode ser determinado pelo método Kjeldahl. A quantidade de nitrogênio amoniacal presente na água determina o cloro necessário para obter resíduos de cloro livres de cloração. As determinações de nitrato são importantes para estabelecer se o abastecimento de água atinge os níveis máximos. As análises de amônia e nitrogênio orgânico são importantes para determinar se há nitrogênio suficiente para o tratamento biológico. Caso contrário, você deverá contribuir por meio de fontes externas. A quantidade de fósforo é expressa em (mg/L de P-PO4) e é a soma do fósforo orgânico e inorgânico. A técnica de análise é baseada em uma reação que forma uma coloração e é medida no espectro. Os polifosfatos são usados ​​em alguns abastecimentos públicos de água para controlar a corrosão. Também são utilizados em algumas águas descalcificadas para estabilizar o carbonato de cálcio, a fim de eliminar a necessidade de recarbonização. O nitrogênio e o fósforo são essenciais para o crescimento de algas e cianobactérias, e a limitação desses elementos costuma ser o fator que controla a taxa de crescimento. Quando há abundância de ambos os elementos, ocorre a proliferação de algas, produzindo uma variedade de condições incômodas (eutrofização). As águas residuais domésticas contêm grandes quantidades de compostos de fósforo. A maior parte do fósforo inorgânico é proveniente de dejetos humanos, como resultado da degradação metabólica de proteínas e da eliminação de fosfatos presentes na urina, além de fortes detergentes sintéticos. Compostos de fosfato são usados ​​em usinas de geração de vapor para eliminar incrustações. O ortofosfato pode ser medido sem interferência sob condições ideais de pH, tempo e temperatura. As formas orgânicas do fósforo e também os polifosfatos devem ser transformados em ortofosfatos, que podem ser determinados qualitativamente por métodos gravimétricos, colorimétricos e volumétricos.

• - Nitrogênio amoniacal"). Se forem aerados, normalmente não devem conter amônia porque esta é convertida em nitritos e depois em nitratos. A água negra sempre tem amônia proveniente dos trechos de água abaixo das aglomerações humanas. A existência de amônia livre ou íon amônio é prova de contaminação recente e perigosa. Em pH elevado, a amônia passa para o estado de amônia, sendo recomendados valores inferiores a 0,025 mg/L.

• - Nitritos. Os nitritos podem ser encontrados nas águas subterrâneas como resultado de um meio redutor em águas que já foram biologicamente estabilizadas. Quando o nitrato está em contato com metais facilmente atacáveis, seja em pH ácido ou básico, podem ser encontrados nitritos. A presença de nitritos torna a água intragável juntamente com a presença de patógenos porque são tóxicos.

• - Nitratos. Provêm da oxidação bacteriana de resíduos gerados por animais. Nas águas superficiais e subterrâneas há mais nitratos, aumentando os níveis de nitratos devido ao aumento do uso de fertilizantes.

Um efluente residual com concentração de 15 mg/L de fosfato (PO4(-3)) é despejado em uma lagoa com vazão de 30 m3/h. Qual será a contribuição diária em kg de fósforo (kg P) para esse organismo?

15mg/L.30m3/h.1000L/m3.kg PO4/1000000mg.31kg P/95kg PO4,24h/dia=3,52kg P/dia.

• - Cloretos. Eles conferem um sabor desagradável à água. Eles podem corroer tubulações e tanques. Além disso, para uso agrícola, o teor de cloreto da água pode limitar certas culturas. Os cloretos são muito solúveis em água, não participam de processos biológicos, não desempenham nenhum papel na decomposição e, portanto, não sofrem modificações.

• - Enxofre. O íon sulfato é encontrado tanto nas águas de abastecimento quanto nas águas residuais. Para a síntese de proteínas é necessário o enxofre, que posteriormente é liberado no processo de degradação. Os sulfatos são quimicamente reduzidos a sulfetos e sulfetos de hidrogênio sob ação bacteriana em condições anaeróbicas.

• - Fenóis.") são poluentes e tóxicos que conferem sabor e odor ao líquido, analisados ​​por espectrofotometria. A contribuição para as águas naturais é insignificante e biodegradável. Eles provêm de efluentes industriais, mas também da degradação de pesticidas.

• - Metais pesados. Estes incluem Ni, Mn, Pb, Cr, Cd, Zn, Cu, Fe, Hg, As. Alguns são essenciais para o desenvolvimento normal da vida e a ausência de quantidades suficientes pode limitar o crescimento de algas, por exemplo. Devido à sua toxicidade, a presença em quantidades excessivas de qualquer um deles interferirá no uso que pode ser dado à água. Por isso é conveniente controlar as concentrações destas substâncias. Alguns deles são habitualmente utilizados na atividade agrícola e industrial, pelo que os seus limites estão legislados. Eles são determinados por espectroscopia de absorção atômica. Eles são causados ​​pelas indústrias metalúrgica, siderúrgica e automotiva e geralmente não são substituídos, mas sim reciclados.

• - Gases. Os gases mais frequentemente encontrados em águas residuais são nitrogênio, oxigênio, dióxido de carbono, sulfeto de hidrogênio, amônia e metano. Os três primeiros são gases presentes na atmosfera, e são encontrados em todas as águas em contato com ela. Os três últimos são produto da decomposição (aeróbica e anaeróbica) da matéria orgânica.

• Oxigênio dissolvido"). É necessário para a respiração de microrganismos aeróbicos e outras formas de vida. É ligeiramente solúvel em água e sua presença, como a dos demais gases, é condicionada pela pressão parcial do gás na atmosfera, pela temperatura, pela pureza da água (salinidade, sólidos em suspensão, etc.). Sua solubilidade é proporcional à pressão parcial, pois não reagem quimicamente e a lei de Henry rege o processo porque é pouco solúvel. É modificado pela maior ou menor presença de sal e diminui com a temperatura Como evita a formação de odores desagradáveis ​​nas águas residuais, é desejável e conveniente ter oxigênio dissolvido. É medido in situ ou fixado por um reagente químico para ser medido em laboratório. produtos, enquanto os organismos anaeróbicos realizam a oxidação reduzindo sais como sulfatos e os produtos finais são geralmente muito prejudiciais. Condições favoráveis ​​para microrganismos aeróbios devem ser mantidas se não forem consideradas condições prejudiciais, as medições de oxigênio dissolvido devem ser realizadas em processos aeróbicos e em locais de tombamento. preservados, estão o método Winkler ou iodo métrico e suas modificações. Um oxímetro (eletrodo) também pode ser usado que permite medições in situ de oxigênio dissolvido. Esses eletrodos podem descer a várias profundidades e as concentrações de oxigênio dissolvido podem ser lidas em um microamperímetro conectado localizado na superfície.

• Sulfeto de Hidrogênio. Como já mencionado, provém da decomposição anaeróbica do enxofre ou da redução de sulfitos e sulfatos minerais, primeiro passaria para sulfito e depois para sulfeto de hidrogênio. Sua formação é inibida na presença de grandes quantidades de oxigênio. É um gás incolor, inflamável e com odor típico. O escurecimento das águas residuais deve-se principalmente à formação de sulfuretos ferrosos e outros sulfuretos metálicos. Eles são tóxicos e corrosivos. É determinado por colorimetria, dão uma cor azul. Águas contendo sulfeto de hidrogênio serão muito tóxicas em pH ácidos, até mesmo para bactérias. A toxicidade diminuirá extraordinariamente em pH básicos.

• Cianeto. Os cianetos são compostos potencialmente tóxicos, pois uma alteração no pH do meio pode liberar ácido cianídrico, composto geralmente associado à toxicidade máxima desses compostos, por isso é de extrema importância determinar a presença de todos os compostos cianetos em águas residuais naturais, potáveis, residuais e tratadas como íon cianeto (CN-). Eles são determinados por métodos potenciométricos ou por espectroscopia. Deve ser mantido em pH alcalino.

• Metano. É o principal subproduto da decomposição anaeróbica da matéria orgânica. Normalmente não é encontrado em águas residuais porque pequenas quantidades de oxigênio são tóxicas para os microrganismos responsáveis pela sua produção.

• Oxigênio consumido").: medido em (mg/L). É a quantidade de oxigênio necessária para oxidar substâncias com propriedades redutoras, presentes em um líquido residual. Entre as substâncias redutoras mais comuns estão: sais ferrosos, sulfetos, lipídios, carboidratos e alguns aminoácidos. A determinação usual é realizada utilizando permanganato de potássio como oxidante. Esta titulação redox não é muito precisa ou reprodutível mas dá uma ideia dos mg/L consumidos por matéria orgânica presente na amostra.

Talvez a característica mais importante das águas residuais a este respeito seja a presença de organismos patogénicos provenientes de dejetos humanos que estão infectados ou transmitem uma determinada doença. Os principais grupos de organismos patogênicos são bactérias, vírus, protozoários e helmintos. Organismos bacterianos patogênicos que podem ser excretados por humanos causam doenças do sistema intestinal, como febre tifóide e paratifóide, disenteria, diarréia e cólera. Devido à elevada infecciosidade destes organismos, todos os anos são responsáveis ​​por um grande número de mortes em países com recursos de saúde limitados.

Introdução

Como resultados do processo são obtidos lodo e efluente clarificado. O efluente tratado é despejado no corpo receptor ou reaproveitado e o lodo é tratado e disposto em aterros sanitários ou reaproveitado (produção de biossólido). A série de processos de tratamento depende de alguns fatores:

• - Características do efluente: pH, produtos tóxicos, sólidos em suspensão, DBO.

• - Qualidade de saída dos efluentes: é definida tendo em conta os objectivos da empresa e a aptidão do organismo receptor.

• - Disponibilidade de terreno: o terreno necessário é grande e deve ser de baixo custo.

• - Considere expansões futuras: expansões terão que ser feitas porque são necessários limites mais rígidos.

Tratamento de efluentes é o conjunto de processos que visam modificar a composição física, química ou biológica dos efluentes líquidos, a fim de torná-los inofensivos para descarte e recuperação para outros usos.

Sólidos suspensos grossos são separados por filtração com telas, sólidos suspensos sedimentáveis ​​por sedimentação, sólidos suspensos finos não sedimentáveis ​​por peneira de pequena abertura, sólidos dissolvidos ou suspensos biodegradáveis ​​por tratamento biológico natural, sólidos suspensos biologicamente persistentes por adsorção ou oxidação química, sólidos inorgânicos dissolvidos são separados por osmose reversa, eletrodiálise, troca iônica.

Etapas do tratamento de efluentes

Para fluido de esgoto, os tratamentos aplicados são primários (físicos) ou secundários (biológicos). Os tratamentos primários são sedimentação, filtração e os tratamentos secundários são tanque Imhoff, biodigestor, lodo ativado. Com os primários, os sólidos sedimentáveis ​​são removidos e parte da matéria em suspensão, os sólidos dissolvidos, e o restante da matéria em suspensão é removido em tratamentos biológicos. Os tratamentos são classificados de acordo com o seu grau de purificação em primários (removem mais material), secundários e terciários e de acordo com os fenômenos físicos, químicos e biológicos envolvidos. Os tratamentos primários correspondem aos físicos e os tratamentos secundários correspondem aos biológicos ou físico-químicos.

Pré-tratamento

O objetivo do pré-tratamento é a eliminação de sólidos grosseiros como trapos, galhos e materiais inertes como areia e cascalho. Isso causa danos às tubulações, bombas eletromecânicas e obstruções ao fluxo do fluido.

Esta etapa do processo pode ser realizada com os seguintes dispositivos:

• - Grades: São utilizadas para eliminar sólidos espessos como plásticos, madeira, trapos que causam entupimentos ou danos em tubulações, equipamentos de bombeamento eletromecânicos e evitar acúmulo em digestores e decantadores. Eles são colocados inclinados de 60 a 80° em relação à horizontal. Os portões robóticos se limpam sozinhos. Utilizam-se grelhas finas em vez de tanques de sedimentação, mas estes são normalmente evitados devido a problemas de estagnação e porque não se obtêm separações maiores do que os decantadores.

• - Peneiração: São utilizadas para separar partículas mais finas que causam entupimentos ou danos em tubulações ou equipamentos eletromecânicos de bombeamento, acúmulo em digestores ou decantadores. Geralmente é colocado após uma caixa de areia ou uma grade. A operação é baseada na diferença de tamanhos, pois nas barras só passam partículas menores que a abertura da malha. Pode ser estático ou vibratório e giratório. Esta última é uma roda que gira onde são depositados sólidos maiores que as aberturas da malha da roda.

• - Desarenamento: Nessas areias são separados cascalhos, argilas que causam entupimentos, abrasões, acúmulos em digestores ou decantadores. Baseia-se na separação de partículas menores que um determinado tamanho devido à diferença de densidades entre o líquido e o sólido. Os sólidos sedimentáveis ​​são retidos após 10 minutos. O parâmetro de projeto de um coletor de areia é o tempo de retenção, que é a relação entre o volume do decantador e o fluxo de entrada. A sedimentação discreta ocorre onde as partículas mantêm sua individualidade.

• - Compensação: serve para atenuar variações de vazão e demais parâmetros. Isto permite um sistema unificado com menos pontos operacionais, o que reduz os custos operacionais.

• - Separação de óleos e gorduras: Caso haja material flutuante como cerdas, estercos, vísceras, espumas, gorduras e óleos, é utilizada uma câmara chamada interceptor. Possui telas verticais que orientam a passagem do fluido e molduras horizontais para retirar o material flutuante ao atingir a superfície. O material flutuante chega à superfície por flutuação natural sem a utilização de qualquer equipamento. Por outro lado, se as gorduras e óleos forem emulsionados, utiliza-se um sistema com injeção de ar. O efluente entra em um tanque através de uma bomba pressurizadora onde é saturado de ar e depois segue para uma válvula redutora de pressão e finalmente para uma câmara onde são liberadas bolhas que envolvem as substâncias dispersas e as trazem à superfície. Os componentes de um sistema de injeção de ar são: 1) bomba de pressurização 2) injetor de ar 3) tanque de retenção 4) válvula redutora de pressão 5) câmara de flotação.

• - Neutralização e homogeneização: a homogeneização consiste na mistura de correntes que possuem características variadas de pH, sólidos suspensos, DBO para unificar o sistema de tratamento e manter os parâmetros em poucos valores, isso reduz custos operacionais. A neutralização envolve a adição de ácido ou álcalis aos fluxos de efluentes alcalinos e ácidos, respectivamente, para controlar os valores de pH. Para neutralizar correntes ácidas, são utilizados 1) leitos de calcário 2) soda Solvay 3) soda cáustica 4) cal 5) amônia e a escolha é limitada a 1) custos de aquisição 2) velocidade de reação 3) capacidade de neutralização 4) armazenamento e descarga dos produtos de neutralização. Para neutralizar as correntes alcalinas, por razões econômicas, utiliza-se ácido sulfúrico ou clorídrico. A neutralização é realizada para manter o pH favorável ao desenvolvimento de microrganismos (o pH ideal está entre 6 e 8,5), os pH ácidos corroem as tubulações e geram a liberação de gases como espuma que dificulta a análise e posterior tratamento, para unificar o sistema de tratamento de água de esgoto, antes do lançamento no corpo receptor porque a vida aquática é muito sensível às variações do pH neutro.

Tratamento primário

O objetivo desta etapa é a remoção física dos sólidos sedimentáveis ​​e parte da matéria orgânica, sólidos em suspensão. Os métodos para realizar esta etapa são:

• - Sedimentação: é usada para separar sólidos suspensos sedimentáveis. Eles são baseados na diferença de peso específico entre o fluido e o sólido. Dependendo da natureza dos sólidos suspensos, é classificado como:

1.Sedimentação discreta: as partículas mantêm sua individualidade. Por exemplo: deposição de areia, argila, cascalho em caixas de areia. Um sedimentador funciona da mesma forma que uma armadilha de areia, mas retém sólidos sedimentáveis ​​mais leves por um tempo de retenção de 2 horas. Eles contêm uma câmara retangular ou circular, uma pá de varredura de fundo, um fundo inclinado e uma tremonha de lodo. Este é um equipamento de sedimentação primário.

Se você tem um efluente com concentração de sólidos de 2 horas e 10 minutos, qual tratamento você propõe se a legislação proíbe sólidos sedimentáveis ​​na descarga? Para eliminá-los, deve-se utilizar um coletor de areia, pois contém apenas sólidos em suspensão que sedimentam após 10 minutos, como areia, argila e cascalho.

2. Sedimentação com floculação. As partículas se unem a outras para se estabelecerem como partículas maiores e mais pesadas. É considerada sedimentação secundária. Geralmente é realizado após tratamento biológico.

3. Sedimentação por zonas. As partículas caem formando uma espécie de manto como um corpo único.

• - Flotação: separação de matéria dispersa. É usado para separar gorduras e óleos que estão dispersos. Também é usado para engrossar suspensões de lodo biológico. Por meio de uma bomba, o fluido é impulsionado para que nele seja injetado ar, que segue para um tanque de pressurização onde é alcançada a saturação com ar. Em seguida, segue para uma válvula redutora de pressão para passar para uma câmara de flotação onde as bolhas que envolvem a matéria dispersa, como gorduras e óleos, são liberadas e trazidas à superfície. Os componentes de um desengordurante são: 1) bomba de pressão 2) sistema de injeção de ar 3) tanque de retenção 4) válvula redutora de pressão 5) câmara de flotação. Se o assunto estiver flutuando, um interceptador será usado.

Ambos os processos podem ser considerados pré-tratamento em algumas bibliografias.

Tratamento secundário

O objetivo nesta etapa é a degradação da matéria orgânica para estabilizá-la em estado mineral em um reator biológico, através de atividade microbiológica (geralmente bacteriana) que a utiliza como substrato. Esses reatores são o local onde ocorre a formação da massa de microrganismos. Parte dessa biomassa se desprende e é levada pelo efluente, de modo que os reatores são geralmente seguidos por colonizadores. Os sólidos sedimentados são recirculados para o reator biológico, mas parte é descartada, a fim de manter a população de microrganismos sob controle.

Os sistemas biológicos utilizados a nível industrial e geralmente aplicados como tratamento secundário podem ser aeróbicos e anaeróbicos:

• - Entre os procedimentos aeróbios existe uma diversidade de tecnologias disponíveis como lodos ativados, lagoas de aeração, leitos percolados, etc.

• - Processos anaeróbicos são fundamentalmente processos de digestão que podem ser aplicados a resíduos líquidos ou sólidos e geralmente incluem separação e utilização do gás produzido. A transformação da matéria orgânica em metano e CO2 é realizada em três etapas consecutivas nas quais diferentes grupos de bactérias intervêm na formação de ácido acético, propiônico, butírico, láctico, fórmico, CO2 e H2 para finalmente chegar ao metano e C02.

Os processos anaeróbicos são preferidos aos processos aeróbicos devido aos custos operacionais reduzidos. Nos anaeróbios há presença de compostos tóxicos (como o fenol), existem os recalcitrantes ou os xenobióticos, que são aqueles cuja biodegradabilidade é muito difícil. Nos procedimentos anaeróbios há menor produção de biomassa por unidade de redução de substrato, portanto o manejo e evacuação do excesso de lodo é menor, há menor necessidade de nutrientes (não matéria orgânica), é possível operar com cargas maiores e é produzido metano, que é um gás que pode ser utilizado como biocombustível. Num tratamento aeróbio, existem tempos de residência mais longos, não há emissão de maus odores, não são necessárias temperaturas mais elevadas (cerca de 35 °C), a clarificação é mais simples porque são manuseados maiores volumes de sedimentos, é mais fácil de controlar. Existem 3 fatores predominantes para avaliar o tratamento biológico de um efluente que contém compostos tóxicos ou recalcitrantes. Esses fatores são:

• - A natureza da conversão química necessária, por exemplo, os derivados aromáticos halogenados são facilmente atacados pelas comunidades anaeróbicas, enquanto no caso das comunidades aeróbias os compostos tendem a polimerizar primeiro e são mais facilmente atacados posteriormente.

• - Pela fisiologia dos microrganismos incluídos, a degradação anaeróbica é mais vulnerável do que a degradação paralela. Alguns compostos como amônia, sulfitos e sulfatos podem atuar como inibidores de bactérias metanogênicas. No ciclo do nitrogênio, o nitrogênio é gradualmente convertido em amônia e, se houver condições aeróbicas, é convertido em nitrito e depois em nitrato. Se houver excesso de nitrogênio, ocorre a eutrofização, o crescimento excessivo de algas e o líquido eventualmente apodrece. A amônia não ionizada é tóxica, portanto sua oxidação em nitritos e depois em nitratos é preferida, caso contrário a amônia ionizada é convertida em amônia não ionizada porque é uma reação reversível. Além disso, a quantidade de N deve ser controlada, caso contrário desenvolver-se-ão condições de eutrofização.

Tratamento terciário

Este tipo de tratamento é realizado após o tratamento secundário e é realizado para reaproveitamento do efluente.

• - Troca iônica: consiste na transferência dos íons que estão na solução para uma resina onde são mantidas maiores forças eletrostáticas. Os íons que faziam parte da resina passam a fazer parte da solução. É usado para recuperar metais preciosos, remover metais tóxicos e remover dureza. Como a desmineralização completa pode ser alcançada, o efluente resultante é combinado com a alimentação para gerar água que pode ser utilizada como alimentação da caldeira. Existe um grande número de substâncias naturais para troca como as zeólitas, mas as resinas sintéticas possuem maior remoção de íons. As resinas são insolúveis, mas conseguem aderir grupos ácidos e básicos através de reações químicas. A troca é reversível para que os íons retornem ao líquido para se separarem mais facilmente durante a limpeza. O número de íons determina a capacidade de troca e o tipo de íons determina a seletividade iônica e a eficiência do filtro. O material que compõe as resinas é o estireno ou divini-benzeno. Os trocadores de íons podem ser catiônicos ou aniônicos. Os trocadores de cátions separam os cátions na solução por hidrogênios (ciclo do hidrogênio) ou íons de sódio (ciclo do sódio). O trocador deve ser regenerado. Para remover os sólidos que carrega, a água passa por ele em contracorrente e, em seguida, a solução regeneradora passa por ele com corrente, que é salmoura para o ciclo do sódio e ácido sulfúrico para o ciclo do hidrogênio. A água é passada em contracorrente para remover o regenerante residual. As resinas trocadoras de cátions contêm sais de ácidos fracos ou fortes, mas geralmente contêm sais de ácidos fortes. Trocadores de ânions são usados ​​para remover ânions de soluções com íons hidroxila. Uma vez saturada a resina deve ser regenerada. Para isso, é limpo em contracorrente com água para retirar os sólidos que permaneceram na resina. Em seguida é colocada a solução regeneradora atual, que pode ser hidróxido de amônio ou hidróxido de sódio. É lavado com água em contracorrente para remover o regenerante residual. As resinas de troca aniônica contêm bases fracas ou fortes, mas geralmente contêm sais de bases fortes.

• - Adsorção: é a concentração do soluto em um sólido, quando o sólido entra em contato com a solução. A fase sólida é chamada de fase adsorvente e as moléculas de soluto que são adsorvidas são chamadas de adsorbato. As forças responsáveis ​​pela adsorção são as forças de Van Der Waals que atuam entre as moléculas do soluto e a superfície do sólido. É o resultado do desequilíbrio das forças superficiais. Nenhuma força atua dentro das moléculas porque as moléculas estão rodeadas por outras semelhantes. A capacidade de adsorção é proporcional à superfície de adsorção, portanto à medida que a área de contato aumenta, haverá mais interação. Carvões ativos na forma de grãos e pós são usados ​​como adsorventes para adsorver detergentes, partículas que causam mau odor e sabor, contaminantes orgânicos e cloro. São preparados a partir de matérias-primas como linhita, madeira, cascas de nozes através de procedimentos de desidratação e carbonização, seguidos de aplicação de vapor quente. Tem grande possibilidade de regeneração, 30 vezes ou mais. Para regenerar, o carbono é colocado a 930°C em uma atmosfera de ar e vapor. A regeneração remove a matéria orgânica aderida e o carbono retorna à sua capacidade original. As relações de equilíbrio entre o adsorvente e o adsorbato são descritas por isotermas de adsorção. Os modelos mais utilizados são BET, Langmuir e Freundlich. Os dados são obtidos em testes laboratoriais contínuos e é previsto o efeito do pH, temperatura e outros parâmetros no processo de adsorção. Diz-se que estão em equilíbrio quando a concentração do contaminante na solução está em equilíbrio dinâmico com a concentração do contaminante no sólido. A isoterma de Langmuir assume que as moléculas são adsorvidas formando uma camada monomolecular e a isoterma BET assume que as moléculas se ligam a camadas previamente adsorvidas e que cada camada é adsorvida seguindo o modelo de Langmuir. A operação de dessorção pode ser contínua ou descontínua. Na operação em lote, utiliza-se carvão em pó, que é misturado com água e depois decantado. Em operação contínua, é utilizada uma coluna preenchida com carbono granular através da qual o fluido percola. À medida que desce pela coluna, os contaminantes descem progressivamente. A remoção de contaminantes em colunas de carvão ativado é realizada por 3 mecanismos: 1) adsorção 2) fixação de partículas grandes 3) deposição de matéria coloidal. A sedimentação é por zonas, ou seja, forma-se uma camada de transição onde a concentração é máxima na parte inferior e mínima na parte superior. Esta é a zona ativa da coluna e o movimento progressivo pode ser conhecido por uma curva de ruptura. As ordenadas estão em mg/L de DQO e a duração do fluxo ou volumes totais do leito são colocados na abcissa. Normalmente as colunas são dispostas em série, quando o efluente atinge a concentração de ruptura especificada na primeira coluna, ele é introduzido na segunda para que não exceda a concentração de ruptura especificada enquanto a primeira coluna é regenerada. Está localizado no final do tratamento por ser um tratamento terciário. Os processos de adsorção não geram subprodutos indesejáveis ​​à água, o equipamento possui design compacto portanto ocupa pouco espaço e os custos de operação e manutenção não são muito elevados, flexibilidade diante de variações de vazão e concentração.

A desinfecção consiste na remoção de patógenos e algas através da adição de desinfetantes físicos ou químicos. Os físicos são altas temperaturas ou radiações como UV, os químicos são permanganato de potássio, clorogênios e ozônio. Entre os clorogênios estão as cloraminas, o hipoclorito de sódio, o hipoclorito de cálcio e o cloro gasoso. O hipoclorito de sódio e o cloro gasoso costumam ser utilizados por deixarem resíduo e pelo baixo custo. Deve ser dosado à água filtrada antes do consumo para que a demanda seja atendida e permaneça um resíduo de 2mg/L. A eficiência da desinfecção é medida pela presença de coliformes. Os coliformes podem ser fecais ou totais. Se não houver coliformes, o restante dos patógenos também não será encontrado. É aplicado em efluentes que já tiveram tratamento primário e secundário, em efluentes destinados ao consumo. A cloração também reduz a DBO porque oxida parte dos compostos orgânicos, oxidação de íons metálicos, oxidação dos compostos que geram odor e sabor na água, oxidação de cianetos a produtos inofensivos. É realizado em uma câmara de contato localizada ao final do tratamento.

15.000 L/h de efluente industrial cuja demanda de cloro é de 1 ppm devem ser desinfetados com solução de NaClO cuja concentração é de 8% m/V. Que dose de produto em ml/min é necessária para prolongar a desinfecção do líquido?

q(ml/min)=15000L/h.1mg/L.100/60.8.1000=3,125ml/min.

Dosagem

Desinfetante: hipoclorito de sódio

Dose necessária (D): 1 ppm (mg/L)

Caudal de água a tratar (Q): 10 m3/h

Concentração de ClO-(C): 8%p/V

Dose de trabalho para alcançar a desinfecção (q): Q.D.100/C.60=10.1.100/8.60=2,1 ml/min.

Tratamento de lamas

As lamas resultantes exclusivamente de processos de separação sólido-líquido (decantação, flotação) são conhecidas como lamas primárias e as provenientes de processos biológicos são designadas lamas secundárias. Os primários consistem em partículas sólidas, basicamente de natureza orgânica. Os secundários são fundamentalmente o excesso de biomassa produzida em processos biológicos. No caso do lodo primário, entre 30% e 50% da DBO do afluente é separada no clarificador primário como DBO insolúvel. Na planta de lodo ativado, cerca de 2/3 da DBO solúvel separada corresponde a compostos orgânicos oxidados para produzir energia de manutenção, mas o 1/3 restante corresponde a células microbianas encontradas no lodo em excesso nas purgas. Estas lamas não podem ser evacuadas sem tratamento prévio. As quantidades de compostos orgânicos e voláteis contidos são reduzidas submetendo o lodo à digestão, tanto por processos de digestão aeróbica quanto anaeróbica. O lodo resultante da digestão, com menor teor de matéria orgânica, é conhecido como lodo estabilizado. Os principais objetivos da estabilização são: (1) Redução ou eliminação de odores incômodos (2) Redução do volume de líquido ou peso de sólidos a serem tratados em operações sucessivas (3) Redução de microrganismos patogênicos. O teor de sólidos no lodo deve ser aumentado, para isso é realizado espessamento e desidratação. Na espessamento de 2 a 15% e na secagem de 15 a 50%. Para lamas difíceis de secar, são necessários pré-tratamentos especiais, incluindo coagulação química e tratamentos térmicos. A evacuação é então realizada de duas formas: despejo e aplicação no terreno ou incineração.

É um processo de aeração, por um período de tempo significativo, de uma mistura de lodo digestível de clarificação primária e lodo de tratamento biológico aeróbio, com diminuição de sólidos suspensos voláteis (SSV) e destruição de células porque as bactérias se espalham porque o substrato não é suficiente. O principal objetivo é reduzir o lodo e, para isso, transformar substâncias orgânicas em substâncias voláteis. Quando a quantidade de lodo a ser digerido é pequena, utiliza-se a digestão em lote, seguida de descarga intermitente do lodo digerido. A taxa de destruição celular diminui quando a proporção alimento/microrganismo (A/M) diminui. Consequentemente, quanto maior a proporção de lodo primário no processo, mais lenta será a digestão, uma vez que o lodo primário apresenta DBO relativamente alto (A alto) e SSV baixo (M baixo), significando valores elevados da relação A/M. A curva da DBO residual torna-se quase plana à medida que o MLVSS atinge o seu máximo. Tendo em conta que a digestão aeróbica do lodo ocorre na fase de respiração endógena, praticamente não há diminuição da DBO solúvel. O objectivo principal é a redução das lamas a evacuar, em vez da redução da DBO solúvel. No caso da digestão aeróbica, os tempos de residência são mais curtos do que nos processos anaeróbios, o que significa menores investimentos em capacidade ou volume do digestor. Por outro lado, contudo, os custos de energia para a aeração são geralmente significativos. Isto significa que os digestores aeróbicos são usados ​​em unidades pequenas.

Controle de qualidade

O controle de qualidade pode ser interno ou externo (também chamado de avaliação de qualidade). Um bom programa de controle de qualidade interno é composto por pelo menos 7 elementos: certificação de competência do operador, recuperação de adições conhecidas, análise de padrões fornecidos internamente, análise de brancos de reagentes, análise de duplicatas, calibração por padrões e análise de gráficos de controle.

A avaliação da qualidade consiste na utilização de medidas de controle interno e externo com o intuito de avaliar os dados obtidos em laboratório. Inclui seções como amostras de avaliação de desempenho, amostras de comparação entre laboratórios e verificações de desempenho de forma análoga ao controle interno de qualidade.

Devo atender aos padrões de qualidade, quanto mais etapas eu controlo, a qualidade aumenta, mas o custo aumenta. Quando há resíduos ou subprodutos, não há necessidade de controlar a qualidade, a menos que haja algum que possa ser aproveitado.

Um produto ou serviço é a percepção que o cliente tem dele; é a capacidade de um produto ou serviço satisfazer necessidades, um conjunto de características inerentes que lhe conferem a capacidade de satisfazer necessidades implícitas e explícitas. Embora a qualidade não possa ser facilmente definida, sabe-se o que é. Significa manter um padrão mais elevado, em vez de ficar satisfeito com um padrão medíocre. Também poderia ser definida como uma qualidade inata, uma característica absoluta e universalmente reconhecida.

Qualidade tem muitas definições que dependem do ponto de vista que se considera. Uma definição na perspectiva do laboratório químico é a da ISO 9000: “qualidade é o grau em que um conjunto de características inerentes atende aos requisitos”.

Do ponto de vista do produto: é a capacidade de diferenciar qualitativa e quantitativamente em relação a algum atributo exigido. Quantidade de um atributo não quantificável monetariamente que cada unidade possui.

Na perspectiva do utilizador: a qualidade caracteriza-se de acordo com determinados parâmetros, a qualidade de resposta a uma necessidade, a qualidade de adaptação ao uso, a qualidade de resposta às preferências do cliente.

Do ponto de vista da produção: qualidade é o grau em que um produto (ou serviço) atende às especificações do projeto. Está em conformidade com as especificações.

Numa perspetiva de valor: qualidade significa superar as expectativas do cliente em termos de condições de utilização e a um preço adequado. Grau em que as características inerentes de um produto satisfazem as necessidades.

Os fatores relacionados à qualidade possuem uma dimensão técnica que engloba os aspectos científicos e técnicos que afetam o produto ou serviço, uma dimensão humana que busca manter o bom relacionamento entre clientes e empresas, e uma dimensão econômica que tenta minimizar custos tanto para os clientes quanto para a empresa. Outros fatores relacionados à qualidade são: quantidade justa e desejada de produto a ser fabricado e oferecido, preço exato de acordo com a oferta e demanda, rapidez na distribuição do produto ou no atendimento ao cliente.

Determinações em laboratório

As propriedades gerais mensuráveis ​​antes do processamento da amostra são pH e condutividade.

O pH é o logaritmo da atividade do íon hidrogênio. Indica a uma determinada temperatura se uma substância é ácida ou básica. No método potenciométrico, um eletrodo é usado para determinar o pH. Para medir, o eletrodo é imerso, apoiado em seu suporte se disponível, na solução onde se deseja medir o pH. Agite suavemente para homogeneizar a amostra e evitar a entrada de dióxido de carbono. Não é afetado por oxidantes, redutores, turbidez, cor. Revestimentos de material gorduroso ou partículas podem interferir na resposta do eletrodo. Para limpá-lo, esfregue suavemente o eletrodo com papel ou detergentes e depois enxágue várias vezes com água destilada. Além disso, pode ser enxaguado com soluções de ácido clorídrico 0,1 N e hidróxido de sódio 0,1 N e depois armazenado em solução tampão pH 7 durante a noite. É lavado várias vezes antes e depois do uso. Tenha cuidado para não apoiar o eletrodo no fundo ou nas paredes. Após o uso, é armazenado em solução para que seu funcionamento seja sempre ideal. O pH é afetado pela temperatura por meio de efeitos mecânicos e químicos. Deve ser medido in situ.

É diretamente proporcional à temperatura. É medido pelo método potenciométrico usando um eletrodo. O medidor de condutividade é calibrado com soluções de KCl de condutividade conhecida. Não é afetado pela cor, turbidez, oxidante, redutor. Você tem que lavá-lo várias vezes antes e depois do uso. Para medições, o eletrodo é imerso na solução. A amostra é homogeneizada por agitação durante a medição. Durante a medição não deve tocar nas paredes ou no fundo. Os resultados são afetados por material gorduroso e partículas aderidas ao eletrodo. Para limpar o eletrodo, esfregue suavemente o eletrodo com papel ou aplique uma solução detergente, seguido de enxágue com água destilada. Deve ser medido in situ.

• - Utilize luvas, óculos, macacões, máscaras faciais, calças compridas, sapatos fechados para evitar o contato dos ácidos ou da amostra com a pele, olhos e boca.

• - Não corra em laboratório.

• - Não distraia os outros.

• - Cada grupo será responsável pela sua área de trabalho e material.

• - Não deixe ferramentas no chão.

• - Saber onde estão localizados e como utilizar elementos de proteção química (antissépticos, álcool, iodo), extintores de incêndio, kit de primeiros socorros, chuveiros de emergência, saídas de emergência.

• - Ao trabalhar com produtos tóxicos, trabalhe sob um capuz.

• - Mantenha os reagentes em locais seguros tendo em conta a sua compatibilidade para armazená-los com outros.

• - Conhecer as frases R e S dos reagentes. As frases R são advertências ou riscos e as frases S são recomendações ou conselhos de trabalho.

• - Não é permitido comer, beber e fumar dentro do laboratório.

Análise de parâmetros

Da análise de um efluente de um estabelecimento fabril foram obtidos os seguintes resultados:

Oxigênio consumido = 950 mg/L.

Resíduo total a 105 °C = 1720 mg/L.

Resíduo total a 600 °C = 210 mg/L.

Sólidos sedimentáveis ​​totais = 560 mg/L.

Com esses dados, quais você considera que seriam os principais efeitos poluentes caso esse efluente fosse lançado em um córrego sem ser previamente tratado?

Os parâmetros mostram que existe uma grande quantidade de matéria orgânica e se for descartado sem tratamento, o oxigênio dissolvido diminuirá porque será consumido pela matéria orgânica e comprometerá a fauna e flora aquática. A matéria suspensa afeta a vida aquática porque não permite que a luz solar passe através dela. Além disso, afeta a aparência do corpo receptor, causando um impacto socioeconômico negativo.

Indique os três principais contaminantes nas águas residuais de um refrigerador e indique quais parâmetros você usaria para medir cada um deles.

Um efluente de um refrigerador contém sólidos, gorduras e óleos, detergentes e matéria orgânica. A matéria orgânica seria medida com o oxigênio consumido, os sólidos com resíduos totais por evaporação, os detergentes com fosfatos ou o método do azul de o-toluidina proporciona uma medição mais direta, as gorduras e os óleos com substâncias solúveis a frio em éter etílico.

Os seguintes parâmetros são determinados para uma indústria têxtil: pH=10,2, T=60 °C, sólidos sedimentáveis ​​às 2 horas=0,8 ml/L. Que tratamentos aplicaria ao efluente para que estes parâmetros cumpram o que está expresso na regulamentação?

Primeiramente é feita a sedimentação para eliminar a matéria sedimentável (sólidos sedimentados não são permitidos após 2 horas), depois é introduzida em uma câmara de contato onde é neutralizada com ácido sulfúrico ou clorídrico (o pH permitido está entre 5,5 e 10). É introduzido em uma torre de resfriamento para que a temperatura de trabalho no reator biológico seja correta. Além disso, a temperatura de tombamento regulada é inferior a 40°C. Finalmente, é introduzido num reator biológico para degradar a matéria orgânica não sedimentável. Uma opção mais econômica é deixar a carga esfriar em uma câmara ambiente até a temperatura desejada, com a desvantagem de que isso levaria mais tempo.

Quais são os principais componentes do fluido de esgoto? Que tratamento você propõe para eliminá-los?

A maioria dos componentes são sólidos que sedimentam após 10 minutos, gorduras e óleos e matéria orgânica. Para separar as gorduras e óleos, uma parte dos sólidos sedimentáveis ​​usaria uma caixa de gordura, em seguida é colocada uma caixa de areia para separar o restante dos sólidos sedimentáveis ​​​​após 10 minutos, em seguida é colocado um decantador onde são removidos os sólidos sedimentáveis ​​​​que não ficaram retidos na caixa de areia, de natureza orgânica e menos pesada e por fim é colocado um tratamento de lodo ativado onde são separados o restante da matéria orgânica, o restante dos sólidos em suspensão e a coloração.

Este é o nome dado às águas que circulam na superfície do solo.

Podem ocorrer de forma fluida como no caso de correntes, rios e córregos, ou ainda no caso de lagos, represas, represas e lagoas.

A água superficial é produzida pelo escoamento gerado pela precipitação e infiltração das águas subterrâneas.

Para fins regulatórios, água superficial é geralmente definida como qualquer água aberta para a atmosfera e sujeita ao escoamento superficial. Uma vez produzida, a água superficial segue o caminho de menor resistência. Uma série de riachos, riachos, córregos e rios transportam água de áreas em declive para um curso de água principal. Esta área de drenagem é muitas vezes referida como bacia hidrográfica ou bacia de drenagem.

Uma bacia hidrográfica é uma bacia cercada por um sulco profundo, que separa diferentes áreas de drenagem. A qualidade da água é fortemente influenciada pelo local da bacia onde ela é desviada para uso. A qualidade dos córregos, rios e córregos varia de acordo com as vazões sazonais e pode mudar significativamente devido a precipitações e derramamentos acidentais. Lagos, represas, represas e lagoas geralmente apresentam menor quantidade de sedimentos que os rios, porém estão sujeitos a maiores impactos do ponto de vista da atividade microbiológica. Corpos de água imóveis, como lagos e reservatórios, envelhecem durante um período relativamente longo como resultado de processos naturais. Este processo de envelhecimento é influenciado pela atividade microbiológica que está diretamente relacionada aos níveis de nutrientes no corpo hídrico e pode ser acelerado pela atividade humana.

A água subterrânea é definida como a porção de água subterrânea que está sujeita a uma pressão superior à pressão atmosférica, de modo que flui para cavidades abertas no interior da terra ou se move através de sua superfície na forma de infiltrações ou nascentes.

A água subterrânea pode entrar por diversas vias: provém, por exemplo, da percolação de precipitação direta, infiltração de depósitos de água superficial e recarga artificial.

Existem diversas rotas de saída como a evaporação da água livre ou da umidade do solo, a evapotranspiração, que se deve basicamente ao uso e evaporação da água pela vegetação, escapes para rios ou córregos ou sistemas artificiais como poços de abastecimento.

As águas subterrâneas podem ser geralmente classificadas como camada livre e confinada. Nas águas de camada livre, o lençol freático pode subir ou descer dependendo do nível das águas superficiais, pois atuam de forma semelhante aos vasos comunicantes.

A água que penetra por infiltração pode carregar diferentes substâncias em solução dependendo de sua origem. O solo funciona como filtro para muitas substâncias, retendo-as, principalmente a matéria orgânica. No entanto, algumas substâncias atingirão o lençol freático e serão transportadas pelas águas subterrâneas.

A água subterrânea atua como diluente e, por não possuir organismos que transformem a matéria orgânica, como nas águas superficiais, degrada-se muito lentamente sob a ação do oxigênio dissolvido. Portanto, qualquer tipo de contaminação orgânica que tenha origem nas águas subterrâneas leva muitos anos para ser eliminada e a contaminação inorgânica apenas se dilui e circula nos veios subterrâneos.

Atualmente, um dos maiores problemas das águas subterrâneas é a contaminação por nitratos de origem agrícola, sendo totalmente proibida a adição de substâncias tóxicas e perigosas por qualquer procedimento: infiltração, injeção, etc., uma vez que estes não possuem nenhum mecanismo de eliminação e apenas podem diluir as referidas substâncias.

O solo abaixo da superfície terrestre é composto por duas zonas hidrogeológicas diferentes; a zona insaturada e a zona saturada. A zona não saturada constitui um sistema trifásico: sólido, líquido e gasoso.

• - Os sólidos são geralmente constituídos por materiais inorgânicos e orgânicos. A matéria orgânica corresponde aos restos de plantas e animais enterrados que se encontram em diferentes estágios de degradação.

• - A fase líquida é constituída por água que contém sólidos dissolvidos.

• - Por sua vez, a fase gasosa inclui vapor de água e outros gases presentes na atmosfera, embora não necessariamente na mesma proporção. A zona saturada, por outro lado, inclui todos os materiais localizados abaixo do lençol freático.

Dizer que a água está contaminada ou não é um conceito, um tanto relativo, já que não se pode fazer uma classificação absoluta da “qualidade” da água. A água destilada, que do ponto de vista da pureza apresenta o mais elevado grau de qualidade, não é própria para beber, isto porque o grau de qualidade da água deve referir-se aos usos a que se destina. A determinação do estado da qualidade da água referir-se-á ao uso a que se destina.

Da mesma forma, o conceito de poluição deve referir-se aos usos subsequentes da água. Neste sentido, a Lei das Águas (espanhol, artigo 85) estabelece que a poluição é entendida como:

Poluição: Ação e efeito da introdução de materiais ou formas de energia que impliquem uma alteração prejudicial da qualidade da água em relação aos usos subsequentes ou à sua função ecológica.[1]​[2]​.

Contenido

El tratamiento de potabilización comienza en unas rejas que eliminan los sólidos gruesos, luego pasa a un desarenador donde se eliminan los sólidos sedimentables más pesados e inorgánicos, posteriormente ingresa a un sedimentador donde se eliminan los sólidos sedimentables menos pesados y orgánicos. Luego se realiza una coagulación-floculación donde se remueven el resto de los sólidos en suspensión, resto de la materia orgánica, coloración (sólidos disueltos y coloidales), el posterior paso es una decantación donde se eliminan los flocs formados en la etapa anterior, el paso siguiente es una filtración donde se retienen los flocs y micropartículas que no fueron separados en la etapa anterior, luego se alcaliniza porque el pH disminuyó por el agregado de ácidos y finalmente se desinfecta con lo que se eliminan microorganismos patógenos con lo que ya se tiene un efluente apto para el consumo.

Tratamentos preliminares

As partículas sólidas assentam como partículas discretas ou como partículas floculadas devido à ação da gravidade, formando lama que deve ser separada.

Partículas discretas são separadas em coletores de areia e problemas como deposição de material inerte e danos a equipamentos eletromecânicos de bombeamento são evitados.

Quando a turbidez e os sólidos em suspensão contêm partículas finas, principalmente não coloidais, o equipamento de sedimentação primária é colocado antes da filtração lenta ou do tratamento de coagulação-floculação-sedimentação. Se contiver principalmente partículas coloidais, é conveniente realizar diretamente a coagulação-floculação-sedimentação.

Os principais objetivos de uma armadilha de areia são:

• - Remova partículas discretas maiores que 0,2 mm.

• - Evitar sobrecargas (maiores custos operacionais).

• - Danos em equipamentos eletromecânicos de bombeamento e outras instalações.

• - Evita problemas de sedimentação na adução de água bruta.

Sedimentação primária

A sedimentação serve para separar a turbidez e os sólidos em suspensão, após algum tempo, pela ação da gravidade. Se o material suspenso assentar rapidamente, considera-se que possui material silicioso de pequeno tamanho, mas de alta densidade específica.

Partículas maiores que 0,2 mm não podem ser separadas por coagulação.

As unidades são chamadas de colonos ou colonos de forma intercambiável e podem ser circulares, retangulares ou quadradas.

O tempo de retenção deve ser tal que permita que as partículas flutuem (menos pesadas que a água) ou que as partículas se assentem (mais pesadas que a água).

Os sólidos são considerados aglomerados ou floculentos quando se aglutinam à medida que descem, mudando de forma, peso e tamanho com maior velocidade de sedimentação.

Coagulação, floculação e decantação

A coagulação e a floculação fazem parte dos processos de uma estação de tratamento de água. A coagulação é realizada com agitação rápida e a floculação com agitação lenta. Os flocos podem depositar-se em outra câmara ou na mesma câmara onde ocorreu a coagulação. A coagulação é a adição de coagulante para que as partículas se aglutinem, formando flocos que depois se depositarão em outra câmara. Os coagulantes podem ser naturais ou sintéticos. O mais utilizado é o sulfato de alumínio e está sendo substituído pelo cloreto férrico e principalmente pelo cloreto de alumínio. É comum adicionar polímeros e, em menor proporção, sílica ativada e bentonita como floculantes. Adjuvantes são polieletrólitos que melhoram a coagulação e são cadeias de pequenas subunidades que contêm grupos ionizáveis, como o grupo amino, o grupo hidroxila e o grupo carboxila. Melhoram a coagulação porque aumentam a turbidez da água, ao gerar mais partículas como impurezas, diminuem a dose porque aumentam a cinética da reação e produzem flocos maiores mais rapidamente. Coagulantes são sais de alumínio e ferro que formam óxidos hidratados (q+) e atraem partículas suspensas (q-) para formar flocos. Eles variam em concentração de óxidos úteis e pH ideal. O pH é um parâmetro crítico na eficiência do processo. A dose do coagulante depende do tempo de mistura (floculação) - é menor quando a área de contato é maior -, ponto de injeção (dispersão) - há uma velocidade em que é melhor injetar o coagulante, alcalinidade - quanto maior a alcalinidade, maior a dose -, turbidez - quanto maior, maior a dose necessária. As condições ideais de velocidade de agitação, concentração da solução e tempo de mistura devem ser encontradas. Para determinar estes parâmetros é realizado o JARTEST, que consiste na realização de testes de agitação em laboratório uma vez por dia ou mais de uma vez (no caso de riachos ou rios cujas características físicas variam muito). Eles são comercializados em um estado específico e possuem uma faixa de pH funcional.

A dispersão consiste na adição de reagentes coagulantes, com agitação. Isto consegue a desestabilização da matéria coloidal. Os reagentes naturais são sulfato de alumina, cloreto férrico ou polímeros; todos eles disponíveis na forma líquida ou sólida. Os coagulantes variam na concentração de óxidos úteis e no pH ideal. O ensaio JARTEST permite determinar a dose do coagulante. Quanto maior a turbidez maior a dose pois maior a quantidade de sólidos em suspensão, quanto mais alcalino maior a dose, maior o tempo de mistura melhor porque se formam flocos maiores e em maior número melhor é escolhido o ponto de demanda, menor a dose é necessária agitação rápida para coagulação.

Floculação é o processo de união de partículas previamente coaguladas ou desestabilizadas por agitação lenta para formar “flocos” de maior peso e tamanho, que são separados por filtração, sedimentação ou flotação, resultando na remoção da turbidez e da cor da água. Começa com agitação mecânica com pás giratórias e acionamento motorizado, depois passa para a agitação hidráulica onde a água sobe e desce através de placas divisórias por pressão hidráulica onde os flocos colidem com outros para se tornarem maiores. A agitação rápida e o bombeamento quebram os flocos que não se reformam sem a adição de mais floculante.

Filtração

A filtração é um processo físico de eliminação de micropartículas e germes utilizando material granular de diversos tamanhos (areia, antracite e carvão). Depois de passar pelo filtro, a água geralmente fica cristalina. Os filtros podem ser de gravidade (rápido ou lento) ou de pressão (vertical ou horizontal).

Na filtração rápida, as partículas ficam retidas por todo o manto filtrante, não apenas numa ação superficial, onde ficam retidas apenas na superfície. Os componentes dos filtros de areia e cascalho são:.

• - Camada filtrante: o componente básico é o leito granular uniforme ou estratificado de areia e antracito formando camadas duplas e múltiplas. Para o seu desenho é fundamental conhecer a velocidade de filtração.

• - Cama de apoio: normalmente em brita graduada. A granulometria e espessura dependem do sistema de drenagem adotado para a lavagem adotada.

• - Sistema de drenagem e fundo falso: é composto pelos elementos que permitem a captação da água filtrada e a distribuição da água sobre a camada filtrante.

Independentemente do tipo de filtração, os filtros devem ser retrolavados com água ou ar em velocidade relativamente alta para promover a fluidização parcial e remover os sólidos retidos.

Alcalinização

A alcalinização consiste na adição de base, pois o pH ácido corrói as tubulações e gera a liberação de gases com espuma que dificulta análises e tratamentos posteriores. A dose depende do pH e é determinada experimentalmente. Alguns alcalinizantes são hidróxido de sódio (caro), carbonato de cálcio (caro) e hidróxido de cálcio (cria incrustações). A escolha depende dos custos e da análise das suas desvantagens.

Desinfecção

O objetivo da desinfecção de um efluente destinado ao consumo humano e uso doméstico é a inativação e destruição de microrganismos patogênicos. A cloração é um mecanismo de desinfecção eficiente. Os esporos resistem ao desinfetante, estes mais do que cistos de protozoários, estes mais do que os vírus, estes mais do que as bactérias vegetativas.

Para cloração, a dose de cloro depende de:.

• - Carência de cloro (poder oxidante do cloro, varia de acordo com as fontes de água e é determinado experimentalmente porque depende da concentração de impurezas, temperatura, tempo, etc.).

• - Cloro residual, livre e combinado.

• - Concentração de cloro ativo.

O cloro residual é uma quantidade extra e não tóxica de cloro, que evita que patógenos entrem no hidrômetro pela saída da estação de tratamento. Este ponto representa o local onde a água é entregue aos clientes. A cloração é realizada para satisfazer a demanda de cloro e deixar um resíduo de 0,5 mg/L. A eficiência é medida por análises de cloro e análises bacteriológicas de coliformes fecais e totais. Deve haver ausência deste microrganismo para garantir a não presença dos demais patógenos.

Se o cloro residual for representado versus a demanda de cloro, são obtidas 3 curvas: sem demanda, demanda média, demanda alta. Na curva sem demanda de cloro o cloro residual aumenta com a dose de cloro, se a demanda for média ou alta cresce até um ponto chamado breakpoint, onde o cloro residual começa a diminuir e ao aumentar a dose de cloro a curva tem o mesmo comportamento da curva sem demanda.

A fluoretação é usada principalmente quando não há outra fonte de flúor para as populações. Em excesso impede a fixação do cálcio nos dentes e ossos. O amaciamento é usado para diminuir a dureza da água. Desmanganização e desferronização para remover íons de ferro e manganês que precipitam metais que causam sabor adstringente à água. Desarsenização para eliminar o arsênico prejudicial à saúde. Filtração com carvão ativado para eliminar algas para que não ocorra eutrofização. Eliminação de odores, sabores e cores, por exemplo fenóis e matéria orgânica que lhe conferem sabor a mofo. A descloração, caso tenha sido feito uso intensivo de cloro e a reação de ponto de ruptura não tenha ocorrido, permite que os níveis de cloro sejam reduzidos.

Com base na destinação da água, será exigida uma qualidade ou determinados valores nos parâmetros físico-químicos. A água potável tem valores recomendados pela OMS (internacional) e pela CAA (nacional).

Amolecimento

Consiste na remoção de compostos solúveis com cálcio e magnésio presentes na água. Isso causa a dureza da água.

A dureza é definida como a propensão à formação de incrustações e o poder precipitante das soluções de sabão utilizadas para determiná-la. A dureza pode ser temporária (carbonatos e bicarbonatos de cálcio e magnésio) ou permanente (sulfatos, nitratos e cloretos de cálcio e magnésio). A dureza temporária pode ser separada aquecendo-a ou fervendo-a suficientemente. O dióxido de carbono é liberado, precipitando compostos insolúveis de cálcio e magnésio. A dureza é expressa em partes por milhão de equivalente de carbonato de cálcio.

O objetivo do amolecimento é remover sais que causam dureza para controlar a corrosão, controlar incrustações e melhorar a qualidade da água para diversos usos. Os métodos utilizados para amaciamento são: descarbonatação com cal-soda, troca iônica, membranas por osmose reversa.

O carvão ativado é usado para absorver partículas que causam sabor, odor e cor à água. As resinas são utilizadas para a remoção de partículas orgânicas. O dióxido de carbono é absorvido pelo hidróxido de cálcio para formar carbonato de cálcio e hidróxido de magnésio. A soda Solvay é adicionada às águas com dureza permanente e permite a decomposição do sulfato de cálcio insolúvel para dar origem ao carbonato de cálcio insolúvel e ao sulfato de sódio solúvel. A adição de cal e soda é aplicada quando a água apresenta uma combinação de dureza, dureza permanente e dureza temporária. A cal absorve dióxido de carbono e isso não é afetado pelo refrigerante usado para corrigir a dureza permanente.

A troca iônica envolve a transferência de íons presentes na solução (poluentes) e aqueles presentes em uma zeólita. As reações de substituição química ocorrem entre um eletrólito solúvel e um insolúvel com o qual entra em contato. O mecanismo é semelhante ao da adsorção, por isso é considerado um caso especial de adsorção. Para desionização, pode ser utilizado um único tanque contendo as resinas catiônicas e aniônicas. O trocador de cátions é um trocador de íons de hidrogênio de poliestireno sulfonado. O trocador de cátions substitui íons de cálcio, magnésio e ferro por íons de hidrogênio. O trocador aniônico utilizado é um trocador de resina amina fortemente básica. O trocador de ânions substitui íons sulfato, carbonato e bicarbonato por íons hidroxila. Os íons hidrogênio então se combinam com os íons hidroxila para formar água. As operações combinadas removem sílica, minerais e dióxido de carbono para produzir água aproximadamente neutra. Na retificação com o ciclo do sódio, os íons sódio vão formar a solução, enquanto os íons cálcio e magnésio vão para o sólido. Suas bases são intercambiáveis. Os íons de sódio formam sulfatos, cloretos e carbonatos.

Consiste em submeter um fluido sobre uma membrana a uma pressão superior à pressão osmótica da solução. Tal membrana é semipermeável e permite a passagem do solvente e não dos solutos que contém. Os solutos devem ter baixo peso molecular para não obstruir a membrana. Isto pode ser conseguido através da remoção de dureza, compostos orgânicos, turbidez, produtos de desinfecção e pesticidas e outros elementos presentes na água.

Usos da água

A água destinada ao uso industrial é de 22%, a água destinada ao uso agrícola é de 70% e a água destinada ao uso doméstico é de 8%. É utilizado principalmente em equipamentos de transferência de calor, limpeza de áreas de trabalho, equipamentos e instrumentos e como matéria-prima. A quantidade e a qualidade da água exigida por uma indústria dependerá do seu porte e dos processos desenvolvidos. A seleção de um sistema de tratamento depende das condições que garantem a sustentabilidade, a eficiência ao longo do tempo, a qualidade da água bruta, a qualidade da água necessária, os volumes por etapa e os custos de tratamento. As substâncias contidas na água podem ser dissolvidas ou suspensas. As substâncias em suspensão são lodo, matéria orgânica, areia e resíduos. As substâncias dissolvidas são bicarbonatos de cálcio, sódio e magnésio, sulfatos de cálcio, sódio e magnésio, nitratos de cálcio e magnésio, resíduos, gases como dióxido de carbono e oxigênio.

Efeitos das impurezas

Os efeitos das impurezas contidas no equipamento térmico:

• - Redução do calor transmitido pelo aumento de incrustações no equipamento.

• - Quebras nos tubos e placas, devido à redução do calor transmitido.

• - Corrosão e fragilidade do aço.

• - Mau funcionamento da caldeira com espuma e água transportada em quantidade pelo vapor.

• - Altos custos com limpeza, reparos, manutenção, inspeção e reserva de equipamentos.

• - Perdas de calor devido a purgas frequentes.

• - Diminuição do desempenho de equipamentos que utilizam vapor devido a incrustações.

É amostrado 5 vezes, antes e depois da coagulação, antes e depois da filtração e antes do consumo. Para águas subterrâneas. É amostrado duas vezes, após a extração e antes do consumo. Na rede de distribuição, os locais de amostragem são estabelecidos nos pontos terminais das tubulações, varrendo toda a área da rede e, se for o caso, nas estações elevatórias. As amostras devem ser colhidas em torneiras de entrada direta e não em instalações internas.

Os parâmetros de controle podem ser físicos como turbidez, pH, temperatura, cor, odor, condutividade; produtos químicos como bicarbonatos, sulfatos, sulfetos, nitratos, nitritos, cálcio, magnésio, dureza, alcalinidade; bacteriológicos como a análise de coliformes totais, coliformes fecais, pseudomonas, enterococos.

É variável e aumenta em condições críticas (epidemias, inundações, etc.). As mais comuns são: diária (água de nascente), mensal (água de rede) e trimestral (água decantada, filtrada e de consumo de nascente).

Qualquer elemento ou substância líquida, sólida ou gasosa que um estabelecimento, propriedade ou navio descarrega no corpo receptor, incluindo todos os resíduos humanos, animais, naturais ou sintéticos, líquidos, sólidos ou gasosos ou uma mistura deles que sejam lançados com o efluente. O influente entra no processo e o efluente sai do processo. Os tipos de efluentes são: resíduos líquidos, gasosos e sólidos. Os efluentes líquidos são águas de abastecimento de uma população que foram impurificadas por diversos usos. Eles resultam da combinação de líquidos e resíduos arrastados de residências, estabelecimentos industriais, hospitais, além de águas subterrâneas, superficiais e precipitações que poderiam ser adicionadas. Efluentes gasosos são substâncias que são lançadas na atmosfera (gases, aerossóis, fumaça preta, névoas) através de dutos ou emanações difusas. A poluição atmosférica é definida como a condição atmosférica onde os gases atingem concentrações ou níveis superiores ao normal, causando riscos e danos aos ecossistemas, bens e pessoas. A poluição provém principalmente do tráfego automóvel, da combustão de combustíveis fósseis e das atividades das indústrias químicas. Resíduo sólido é qualquer objeto, substância, elemento sólido proveniente do consumo ou utilização de um bem em atividade industrial, institucional, de serviços que o gerador abandona, rejeita ou transfere a outra pessoa que possa ser utilizado na construção de outro bem, com valor econômico ou de disposição final. Os resíduos sólidos são divididos em resíduos utilizáveis ​​e não utilizáveis. Os resíduos sólidos são considerados resíduos obtidos na varredura de áreas públicas. São classificados em domiciliares e não domiciliares. Os domésticos são biodegradáveis ​​ou não biodegradáveis. Os biodegradáveis ​​são aqueles que se degradam facilmente e em curto espaço de tempo como frutas, cascas de frutas, vegetais, e os não biodegradáveis ​​são aqueles que não se degradam facilmente e possuem ciclos de degradabilidade muito longos. Exemplos são estanho, vidro e elementos de construção. Eles são ainda classificados como recicláveis ​​e não recicláveis. Nas atividades industriais, os efluentes são gerados como resíduos sólidos, por isso devem ser controlados. Os resíduos sólidos domiciliares passam por diversas etapas: geração, transferência, beneficiamento, tratamento e disposição final. A geração constitui a origem dos resíduos e de lá eles são transportados para outros locais, a transferência pode ocorrer através de caminhões ou água, inclui processos como compactação ou seleção diferenciada, até mesmo do mesmo local ou residências, o beneficiamento é realizado para separar o material biodegradável do não biodegradável, o tratamento os torna inofensivos ou que não agridem o meio ambiente. Isso é feito por meio de tratamentos biológicos ou aterros sanitários. Os resíduos não domésticos podem ser classificados de acordo com a sua origem: industriais, que podem ser perigosos, tóxicos, possuem muitos resíduos de embalagens, todos os tipos de materiais; resíduos agroindustriais que são constituídos por “restoslhos” que são restos de caules e folhas que sobraram após a colheita e que podem ser aproveitados para extração de energia, resíduos de embalagens de agrotóxicos, biocidas, fertilizantes, possuem tratamento especial e não são descartados junto com o lixo comum; contaminação por metais pesados ​​de mineradores; hospitais que apresentam principalmente resíduos sólidos infecciosos, tóxicos, patológicos, possuem legislação especial para transporte, tratamento e descarte, o tratamento de pirólise é aplicado em fornos de incineração onde deve haver controle de gases, possuem problema de dioxinas; de construção basicamente inofensivos, mas ocupam grande volume, principalmente inorgânicos e podem ser reaproveitados. De acordo com os efeitos, são classificados como resíduos perigosos aqueles resíduos ou resíduos que, pelas suas características tóxicas, corrosivas, explosivas, inflamáveis, reativas, podem causar risco ou dano à saúde. Recipientes e embalagens que estiveram em contato com eles também são considerados perigosos; não perigosas, são assim chamadas por não apresentarem características perigosas, os destinatários deverão verificar o tipo de carga e classificá-la como perigosa ou não para posterior tratamento; inflamável, característico de um resíduo que consiste em queimar quando há forte ignição sob determinadas condições de pressão e temperatura; tóxico, característico de um resíduo que consiste em causar efeitos biológicos adversos que podem causar danos à saúde humana ou ao meio ambiente. Para os resíduos tóxicos são definidos critérios de toxicidade e estabelecidos limites de controle:

A) Dose letal mediana oral (LD50) para ratos menor ou igual a 200 mg/kg de peso corporal.

B) Dose letal média dérmica (LD50) para ratos menor ou igual a 1000 mg/kg de peso corporal.

C) Concentração letal média inalatória (CL50) para ratos menor ou igual a 10 mg/L.

D) Alto potencial de irritação ocular, respiratória

A gestão dos resíduos sólidos é realizada em quatro etapas: evitar, minimizar, tratar e descartar. Evitar é a ação ambiental mais conveniente, seguida de minimizar, que consiste em reduzir, reutilizar, reciclar e recuperar, seguida de tratar, que consiste em processos físicos (separação fracionada), químicos (calcinação) e biológicos (compostagem).

Os efluentes gasosos provêm principalmente das atividades industriais e das grandes cidades (motores de combustão). Os principais poluentes são: poluentes carbônicos (dióxido de carbono e monóxido de carbono); poluentes de nitrogênio (monóxido de nitrogênio e dióxido de nitrogênio); poluentes sulfurosos (trióxido de enxofre e dióxido de enxofre); chumbo, mercúrio (e outros elementos pesados) havia chumbo na gasolina e a poluição era muito elevada, voláteis orgânicos de baixo peso molecular (benzeno, dioxinas, amianto (hoje em desuso), CFCs (hoje quase não utilizados, era utilizado em equipamentos de refrigeração e aerossóis); partículas sólidas muito pequenas que formam géis, fumos, névoas que afetam não só a saúde humana, mas também a estética e a visibilidade.

Os poluentes podem ser poluentes primários, como monóxido de carbono, amônia, dióxido de enxofre ou poluentes secundários derivados dos itens acima, como chuva ácida.

Uma forma de eliminar os resíduos sólidos é através da incineração, mas os gases devem ser tratados. São utilizados filtros que retêm ou adsorvem substâncias dissolvidas (poluentes) no gás, ciclones por onde o gás passa e as partículas contaminantes são separadas por força centrífuga, torres de absorção onde um líquido é colocado em contato com o gás e as partículas contaminantes são transferidas para o líquido. Os precipitadores eletrostáticos consistem em ímãs que retêm partículas ferromagnéticas do fluxo de gás.

Os efluentes líquidos domésticos provêm de atividades domésticas, como lavar pratos, lavar pisos e evacuar banheiros. Contêm alto teor de matéria orgânica, detergentes, sólidos, alta turbidez, cor preta devido à presença de sulfetos metálicos. A evacuação da matéria orgânica sem tratamento prévio produz diminuição do oxigênio dissolvido no corpo receptor, o que compromete a fauna e a flora aquáticas.

A água branca vem da chuva e contém resíduos que são arrastados de telhados, telhados, ruas, calçadas e também contém poluentes atmosféricos.

Um fluido de esgoto bruto possui características:

• - Físicos como temperaturas variáveis, cheiro de podre (presença de sulfetos), cor preto-acinzentada (presença de sulfetos metálicos) e alta turbidez.

• - Produtos químicos: presença de cálcio e magnésio, fosfatos, íon amônio, nitratos e nitritos, sulfetos, sulfitos e sulfatos, sódio, potássio, proteínas, carboidratos, lipídios e detergentes.

• - Biológico: presença de bactérias, vírus e protozoários.

Para medir as características, são utilizados os seguintes parâmetros:

• - Físico: temperatura, comparação de cor com outros padrões, condutividade de odor (para medir a concentração de espécies inorgânicas), análise de sólidos (para medir as proporções de sólidos sedimentáveis, em suspensão e sólidos dissolvidos).

• - Produtos químicos: pH, alcalinidade (presença de hidroxilas, carbonatos e bicarbonatos), dureza (presença de cálcio e magnésio), fosfatos (fósforo), nitrogênio amoniacal, nitritos e nitratos (nitrogênio), fósforo (resíduos comuns e detergentes sintéticos), detergentes, gorduras e óleos, sulfetos, oxigênio dissolvido (determina presença de organismos aeróbios ou anaeróbios), DBO (cc de matéria orgânica biodegradável), DQO (cc de matéria orgânica).

Os efluentes líquidos também podem ser provenientes de estabelecimentos especiais ou industriais. Nos estabelecimentos especiais ocorre a divisão, movimentação e limpeza de artigos e materiais; nenhuma transformação ocorre em sua essência. Exemplos são: oficinas mecânicas, laboratórios de análises, lavanderias, fábricas de massas, hospitais. Nos estabelecimentos industriais ocorrem fabricação, processamento e processos que produzem novos produtos a partir de matérias-primas ou materiais utilizados. Exemplos são: curtumes, frigoríficos, alimentícios, químicos, siderúrgicos, metalúrgicos, entre outros.

Drenos industriais: juntamente com os esgotos, constituem a principal causa da poluição das águas. É difícil estabelecer as características das águas residuais industriais porque depende da natureza e da quantidade de resíduos produzidos, que difere consoante o tipo de indústria, mesmo para aquelas do mesmo tipo, pois depende do processo de fabrico desenvolvido.

Un efluente se puede caracterizar según:.

• - Origen: se debe determinar si proviene de una línea o de varias líneas, varías líneas que se unen para luego tratarse o se tratan y luego se unen.

• - Cantidad: relacionado con la masa y el volumen del efluente. Debe conocerse si se evacua en forma continua o no.

• - Calidad: la composición física y química del efluente, que componentes hay y en que concentración, se mide en ppm y si son trazas en ppb.

El muestreo de control consiste en extraer una porción del efluente que sea representativa de la calidad de descarga del efluente en el momento de control, con el propósito de analizar la calidad de la misma. El muestreo tiene como objetivos: controlar la calidad del efluente y proponer un tratamiento en caso de que el mismo sea contaminante, controlar la eficiencia del tratamiento, determinar la factibilidad de reúso o recupero y analizar los efectos del vuelco al cuerpo receptor.

Preservação de amostras

Os efluentes industriais ou comerciais apresentam composição instável devido à sua composição variada, o que os obriga a alterar sua composição e concentração. A velocidade das mudanças é afetada pelo pH, temperatura, concentração e ação bacteriana. Da mesma forma, a temperatura, a cor e as características das substâncias oxidáveis ​​e redutíveis podem mudar rapidamente, portanto tais variáveis ​​devem ser analisadas antes de chegarem ao laboratório (in situ).

Se a natureza do efluente for tal que possa decompor-se rapidamente, deverá ser mantido a uma temperatura baixa para retardar a acção bacteriana e evitar alterações nas características. O controle de temperatura a 4 °C retarda a ação bacteriana e suprime a volatilização de gases dissolvidos, que afetam as características físico-químicas das amostras.

Para a análise recomenda-se extrair um volume de 2 litros de amostra, armazená-las corretamente em recipientes de vidro ou plástico que possuam boca larga ou tampa de rosca ou lacre hermético.

Parâmetros físicos

• - Aparência: o termo turvo é aplicado à água que contém matéria em suspensão que interfere na passagem da luz. Nos lagos, águas com fluxo relativamente lento, a turbidez é devida a dispersões coloidais e em rios em condições de transbordamento é devida a dispersões relativamente grosseiras. A turbidez é uma consideração essencial no abastecimento público de água por três razões:

• - Estética: qualquer turvação na água potável está relacionada com a possível contaminação por águas residuais e os perigos a ela associados.

• - Filtrabilidade: águas com maior turbidez são mais difíceis de filtrar porque as aberturas do filtro ficam obstruídas. Fica mais caro.

• - Desinfecção: os sólidos das águas residuais municipais geralmente encapsulam microrganismos para que o desinfetante não entre em contato.

O método padrão atual para determinação da turbidez é baseado em instrumentos que utilizam o princípio da nefelometria. O instrumento possui uma fonte de luz que ilumina a amostra e detectores fotoelétricos com acessório para leitura do feixe que forma ângulos retos. É habitual utilizar como padrão uma suspensão de polímero de formazina ou outras preparações disponíveis comercialmente. Os dados de turbidez são usados ​​para determinar se a coagulação química e o tratamento de filtração são necessários em estações de abastecimento de água. A determinação de sólidos suspensos é utilizada para verificar a remoção de turbidez na água. A turbidez é removida por um tratamento de coagulação-floculação.

• - Cor: indica a presença de substâncias coloidais ou em suspensão com as quais posso intuir a origem do efluente. A cor natural existe na água na forma de partículas coloidais carregadas negativamente. Por isso, pode ser removido com um sal que contenha um íon metálico trivalente, como sulfato de alumínio ou cloreto férrico, cloreto de polialumínio. A cor causada pela matéria em suspensão é a cor aparente e a cor causada pelos extratos orgânicos e vegetais que são coloidais é a cor real. A intensidade da cor aumenta com o pH, por isso é aconselhável medir o pH junto com a cor. A matéria suspensa e a coloração (sólidos coloidais e dissolvidos) são removidas com um tratamento de coagulação-floculação. A cor natural, assim como a turbidez, é devida a uma grande quantidade de substâncias e soluções padrão são usadas para determinar os graus de cor. Muitas amostras requerem pré-tratamento para detectar a cor verdadeira. As águas que contêm cor natural têm aparência marrom-amarelada. Através da experiência constatou-se que soluções de cloroplatina potássica tingidas com cloreto de cobalto dão tonalidades semelhantes às cores reais da água. Variando a quantidade de cloreto de cobalto, obtêm-se outras cores. Para medir e descrever cores que não estão nesta classificação, deve-se utilizar a espectrofotometria.

• - Odor: é indicativo da idade avançada do efluente doméstico, quando jovem é levemente pútrido mas quando velho septica e adquire odor fortemente pútrido devido ao desenvolvimento de sulfeto de hidrogênio. O cheiro pode ser devido a uma grande variedade de substâncias químicas, portanto na sua determinação seu aroma está associado a uma conhecida. Por exemplo: cebola (acetileno, iodo), hircinos (queijo, suor, etc.), desagradáveis ​​(aminas, narcóticos, dejetos animais, etc.).

• - Temperatura: embora o líquido do esgoto doméstico tenha uma temperatura ligeiramente superior à da água fornecida, encontrar líquidos com temperaturas muito mais elevadas indica que está ocorrendo uma descarga industrial ou comercial. Causam a deterioração da rede de esgotos e aceleram as reações bioquímicas realizadas pelas bactérias, fazendo com que o oxigênio dissolvido seja consumido mais rapidamente e a população bacteriana cresça.

• - Condutividade: está relacionada ao total de sólidos dissolvidos SDT=0,8 k uS/cm e fornece uma medida da capacidade de transporte de corrente elétrica e varia com o tipo e número de íons. Pode ser determinado usando uma célula de condutividade ligada a um circuito com ponte de Wheatstone. Dá informações sobre a concentração de íons, ou seja, a quantidade de espécies inorgânicas que o efluente possui. As espécies orgânicas são difíceis de ionizar e dissolver. KCl é usado para calibrar o medidor de condutividade.

• - Sólidos: o termo sólidos refere-se à matéria suspensa e dissolvida em água. Os sólidos podem ser sedimentáveis, suspensos, dissolvidos e coloidais. O total de sólidos dissolvidos mede o total de resíduos sólidos filtráveis ​​(sais e compostos orgânicos). O excesso de sólidos totais dissolvidos gera paladar desagradável e reação fisiológica adversa no consumidor. Os sólidos que sedimentam após 10 minutos podem destruir tubulações e equipamentos eletromecânicos e os sólidos que sedimentam após 2 horas geram ambientes propícios à degradação anaeróbica. Eles são usados ​​para avaliar o tratamento realizado. Sólidos suspensos são aqueles que não se dissolvem no corpo d'água e são obtidos por evaporação e pesagem de um filtro por onde passa a amostra. Os sólidos dissolvidos não podem ser determinados diretamente, mas devem ser obtidos pela diferença entre os sólidos totais e os sólidos suspensos. A determinação de sólidos totais por evaporação e pesagem é realizada para determinar a concentração de sólidos totais, suas frações fixas e voláteis em amostras líquidas e semissólidas, como sedimentos de rios ou lagos, lodo isolado ou residual ou aglomeração de lodo proveniente de filtração a vácuo, centrifugação ou outro processo de desidratação. Os sólidos totais são secos a 103-105°C. A determinação dos sólidos totais permite estimar a matéria suspensa e dissolvida na água. Sólidos sedimentáveis ​​indicam a quantidade de sólidos que podem sedimentar em um determinado tempo a partir de um volume de amostra. Os sólidos suspensos são determinados pela diferença de peso de um filtro através do qual a amostra passa. Os sólidos coloidais não são detectados, são estáveis, difíceis de separar e analisar. Sólidos voláteis e fixos são produzidos por procedimentos de combustão, nos quais a matéria orgânica é volatilizada e ao mesmo tempo a temperatura é controlada para evitar a volatilização de substâncias inorgânicas. O teste é compatível com a oxidação total da matéria orgânica. Consiste em incinerar a amostra a 550 °C.

• - pH: é o logaritmo da atividade do íon hidrogênio. Serve para indicar a alcalinidade ou acidez do efluente. Um pH ácido corrói os sistemas de condução e gera liberação de gás. É determinado no local. A vida aquática prospera em um pH entre 5 e 10; em outros níveis de pH, ocorre um desequilíbrio na vida aquática; Determina tratamentos subsequentes porque é um fator crítico no amolecimento, controle de corrosão, coagulação e desinfecção. No tratamento biológico de águas residuais, o pH deve ser mantido numa faixa favorável aos microrganismos. Isso pode ser feito em uma ampla variedade de materiais e em condições extremas, desde que seja utilizado o eletrodo apropriado. Para pH superior a 10 e em altas temperaturas, é realizado com eletrodo de vidro projetado para esse fim. Para substâncias semissólidas, são utilizados eletrodos em forma de lança. Os eletrodos são padronizados com soluções tampão de pH conhecido. PHs muito ácidos são corrosivos e produzem evolução de gás.

• - Alcalinidade: é a medida da capacidade de neutralizar ácidos. É principalmente devido aos sais de ácidos fracos, embora bases fracas e fortes também possam contribuir. Os bicarbonatos são os que mais contribuem para a alcalinidade porque estão em maior quantidade porque surgem da reação entre o dióxido de carbono e a matéria básica do solo. Sob certas condições, a água é alcalina devido à presença de carbonatos e hidróxidos. Isso ocorre em águas superficiais com crescimento de algas. A alcalinidade é causada por 3 grandes grupos que são classificados de acordo com seus elevados valores de pH: hidróxidos, carbonatos e bicarbonatos. As águas muito alcalinas têm um sabor muito desagradável. É medido volumetricamente com ácido sulfúrico 0,02N e é expresso em equivalentes de carbonato de cálcio (ou em ppm de CaCO3). Este parâmetro é essencial nos processos de coagulação, amolecimento, controle de corrosão, capacidade tampão e no tratamento de resíduos industriais (pois é proibido descarregar água com alcalinidade cáustica).

• - Cloretos: se as concentrações forem elevadas, produzem um sabor salgado que é rejeitado por muitas pessoas. Os cloretos podem ser facilmente medidos por procedimentos volumétricos utilizando indicadores internos. O mais utilizado é o Método Mohr, que utiliza nitrato de prata como titulante e cromato de potássio como indicador. É uma consideração importante na escolha de suprimentos para uso doméstico, agrícola e industrial. Águas salobras com alto teor de sal determinam o dispositivo a ser utilizado para a determinação. A determinação permite regular a concentração em efluentes industriais ou domésticos para proteger as águas receptoras. É um traçador e é muito útil porque a sua presença não é detectável visualmente, não tem efeitos tóxicos, é um constituinte comum da água, o ião cloreto não é absorvido pelo solo, não é alterado ou alterado por processos biológicos e pode ser facilmente medido.

• - Oxigênio dissolvido: realizado in situ ou fixado com reagente químico. É medido em mg/L. A solubilidade diminui com a temperatura e a salinidade. O nitrogênio e o oxigênio são pouco solúveis e, como não reagem quimicamente com a água, sua solubilidade é proporcional às pressões parciais dos gases. A uma determinada temperatura e sob condições de saturação é estimado utilizando a Lei de Henry. Sua solubilidade varia com a pressão atmosférica em qualquer temperatura. Dado que a taxa de oxidação biológica aumenta com a temperatura e a procura de oxigénio também aumenta, mas a solubilidade do oxigénio diminui, o sistema deve ser arejado e isto tem custos de arejamento associados. A solubilidade do oxigênio determina a taxa de absorção de oxigênio porque a taxa de reação depende da concentração e isso determina os custos de aeração. O oxigênio dissolvido determina se a oxidação ocorre por organismos aeróbicos ou anaeróbicos. Os aeróbicos utilizam oxigênio para a oxidação de compostos orgânicos e inorgânicos para fornecer produtos inofensivos e os anaeróbicos realizam a oxidação pela redução de sais inorgânicos como os sulfatos e os produtos finais são prejudiciais. Como os dois tipos de microrganismos se propagam, é importante manter as condições aeróbicas, por isso são realizadas medições de oxigênio dissolvido no corpo hídrico onde são despejados os efluentes e nos tratamentos aeróbios de águas residuais, industriais e domésticas. O oxigênio causa corrosão do ferro e do aço em sistemas de distribuição de água e caldeiras a vapor, portanto a remoção de oxigênio é uma prática comum na indústria de energia. Os procedimentos volumétricos padrão para determinar o oxigênio dissolvido se a amostra estiver adequadamente preservada são o método Winkler ou iodo métrico e suas modificações. Um oxímetro (eletrodo) também pode ser usado e as medições são feitas in situ. O eletrodo pode ser abaixado até várias profundidades do líquido e as leituras são feitas em um amperímetro conectado localizado na superfície. Um líquido contaminado tem zero oxigênio dissolvido.

• - Oxigênio consumido: é a quantidade de oxigênio necessária para oxidar as substâncias com propriedades redutoras presentes no líquido residual. As substâncias mais comuns são: sais ferrosos, sulfetos, lipídios, carboidratos e aminoácidos. A determinação usual é com permanganato de potássio como titulante e indicador do ponto final. Esta titulação redox não é muito precisa ou reprodutível mas dá uma ideia dos mg/L consumidos pela matéria orgânica presente na amostra.

• - Demanda biológica de oxigênio: é a quantidade em mg/L de oxigênio necessária para degradar a matéria orgânica pela ação de bactérias aeróbias a 20 °C, no escuro e por 5 dias. A importância de sua determinação reside no fato de dar uma ideia do quão contaminado está com matéria orgânica e do potencial consumo de oxigênio quando é lançado no corpo d'água, o que compromete a fauna e a flora aquáticas. É essencialmente um procedimento de bioensaio, por isso é realizado em condições mais semelhantes às da natureza. A re-aeração das amostras deve ser evitada, pois o nível de oxigênio dissolvido diminui durante a análise e durante a amostragem. Devido à solubilidade limitada do oxigênio, as amostras devem ser diluídas para garantir que o oxigênio dissolvido esteja presente no teste. Não deve haver substâncias tóxicas, nutrientes necessários, fósforo, nitrogênio e alguns oligoelementos. A demanda biológica é produzida por um grupo variado de microrganismos que realizam oxidação em dióxido de carbono e água. Portanto, nas amostras deve haver uma carga de microrganismos “sementes” necessários para que ocorra a oxidação biológica. As reações oxidativas decorrem da ação biológica e a velocidade destas reações depende do número de microrganismos e da temperatura. Os efeitos da temperatura permanecem constantes a 20 °C, que é uma média das temperaturas naturais da água. A oxidação biológica a uma temperatura de 20 °C e sob outras condições de funcionamento (por exemplo, escuridão) é considerada completa após 20 dias. Como não dá para esperar tanto pelo resultado, ele é analisado por 5 dias. Portanto, a DBO medida é apenas uma fração do total. O tempo total de oxidação biológica dependerá da semente e da natureza da matéria orgânica, sendo determinado apenas experimentalmente. O teste de DBO depende da medição do oxigênio dissolvido. É utilizado para medir a capacidade de autopurificação do riacho e estabelecer os níveis de DBO para lançamento no corpo d'água. É uma consideração importante para o projeto do equipamento de tratamento, a escolha do método de tratamento e a determinação do tamanho do equipamento dos filtros percoladores e das unidades de lodo ativado. Após o início da operação das estações de tratamento, os resultados são utilizados para avaliar a eficiência dos processos. Resumindo as limitações do DBO: ter semeadura climatizada (nutrientes necessários, evitar reaeração, sementes), medição de apenas uma fração do que é biodegradável, tempo (mínimo 5 dias), pré-tratamentos em caso de efluentes tóxicos.

• - Demanda química de oxigênio: a vantagem é que o tempo de análise é de 3 horas, a desvantagem é que não dá ideia de biodegradabilidade. Os dados de DBO/DQO devem estar disponíveis para determinar o grau de biodegradabilidade da amostra. É a quantidade em mg/L de oxigênio necessária para degradar quimicamente a matéria orgânica contida no líquido residual a 150 °C por 2 horas e utilizando um agente oxidante forte como o dicromato de potássio. A importância de sua determinação reside no fato de que os níveis de DQO do efluente podem ser conhecidos e modificados antes do lançamento no esgoto ou no corpo receptor, uma vez que níveis elevados de DQO indicam alta presença de substâncias orgânicas e redução de substâncias inorgânicas que consomem o oxigênio disponível para a fauna e flora aquática, causando seu desaparecimento. O método permite medir a matéria orgânica presente na amostra porque os compostos orgânicos são oxidados na presença de um oxidante forte como o dicromato de potássio em condições ácidas. O dicromato de potássio degrada matéria biologicamente oxidável, bem como matéria orgânica biologicamente inerte. Não fornece dados sobre a taxa à qual o material biologicamente activo é estabilizado porque degrada tanto o material biologicamente resistente como o biologicamente oxidável. Todos os agentes oxidantes devem ser colocados em excesso; é necessário medir o excesso que resta ao final da reação para saber a quantidade original de matéria orgânica. A vantagem do dicromato é que o excesso pode ser medido com relativa facilidade. Certos compostos orgânicos, como ácidos graxos de baixo peso molecular, não podem ser oxidados pelo dicromato, razão pela qual é utilizado um catalisador. Os resultados são expressos em mg/L necessários para a oxidação. A determinação da DQO é realizada em um digestor e depois determinada por titulação ou colorimetria. Para efluentes industriais, a regulamentação é 500<DQO<10.000 para cursos contaminados e DQO<20 para cursos não contaminados. Em conjunto com a DBO, a DQO é útil para indicar condições tóxicas e a presença de substâncias biologicamente resistentes. Com os dados de DBO e DQO, obtém-se uma destas relações:

DBO/DQO<0,2-->Matéria orgânica biologicamente resistente.

DBO/DQO=0,4--> Tanto matéria orgânica biologicamente resistente quanto matéria orgânica biologicamente oxidável.

DBO/DQO>0,6-->Matéria orgânica biologicamente oxidável.

• - Série de nitrogênio: são realizadas determinações colorimétricas, meço com espectro ou comparação de cor com padrões. A química do nitrogênio é complexa, pois possui vários estados de oxidação que podem ser induzidos por organismos vivos. As bactérias podem induzir estados positivos ou negativos e dependem de serem organismos aeróbicos ou anaeróbicos. Apenas alguns estados de oxidação influenciam a qualidade da água. O nitrogênio amoniacal é medido em espectro ou comparado a um padrão. Para medir o nitrogênio nitrito e o nitrogênio nitrato, ele é comparado com um disco com escala de cores. Em águas recentemente contaminadas, o nitrogênio está na forma de nitrogênio orgânico e amônia. Com o passar do tempo, o nitrogênio se converte em nitrogênio amoniacal e, se existirem condições aeróbicas, ele passa para nitritos e depois para nitratos. Se for realizado um tratamento aeróbio, deve haver nitrogênio suficiente, pois é um elemento fertilizante necessário para o crescimento das algas, caso contrário, deve ser fornecido por fontes externas. Mas se for despejado excesso de nitrogênio, principalmente nitrato, gera-se eutrofização (superpopulação de algas) e o líquido fica pútrido ou contaminado, por isso esta análise é tão importante. A determinação do nitrogênio é realizada para controlar o grau de purificação nas etapas do tratamento. É bem sabido que a amônia não ionizada é tóxica e o íon amônio não. O pH é o fator que controla a toxicidade da amônia e não é um problema se o pH for inferior a 8 e a concentração de amônia for inferior a 1 mg/L. O controle da amônia pode ser realizado pela remoção eficaz da amônia ou pela nitrificação (oxidando-a em nitritos e depois em nitratos). Em alguns casos, a limitação é a quantidade de nitrogênio total. As técnicas de determinação de nitritos, nitratos e nitrogênio amoniacal variam para cada parâmetro para que você possa não apenas quantificá-lo, mas também identificá-lo. O nitrogênio total é determinado pelo método Kjeldahl. A determinação de nitratos é utilizada para saber se o estabelecimento atende aos teores máximos do contaminante. A determinação de nitrogênio orgânico e amônia para saber se há nitrogênio suficiente disponível para tratamento biológico. Se não houver quantidade suficiente, ela deverá ser fornecida por fontes externas.

• - Fósforo: expresso em mg/L de fosfato de fósforo. A técnica de análise é baseada em uma reação que dá cor e é comparada com padrões de cor. Os polifosfatos são utilizados no abastecimento público de água como meio de controle de corrosão. Eles também são usados ​​em águas descalcificadas para estabilizar o carbonato de cálcio e evitar a necessidade de recarbonização. Todas as fontes de água superficiais são a base para o crescimento de organismos aquáticos, como algas ou cianobactérias, e esse crescimento depende da quantidade de elementos fertilizantes na água. O nitrogênio e o fósforo são os elementos fertilizantes para o crescimento de algas e cianobactérias, portanto suas concentrações limitam a taxa de crescimento. Quando há abundância de ambos os elementos, ocorre a proliferação de algas e o líquido eventualmente apodrece. A água doméstica tem altos níveis de fósforo. A maior parte do fósforo inorgânico é proveniente de dejetos humanos, provenientes da degradação metabólica de proteínas e da eliminação de fosfatos pela urina; além de detergentes sintéticos fortes. Os compostos de fosfato são amplamente utilizados em usinas de vapor para eliminar incrustações em caldeiras. O ortofosfato pode ser medido a partir de polifosfatos devido à sua estabilidade sob condições de pH, tempo e temperatura. Os polifosfatos e as formas orgânicas de fósforo devem ser convertidos em ortofosfatos que podem ser determinados qualitativamente por métodos gravimétricos, colorimétricos ou volumétricos.

• - Detergentes: atualmente os detergentes são biodegradáveis, possuem tratamentos mais simples, mas apresentam outros efeitos como a formação de espuma que dificulta o tratamento e a análise. A determinação colorimétrica é realizada após extração prévia com clorofórmio.

• - Gorduras e óleos: formam películas e crostas na superfície que obstruem as tubulações, prejudicam a estética do corpo d'água, formam uma película na superfície que impede a transferência de oxigênio do ar para a água, comprometendo a fauna e flora aquática. São determinados gravimetricamente pelo método das substâncias solúveis em éter etílico. Eles são solúveis em éter etílico e insolúveis em água.

• - Fenóis: são poluentes e tóxicos que conferem odor e sabor ao líquido. Eles são determinados por espectrofotometria.

• - Metais pesados: onde se destacam Cu, Ni, Hg, Cd, Cr, Pb e são determinados por espectroscopia de absorção atômica. São gerados por empresas metalúrgicas, siderúrgicas e automotivas que geralmente os reciclam e não os descartam.

• - Hidrocarbonetos: como gasolina e petróleo. Eles são determinados por HPLC.

• - Agrotóxicos: podem ser clorados e fosforosos, são determinados tanto na água quanto nos sedimentos. Eles são muito poluentes, por isso são permitidos em concentrações muito baixas. Eles são determinados por HPLC e cromatografia gasosa.

• - Sulfeto: sua presença se deve à decomposição da matéria orgânica presente no líquido residual. Eles são gerados pela redução bacteriana de sulfatos. Eles são determinados por colorimetria e apresentam uma cor azul. Eles são tóxicos e corrosivos.

• - Cianeto: os cianetos são compostos potencialmente tóxicos uma vez que uma alteração no pH do meio pode libertar ácido cianídrico, um composto associado à toxicidade máxima, pelo que é importante determinar a presença como ião cianeto de todos os compostos de cianeto que existem nas águas residuais, águas residuais tratadas, águas residuais potáveis, águas residuais naturais. É determinado por métodos potenciométricos ou por espectroscopia. Deve ser mantido em pH alcalino.

Estes são os mais básicos e gerais. Então vai depender de cada setor determinar outro fator.

As principais fontes de poluição das águas são os estabelecimentos industriais e especiais. Dentro dos estabelecimentos especiais realizam-se as operações de fracionamento, manipulação ou limpeza de artigos e materiais, não produzindo em essência qualquer tipo de transformação de produto. São exemplos: hospitais, postos de serviço, lava-rápidos, hipermercados e supermercados. Nos estabelecimentos industriais existem manufaturas, processamentos e processos que transformam as matérias-primas ou materiais utilizados ou dão origem a novos produtos. Exemplos são: curtumes, fábricas de processamento de carne, têxteis, fábricas de papel, metalúrgicas, siderúrgicas, alimentícias (laticínios, bebidas alcoólicas/não alcoólicas, peixes), destilarias, usinas de açúcar e produtos químicos (tintas e corantes, fertilizantes, pesticidas, inseticidas, produtos de limpeza).

Os drenos industriais, juntamente com os esgotos, constituem a causa predominante da poluição da água. É muito difícil definir as características dos ralos industriais, dado que apresentam a particularidade da sua grande variedade em termos de natureza e quantidade de resíduos produzidos, verificando-se diferenças notáveis ​​consoante os tipos de indústrias, conceito que inclui similares, uma vez que depende da modalidade do processo de fabrico desenvolvido. Por exemplo, um refrigerador descarrega um efluente com matéria orgânica, sólidos, gorduras e detergentes.

O esgoto (águas residuais) é composto principalmente por resíduos de três grupos principais:.

• - Água para uso doméstico: é simplesmente aquela utilizada para higiene pessoal, na cozinha e para limpeza.

• - Resíduos humanos: são aqueles utilizados para transportar matéria fecal e urina até os esgotos.

• - Resíduos não domésticos: provenientes de atividades industriais, comerciais e de serviços. Este grupo costuma conter a maior carga poluidora, por isso costuma ser necessário um pré-tratamento da água que é lançada na rede de esgoto (principalmente para as indústrias), o que em muitos casos não é cumprido ou é ineficiente.

Para medir contaminantes físicos, eu usaria parâmetros físicos como turbidez, cor (aparentemente real), odor, temperatura, condutividade (para determinar quais espécies inorgânicas o efluente possui), análise de sólidos (para avaliar as porcentagens dos diferentes tipos de sólidos que a água pode conter como sólidos suspensos, sedimentáveis, coloidais e dissolvidos). Para medir contaminantes químicos, eu usaria parâmetros químicos como pH, alcalinidade (para determinar a presença de hidroxilas, carbonatos e bicarbonatos), cloretos, oxigênio dissolvido (determina organismos aeróbios e anaeróbios), DBO (para determinar o poder poluente dos resíduos), DQO (para medir o cc de matéria orgânica), fósforo (resíduos comuns, detergentes sintéticos), detergentes, gorduras e óleos, sulfatos.

Para medir a turbidez, é utilizado um turbidímetro; a cor é medida com espectrofotômetro; o olfato pela análise sensorial; a temperatura é medida com um termômetro; condutividade com medidor de condutividade; sólidos dissolvidos e suspensos por filtração e gravimetria; sólidos sedimentáveis ​​por sedimentação em cone Imhoff; Sólidos coloidais são medidos por espectrofotometria. Para medir o pH, utiliza-se o peachímetro; A alcalinidade é usada para medir a dureza; cloretos por titulação com nitrato de prata; oxigênio dissolvido usando um oxímetro; a matéria orgânica é medida com DBO, oxigênio consumido, DQO; fósforo através de fosfatos; nitrogênio através de nitrogênio amoniacal, nitratos, nitritos; detergentes que utilizam substâncias reativas ao azul de ortotoluidina; gorduras e óleos utilizando substâncias solúveis quando frias em éter etílico.

Características do fluido cloacal

O conhecimento da natureza das águas residuais é essencial tanto para o tratamento e evacuação como para a gestão da qualidade ambiental. O esgoto é caracterizado pela sua composição física, química e microbiológica. As propriedades estão relacionadas entre si, por exemplo, a temperatura afeta a atividade microbiológica e os gases dissolvidos na água. As características físico-químicas são alta alcalinidade, alta turbidez, grande presença de sólidos dissolvidos, grande presença de sólidos em suspensão, elevada quantidade de matéria orgânica, detergentes, cor preta devido à presença de sulfetos metálicos. As características microbiológicas são a presença de vírus, protozoários e bactérias que se desenvolvem quando o líquido é estabilizado biologicamente. O tratamento proposto para purificação de um efluente de esgoto começa com uma grelha que retém os maiores sólidos em suspensão, depois possui uma caixa de areia que retém os sólidos sedimentáveis após 10 minutos, em seguida contém um decantador para reter os sólidos sedimentáveis que não foram separados na caixa de areia, a próxima etapa é uma neutralização onde é adicionado um ácido como ácido clorídrico ou sulfúrico para reduzir o pH para pH neutro, depois segue para um tratamento de Lodo Ativado onde a matéria orgânica, suspensa São retirados sólidos e corantes, depois vai para a adsorção com carvão ativado onde são eliminadas as partículas que causam odor e cor, o restante da matéria orgânica, os detergentes.

As características físicas mais importantes das águas residuais são o teor de sólidos totais, odor, temperatura, densidade, cor, turbidez e pH. Para avaliar a aparência utiliza-se turbidez com turbidímetro, a cor que se mede é a cor aparente real através de colorimetria, odor através de análise sensorial, temperatura através de termômetro, condutividade (para determinar a quantidade de espécies inorgânicas que o efluente possui) através de eletrodo, análise de sólidos (para avaliar as porcentagens dos diferentes sólidos que a água pode conter, seja em suspensão, coloidal, sedimentável e dissolvida).

• - Sólidos. O teor de sólidos é definido como o resíduo não volátil após submeter a água a um processo de evaporação a 100 °C e secagem em estufa a 103-105 °C durante uma hora. A determinação corresponde aos sólidos dissolvidos e suspensos. Sólidos sedimentáveis ​​são sólidos que se depositam no fundo de um recipiente em forma de cone (cone Imhoff) a partir de um litro de líquido residual ao longo de 2 horas. A amostra bem agitada é colocada nos cones Imhoff. A determinação é feita em ml/L e mg/L. Permite obter uma medição aproximada da quantidade de lama que será obtida na decantação. Os sólidos sedimentáveis ​​dão uma ideia da origem orgânica e inorgânica desses sólidos. Os sólidos que sedimentam após 10 minutos correspondem aos sólidos inorgânicos, que são mais pesados ​​e então a matéria orgânica começa a sedimentar até completar as duas horas. Após 2 horas estima-se que todos os sólidos sedimentáveis ​​foram separados. Os sólidos totais também são classificados como sólidos filtráveis ​​ou não. Isso é determinado usando um filtro de fibra de vidro. Os sólidos filtráveis ​​correspondem a sólidos dissolvidos e coloidais. Os sólidos não filtráveis ​​correspondem à matéria em suspensão. Os sólidos suspensos podem ou não ser sedimentáveis. Os sólidos suspensos sedimentáveis ​​são separados em um coletor de areia (sólidos sedimentáveis ​​após 10 minutos) ou em um decantador (sólidos sedimentáveis ​​após 2 horas). Os sólidos em suspensão não sedimentáveis ​​são separados por meio de tratamento de coagulação-floculação ou por oxidação biológica em tratamento de lodos ativados e em ambos há posterior decantação. Um decantador pode reter sólidos sedimentáveis ​​após 10 minutos, mas não deve ser sobrecarregado. Os sólidos totais são classificados em voláteis e fixos, dependendo da sua volatilidade a 550 °C, temperatura na qual os compostos orgânicos oxidam e formam gases e a fração inorgânica permanece na forma de cinzas. Os sólidos voláteis correspondem à matéria orgânica e os sólidos fixos correspondem à matéria inorgânica. Os sólidos filtráveis ​​correspondem ao total de sólidos dissolvidos. Água para consumo humano com alto teor de sólidos dissolvidos é desagradável ao consumidor ou pode induzir nele reação fisiológica adversa. As análises de sólidos servem como indicadores da eficácia do tratamento biológico e físico-químico. A determinação de sólidos totais é um método amplamente utilizado: determinação de sólidos totais e suas frações fixas e voláteis em amostras sólidas ou semissólidas de sedimentos de rios e lagos, lodos isolados em tratamentos de águas residuais e aglomerações de lodos em centrifugação, filtração a vácuo e outros processos de desidratação de lodos. Sólidos suspensos são aqueles que se encontram na água sem estarem dissolvidos nela, e são calculados matematicamente como a diferença entre os sólidos totais e os sólidos dissolvidos. Os sólidos totais podem ser não filtráveis ​​(dissolvidos) e filtráveis ​​(não dissolvidos) e são determinados por um filtro usando gravimetria. Os sólidos voláteis e fixos são determinados por incineração em mufla a 550 °C. A esta temperatura, ocorre a oxidação dos compostos orgânicos em dióxido de carbono e água e os compostos inorgânicos resistem. A determinação corresponde à oxidação total da matéria orgânica. Os sólidos coloidais são estáveis ​​e difíceis de separar. Eles são determinados por espectrofotometria. Para água potável é indicado um valor máximo de 500 ppm de sólidos. Nas caldeiras, produzem espuma. Devido à sedimentação excessiva, são gerados ambientes propícios à degradação anaeróbica. Os sólidos suspensos interferem no desenvolvimento normal da vida aquática, diminuindo a profundidade de passagem da luz solar. Os sólidos sedimentáveis ​​podem obstruir tubulações, equipamentos de bombeamento eletromecânicos e dificultar o funcionamento da estação de tratamento.

• - Odores. Normalmente, os odores vêm de gases liberados pela decomposição de matéria orgânica. As águas residuais frescas têm um odor mais tolerável do que as águas residuais "sépticas". Um odor característico de águas residuais sépticas vem do sulfeto de hidrogênio, que é gerado pela redução de sulfatos por bactérias anaeróbias. As águas residuais industriais também podem conter compostos odoríferos.

• Efeitos dos odores: reduzem o apetite, geram náuseas, vômitos, distúrbios mentais, produzem desequilíbrios respiratórios. O cheiro de peixe é característico das aminas, o cheiro de ovo podre é característico do sulfeto de hidrogênio e o cheiro de matéria fecal é característico do escatol.

• - Temperatura: a temperatura da água influencia o desenvolvimento da vida aquática, as reações químicas e as taxas de reação, bem como a adequação da água para determinados usos úteis. O aumento da temperatura produz um aumento nas reações químicas e na velocidade das reações químicas, portanto há uma diminuição mais rápida do oxigênio dissolvido, o que compromete o desenvolvimento da fauna e da flora aquática. O aumento da temperatura também provoca uma diminuição na solubilidade do oxigênio. Provoca a deterioração da rede de esgoto. A determinação é feita no local. Temperaturas elevadas são características de uma descarga de esgoto. Efluentes de temperatura elevada são resfriados por trocadores de calor, torres de resfriamento, contato ambiental ou outros métodos de resfriamento.

• - Densidade: lodo denso requer maiores potências de bombeamento, mesmo que seja muito denso pode não se mover.

• - Cor: é a capacidade que possui de absorver determinada radiação do espectro visível. A água pura é azulada. Não pode ser atribuído exclusivamente a um componente, mas as cores são atribuídas a vários contaminantes. Por exemplo, a cor preto acinzentado é devida à presença de sulfetos metálicos. Diz-se que a água está séptica. Serve, juntamente com o cheiro, para determinar qualitativamente a idade das águas residuais. A cor acinzentada é característica de águas residuais domésticas recentes. À medida que o tempo nas redes de esgoto aumenta e mais condições anaeróbicas se desenvolvem, torna-se mais escuro. A cor preto-acinzentada se deve à presença de sulfetos metálicos que são gerados pela reação entre o sulfeto gerado pela decomposição anaeróbica e os metais presentes na água. A água é considerada séptica. Algumas águas industriais podem adicionar cor às águas residuais domésticas. Indica a presença de substâncias dissolvidas ou coloidais com as quais se pode intuir a origem do efluente. A cor natural é causada por partículas coloidais carregadas negativamente. Pode ser removido por coagulação usando um sal contendo um íon metálico trivalente, como ferro ou alumínio. A cor causada pela matéria em suspensão é conhecida como cor aparente e também pode ser removida por coagulação ou tratamento com lodo ativado. A intensidade da cor aumenta com o pH. Portanto, o pH é medido junto com a cor. A cor natural assim como a turbidez se devem a uma grande variedade de substâncias e um padrão arbitrário é adotado para sua medição, este padrão é utilizado para medir direta e indiretamente a cor. A matéria suspensa deve ser separada antes de medir a cor real. As águas que contêm cor verdadeira têm aparência marrom-amarelada e podem ser medidas colorimetricamente. Observou-se que soluções de cloroplatina potássica tingidas com pequenas quantidades de cloreto de cobalto proporcionam tonalidades muito semelhantes às naturais. Variando as quantidades de cloreto de cobalto, obtém-se a degradação dos tons. Para medir e descrever cores que não estão nesta classificação, utiliza-se a espectrofotometria, que consiste em medir a fração absorvida ou transmitida pela amostra.

• - Turbidez: é uma medida da capacidade da amostra de transmitir luz. É medido em "NTU". Permite estimar a matéria coloidal e suspensa que está presente na amostra.

• - Condutividade: está relacionada aos sólidos dissolvidos através de um fator que é a constante da célula. É uma medida da capacidade da solução de transportar corrente elétrica. Depende do número de íons, de sua natureza, de sua valência, da temperatura da solução. À medida que a temperatura aumenta, a condutividade aumenta. É determinado por uma célula de condutividade conectada a um circuito através de uma ponte de Wheatstone. KCl é usado para calibrar o medidor de condutividade. A condutividade e a dureza estão relacionadas porque os sais de magnésio e cálcio são os mais abundantes e contribuem mais para a condutividade. Refletem o grau de mineralização da água e sua produtividade potencial. As substâncias orgânicas se dissolvem formando ligações de hidrogênio, portanto também são substâncias dissolvidas.

• - pH: a faixa de pH permitida em um efluente é de 5,5 a 10. É ideal para o desenvolvimento de formas de vida aquática. É determinado no local. Rege inúmeros processos químicos, inclusive alguns que podem gerar condições prejudiciais ao ser humano, como o contato de um efluente ácido com cianeto de sódio, gerando cianeto de hidrogênio, que é um gás letal. Indica se o efluente é ácido ou alcalino. Um pH ácido corrói as tubulações e gera liberação de gases em forma de espuma que dificulta o tratamento e posterior análise. Antes do tratamento biológico para evitar o desenvolvimento de microrganismos e a ocorrência de oxidação biológica. O pH ideal é 6-8,5. Dependendo da concentração de dióxido de carbono, este é produzido pela mineralização dos sais presentes na água. O pH da água se deve à composição do terreno percorrido; é alcalino se a terra for calcária e ácida se for siliciosa. Os metais pesados ​​se dissolvem em meio ácido e precipitam em meio básico. Os eletrodos são padronizados com soluções tampão de pH conhecido. Pode ser medido em uma ampla variedade de materiais e sob condições extremas, desde que seja utilizado o eletrodo apropriado. Para substâncias semissólidas, recomenda-se o eletrodo em forma de lança. Para substâncias com pH superior a 10 e altas temperaturas, são recomendados eletrodos de vidro projetados para esse fim.

Para estudar as características químicas do esgoto, deve-se levar em consideração a matéria orgânica presente, a matéria inorgânica e os gases dissolvidos. Mais especificamente sulfatos, carbonatos, bicarbonatos, cloretos, nitratos, nitritos, sulfetos, fosfatos, cálcio, magnésio, sódio, potássio, ferro, manganês, proteínas, carboidratos, lipídios e detergentes. Os parâmetros para avaliar as características químicas são pH, alcalinidade (para determinar a presença de hidroxilas, carbonatos e bicarbonatos), cloretos, oxigênio dissolvido (determina organismos aeróbios e anaeróbios), DBO (para determinar o poder contaminante dos resíduos), DQO (para medir os cc de matéria orgânica), fósforo (resíduos comuns, detergentes sintéticos), detergentes, gorduras e óleos, sulfetos.

• - Matéria orgânica. Cerca de 75% dos sólidos suspensos e 40% dos sólidos filtráveis ​​nas águas residuais são de natureza orgânica. São sólidos provenientes dos reinos animal e vegetal e das atividades humanas relacionadas à síntese de compostos orgânicos. Os principais grupos de substâncias orgânicas presentes nas águas residuais são proteínas (entre 40% e 60%), carboidratos (25%-50%) e gorduras e óleos (aproximadamente 10%). Outro composto com presença importante é a ureia, principal constituinte da urina, que devido ao seu rápido processo de decomposição raramente está presente em águas residuais não muito recentes. Juntamente com os já mencionados, as águas residuais contêm pequenas quantidades de um grande número de compostos orgânicos cujas estruturas podem ser simples ou extremamente complexas. Este grupo inclui detergentes, poluentes orgânicos prioritários, compostos orgânicos voláteis e pesticidas para uso agrícola. Devido ao aumento na síntese de moléculas orgânicas, o número delas presentes nas águas residuais aumenta a cada ano.

• Proteínas. A composição química das proteínas é muito complexa e instável e pode adotar diversos mecanismos de decomposição. Além disso, como característica distintiva, contêm grande quantidade de nitrogênio e, em muitos casos, também contêm enxofre, fósforo e ferro. A uréia e as proteínas são a principal fonte de nitrogênio nas águas residuais.

• Carboidratos. Do ponto de vista do volume e da resistência à decomposição, a celulose é o carboidrato mais importante nas águas residuais. A destruição da celulose é um processo que ocorre sem dificuldade, principalmente graças à atividade de alguns fungos, cuja ação é notável em condições ácidas.

• Gorduras e óleos. Gorduras e óleos são compostos de álcool (ésteres) ou glicerol (glicerina) e ácidos graxos. Quimicamente são semelhantes e aqueles que são sólidos à temperatura ambiente são chamados de gorduras e aqueles que estão no estado líquido são chamados de óleos. As gorduras estão entre os compostos orgânicos mais estáveis ​​e não são fáceis de degradar biologicamente. Eles poluem os cursos de água formando uma película na superfície que impede a passagem de oxigênio para a água. Formam crostas na superfície das tubulações que impedem a passagem da água. Consiste na determinação em peso de substâncias solúveis a frio em éter etílico. A partir da amostra bruta, levada a um pH de 4,2 com 2 gotas de heliantina, a amostra é colocada em contato com o éter etílico para que as gorduras e óleos nela sejam solubilizados e, em seguida, o éter (baixo ponto de ebulição) da fase etérea é evaporado, para que se possa obter a quantidade de gorduras e óleos em peso do volume utilizado na amostra.

• - Demanda biológica de oxigênio. é a quantidade em mg/L de oxigênio necessária para decompor a matéria orgânica contida no líquido residual por ação biológica aeróbica sob condições de 20 °C, no escuro e por 5 dias. A importância da sua determinação reside no facto do seu valor dar uma ideia do grau de contaminação do líquido com matéria orgânica e do seu potencial consumo do oxigénio presente nos recursos hídricos, o que é prejudicial ao desenvolvimento da fauna e da flora presentes nesses recursos. É essencialmente um procedimento de bioensaio que mede o oxigênio consumido pelos organismos ao utilizar a matéria orgânica de um resíduo, em condições tão semelhantes quanto possível às da natureza. Para tornar a amostra quantitativa, as amostras devem ser protegidas do ar, evitando a reaeração à medida que o oxigênio dissolvido diminui. Além disso, devido à solubilidade limitada do oxigénio na água, os resíduos concentrados devem ser diluídos para níveis de exigência que mantenham este valor para garantir que este valor de oxigénio dissolvido esteja presente no teste. Por se tratar de um procedimento de bioensaio, é de extrema importância que as condições ambientais sejam adequadas para que a atividade dos organismos vivos seja realizada sem obstáculos. Isto significa que não devem existir substâncias tóxicas e que os nutrientes acessórios necessários ao crescimento bacteriano, tais como azoto, fósforo e oligoelementos, devem estar disponíveis. A demanda biológica é produzida por um grupo diversificado de organismos que realizam a oxidação da matéria orgânica a quase dióxido de carbono e água. Portanto, é necessário que um grupo de microrganismos chamados “sementes” esteja presente no teste. As reações oxidativas que ocorrem no teste de DBO são derivadas da atividade biológica e a velocidade dessas reações é dada pela população de microrganismos e pela temperatura. Os efeitos da temperatura são mantidos constantes realizando o teste a 20 °C, que é mais ou menos a temperatura média, uma vez que o resfriamento mínimo é realizado com alguma outra corrente. A velocidade dos processos metabólicos a 20 °C e sob condições de teste é tal que o tempo deve ser calculado em dias. Teoricamente, é necessário um tempo infinito para que a oxidação biológica da matéria orgânica se complete, mas para fins práticos, a reação se completa em 20 dias; Porém, na maioria dos casos esse período é longo e depois é reduzido para 5 dias porque se constatou que a percentagem de DBO obtida é quase a total. Conseqüentemente, deve-se lembrar que o resultado do teste realizado neste momento representa uma fração do total. A quantidade exata dependerá da “semente” e da natureza da matéria orgânica, e só pode ser determinada experimentalmente. O teste de DBO é baseado em determinações de oxigênio dissolvido; Portanto, a precisão do resultado é largamente influenciada pelo cuidado tomado na medição deste último. A DBO é o critério mais importante utilizado para controlar a poluição de riachos onde a carga orgânica deve ser restrita para manter níveis adequados de oxigênio dissolvido. A determinação é utilizada no estudo para medir a capacidade de purificação dos riachos e permite que as autoridades estabeleçam valores regulamentados para lançamento nessas águas. Além disso, as informações de DBO permitem o projeto de equipamentos de tratamento; É um fator na escolha do tratamento e é utilizado para estimar o tamanho das unidades, principalmente em filtros percoladores e lodos ativados. É utilizado para avaliar a eficiência das etapas. Em resumo, as limitações do teste de DBO são: possuir semeadura aclimatada, pré-tratamento em caso de efluentes tóxicos, medição de apenas uma fração de DBO, tempo mínimo de 5 dias.

• - Demanda química de oxigênio. A vantagem da análise é que dura apenas 3 horas, a desvantagem é que não dá ideia de biodegradabilidade. As determinações são feitas em amostras brutas e decantadas, e os dados de DQO/DBO devem estar disponíveis. É a quantidade de oxigênio necessária em mg/L para degradar quimicamente a matéria orgânica contida no líquido residual a 150 °C por 2 horas com um agente oxidante como o dicromato de potássio em meio ácido. A importância da sua determinação reside no facto do seu valor dar uma ideia do teor de substâncias consumidoras de oxigénio, como as substâncias orgânicas, cuja presença nos recursos hídricos é prejudicial ao desenvolvimento da fauna e da flora aquática. É uma forma de medir a concentração de matéria orgânica em resíduos domésticos e industriais. Este teste permite medir a quantidade total de oxigênio em um resíduo necessária para oxidar a matéria orgânica em dióxido de carbono e água. O teste baseia-se no fato de que todos os compostos orgânicos, com algumas exceções, podem ser oxidados pela ação de agentes oxidantes fortes sob condições ácidas. Durante a determinação da DQO, a matéria orgânica é convertida em dióxido de carbono e água, independentemente da capacidade biológica das substâncias a serem assimiladas. Os valores de DQO são superiores aos valores de DBO e podem ser muito superiores quando estão presentes quantidades significativas de matéria orgânica biologicamente resistente. Uma das principais limitações do teste DQO é a impossibilidade de diferenciar entre matéria biologicamente oxidável e matéria biologicamente inerte. Além disso, não fornecem quaisquer dados sobre a taxa à qual o material biologicamente activo se estabiliza nas condições da natureza. A principal vantagem do teste COD é o pouco tempo necessário para a avaliação; A determinação é feita em 3 horas em vez de 5 dias como no caso da DBO. Observou-se que o dicromato de potássio é um excelente agente oxidante para a determinação deste parâmetro, pois é capaz de oxidar quase completamente uma grande variedade de substâncias orgânicas a dióxido de carbono e água. Como todos os agentes oxidantes devem ser utilizados em excesso, é necessário medir o excesso que resta ao final da reação para medir a quantidade utilizada na degradação. Um ponto importante a favor do dicromato é que o excesso pode ser medido com relativa facilidade. Os ácidos graxos de baixo peso molecular requerem um catalisador para oxidar. Sob condições de teste de DQO, certos íons inorgânicos reduzidos podem ser oxidados e, portanto, levar a resultados errôneos. Os cloretos causam os maiores problemas porque a sua concentração é elevada nas águas residuais. Esta interferência é eliminada adicionando sulfato mercúrico à amostra antes de adicionar outros reagentes. O íon mercúrico combina-se com íons cloreto para formar um complexo de cloreto mercúrico pouco ionizado que não é oxidado pelo dicromato. A determinação da DQO é realizada em digestor e posteriormente determinada por colorimetria ou por titulação. Para efluentes industriais: 500<COD<10000. Para cursos não contaminados: COD <20. Em conjunto com a DBO, a DQO é útil para indicar condições tóxicas e a presença de substâncias orgânicas biologicamente resistentes. Se DBO/DQO<0,2 há principalmente matéria orgânica não biodegradável, DBO/DQO=0,4 há matéria orgânica biodegradável e não biodegradável nas mesmas proporções, se DBO/DQO>0,6 há principalmente matéria orgânica biodegradável.

• - Detergentes. São classificados como biodegradáveis ​​e não biodegradáveis. Para eliminar este último, devem ser utilizados métodos físico-químicos. Os detergentes biodegradáveis ​​geram espumas que interferem no processo de purificação nas estações de tratamento e conferem mau aspecto aos efluentes líquidos. A formação de espuma também dificulta a realização de análises. A espuma cria uma barreira à passagem do oxigênio para o líquido. Esta determinação é realizada com kit colorimétrico para detergentes. Esta técnica baseia-se no facto de os detergentes aniónicos serem combinados com o azul de o-toluidina, obtendo-se um complexo azul solúvel em clorofórmio; Em seguida, o reagente do kit e o clorofórmio são adicionados à amostra, obtendo-se uma fase de clorofórmio colorida de tal forma que a intensidade da cor é proporcional à concentração de detergentes que é medida com o comparador do kit.

• - Hidrocarbonetos: como gasolina e petróleo. Eles são determinados por HPLC. Conferem à água odor e sabor desagradáveis, o que permite sua identificação em quantidades de PPB, que é intensificado pela cloração. A película superficial impede as trocas gasosas água-ar, com a consequente perturbação da vida aquática.

• - Pesticidas e Produtos Químicos para Uso Agrícola. Esses compostos não são provenientes de águas residuais, mas geralmente são incorporados a elas, como resultado do escoamento de parques, campos agrícolas e outras causas. A maioria destes produtos é tóxica para a maioria das formas de vida, razão pela qual são considerados contaminantes perigosos das águas superficiais. As concentrações destes produtos químicos podem causar a morte dos peixes, a contaminação da carne dos peixes (reduzindo o seu valor nutricional) e a deterioração da qualidade da água. Eles podem ser clorados e fosforosos e são determinados tanto em águas quanto em sedimentos. São muito poluentes, por isso não são adequados em baixas concentrações (ug/L). É analisado com HPLC e cromatografia gasosa.

• - Matéria inorgânica. Existem vários componentes inorgânicos nas águas residuais que são importantes para a determinação e controle da qualidade da água. As águas residuais, exceto no caso de determinados resíduos industriais, normalmente não são tratadas com o objetivo de eliminar constituintes inorgânicos.

• - Alcalinidade. Nas águas residuárias é causada pela presença de sais de ácidos fracos, bases fracas e fortes como hidróxidos, carbonatos e bicarbonatos de cálcio, magnésio, sódio, potássio e amônio. De todos eles, os mais comuns são o bicarbonato de cálcio e o bicarbonato de magnésio porque se formam em quantidades consideráveis ​​quando o dióxido de carbono reage com a matéria básica do solo. É a medida da capacidade de neutralizar ácidos. Normalmente, as águas residuais são alcalinas. Ocorre em águas superficiais com crescimento de algas devido à quantidade de hidróxidos e carbonatos. A alcalinidade se deve principalmente a três grupos de compostos e de acordo com os elevados valores de pH é classificado em: hidróxidos, carbonatos e bicarbonatos. Águas muito alcalinas apresentam sabor desagradável para o consumidor. A alcalinidade é medida volumetricamente por titulação com ácido sulfúrico N/50 e é expressa em equivalentes de carbonato de cálcio (ppm CaCO3). Este parâmetro é essencial para processos químicos de coagulação, amaciamento de água, controle de corrosão, capacidade tampão e no tratamento de resíduos industriais, uma vez que é proibido o lançamento de resíduos com alcalinidade cáustica em águas receptoras e esgotos.

• - Nitrogênio e fósforo. Esses elementos são essenciais para o desenvolvimento de alguns microrganismos, por isso são conhecidos como nutrientes. Vestígios de outros elementos, como o ferro, também são necessários para o crescimento biológico. Como o nitrogênio é essencial para a síntese de proteínas, é necessário conhecer sua quantidade na água para avaliar a possibilidade de tratamento biológico de águas residuárias. Quando a quantidade de nitrogênio é insuficiente, é necessário adicioná-lo para tornar a água tratável. Quando este é excessivo, pode ser necessário reduzir as quantidades de nitrogênio para evitar o crescimento excessivo de algas. O fósforo também é essencial para o crescimento das algas, por isso também deve ser controlado ao despejar água nos corpos receptores. As formas mais comuns em que esses componentes podem ser encontrados são: no caso do nitrogênio, nitrogênio orgânico, amônia, nitritos e nitratos. O fósforo é normalmente encontrado como fosfatos, polifosfatos e fosfatos orgânicos. São determinações colorimétricas que são feitas, eu meço com o espectro. O nitrogênio amoniacal é medido em espectro e comparado a um padrão. O resultado é expresso em mg/L. O nitrogênio nitrito e o nitrogênio nitrato são medidos com um kit e comparados a um disco que possui uma escala de cores. Inicialmente o nitrogênio é como nitrogênio orgânico e amônia. O nitrogênio orgânico é então gradualmente convertido em nitrogênio amoniacal e mais tarde, se existirem condições aeróbicas, ocorre a oxidação em nitratos e nitritos. Ao realizar o tratamento é necessário verificar se possui quantidade de nitrogênio suficiente para os organismos, caso contrário deve-se adicioná-lo, mas se for despejado em excesso, principalmente nitrato (um nutriente), ocorre a eutrofização (superpopulação de algas) e eventualmente apodrece. Também é utilizado para corroborar o grau de purificação obtido com tratamentos biológicos. A amônia não ionizada é tóxica, mas o íon amônio não. A toxicidade da amônia não é um problema em águas receptoras com pH inferior a 8 e concentração de nitrogênio amoniacal inferior a 1 mg/L. Por estas razões, o controlo do amoníaco pode ser realizado por nitrificação ou por remoção eficaz do amoníaco. Em alguns casos, as limitações aplicam-se ao azoto total (azoto orgânico mais azoto inorgânico) que pode existir no efluente. As técnicas de determinação de amônio, nitrito e nitrato podem variar para cada parâmetro, portanto o tipo de contaminante pode ser determinado, e não apenas quantificado. O nitrogênio total pode ser determinado pelo método Kjeldahl. A quantidade de nitrogênio amoniacal presente na água determina o cloro necessário para obter resíduos de cloro livres de cloração. As determinações de nitrato são importantes para estabelecer se o abastecimento de água atinge os níveis máximos. As análises de amônia e nitrogênio orgânico são importantes para determinar se há nitrogênio suficiente para o tratamento biológico. Caso contrário, você deverá contribuir por meio de fontes externas. A quantidade de fósforo é expressa em (mg/L de P-PO4) e é a soma do fósforo orgânico e inorgânico. A técnica de análise é baseada em uma reação que forma uma coloração e é medida no espectro. Os polifosfatos são usados ​​em alguns abastecimentos públicos de água para controlar a corrosão. Também são utilizados em algumas águas descalcificadas para estabilizar o carbonato de cálcio, a fim de eliminar a necessidade de recarbonização. O nitrogênio e o fósforo são essenciais para o crescimento de algas e cianobactérias, e a limitação desses elementos costuma ser o fator que controla a taxa de crescimento. Quando há abundância de ambos os elementos, ocorre a proliferação de algas, produzindo uma variedade de condições incômodas (eutrofização). As águas residuais domésticas contêm grandes quantidades de compostos de fósforo. A maior parte do fósforo inorgânico é proveniente de dejetos humanos, como resultado da degradação metabólica de proteínas e da eliminação de fosfatos presentes na urina, além de fortes detergentes sintéticos. Compostos de fosfato são usados ​​em usinas de geração de vapor para eliminar incrustações. O ortofosfato pode ser medido sem interferência sob condições ideais de pH, tempo e temperatura. As formas orgânicas do fósforo e também os polifosfatos devem ser transformados em ortofosfatos, que podem ser determinados qualitativamente por métodos gravimétricos, colorimétricos e volumétricos.

• - Nitrogênio amoniacal"). Se forem aerados, normalmente não devem conter amônia porque esta é convertida em nitritos e depois em nitratos. A água negra sempre tem amônia proveniente dos trechos de água abaixo das aglomerações humanas. A existência de amônia livre ou íon amônio é prova de contaminação recente e perigosa. Em pH elevado, a amônia passa para o estado de amônia, sendo recomendados valores inferiores a 0,025 mg/L.

• - Nitritos. Os nitritos podem ser encontrados nas águas subterrâneas como resultado de um meio redutor em águas que já foram biologicamente estabilizadas. Quando o nitrato está em contato com metais facilmente atacáveis, seja em pH ácido ou básico, podem ser encontrados nitritos. A presença de nitritos torna a água intragável juntamente com a presença de patógenos porque são tóxicos.

• - Nitratos. Provêm da oxidação bacteriana de resíduos gerados por animais. Nas águas superficiais e subterrâneas há mais nitratos, aumentando os níveis de nitratos devido ao aumento do uso de fertilizantes.

Um efluente residual com concentração de 15 mg/L de fosfato (PO4(-3)) é despejado em uma lagoa com vazão de 30 m3/h. Qual será a contribuição diária em kg de fósforo (kg P) para esse organismo?

15mg/L.30m3/h.1000L/m3.kg PO4/1000000mg.31kg P/95kg PO4,24h/dia=3,52kg P/dia.

• - Cloretos. Eles conferem um sabor desagradável à água. Eles podem corroer tubulações e tanques. Além disso, para uso agrícola, o teor de cloreto da água pode limitar certas culturas. Os cloretos são muito solúveis em água, não participam de processos biológicos, não desempenham nenhum papel na decomposição e, portanto, não sofrem modificações.

• - Enxofre. O íon sulfato é encontrado tanto nas águas de abastecimento quanto nas águas residuais. Para a síntese de proteínas é necessário o enxofre, que posteriormente é liberado no processo de degradação. Os sulfatos são quimicamente reduzidos a sulfetos e sulfetos de hidrogênio sob ação bacteriana em condições anaeróbicas.

• - Fenóis.") são poluentes e tóxicos que conferem sabor e odor ao líquido, analisados ​​por espectrofotometria. A contribuição para as águas naturais é insignificante e biodegradável. Eles provêm de efluentes industriais, mas também da degradação de pesticidas.

• - Metais pesados. Estes incluem Ni, Mn, Pb, Cr, Cd, Zn, Cu, Fe, Hg, As. Alguns são essenciais para o desenvolvimento normal da vida e a ausência de quantidades suficientes pode limitar o crescimento de algas, por exemplo. Devido à sua toxicidade, a presença em quantidades excessivas de qualquer um deles interferirá no uso que pode ser dado à água. Por isso é conveniente controlar as concentrações destas substâncias. Alguns deles são habitualmente utilizados na atividade agrícola e industrial, pelo que os seus limites estão legislados. Eles são determinados por espectroscopia de absorção atômica. Eles são causados ​​pelas indústrias metalúrgica, siderúrgica e automotiva e geralmente não são substituídos, mas sim reciclados.

• - Gases. Os gases mais frequentemente encontrados em águas residuais são nitrogênio, oxigênio, dióxido de carbono, sulfeto de hidrogênio, amônia e metano. Os três primeiros são gases presentes na atmosfera, e são encontrados em todas as águas em contato com ela. Os três últimos são produto da decomposição (aeróbica e anaeróbica) da matéria orgânica.

• Oxigênio dissolvido"). É necessário para a respiração de microrganismos aeróbicos e outras formas de vida. É ligeiramente solúvel em água e sua presença, como a dos demais gases, é condicionada pela pressão parcial do gás na atmosfera, pela temperatura, pela pureza da água (salinidade, sólidos em suspensão, etc.). Sua solubilidade é proporcional à pressão parcial, pois não reagem quimicamente e a lei de Henry rege o processo porque é pouco solúvel. É modificado pela maior ou menor presença de sal e diminui com a temperatura Como evita a formação de odores desagradáveis ​​nas águas residuais, é desejável e conveniente ter oxigênio dissolvido. É medido in situ ou fixado por um reagente químico para ser medido em laboratório. produtos, enquanto os organismos anaeróbicos realizam a oxidação reduzindo sais como sulfatos e os produtos finais são geralmente muito prejudiciais. Condições favoráveis ​​para microrganismos aeróbios devem ser mantidas se não forem consideradas condições prejudiciais, as medições de oxigênio dissolvido devem ser realizadas em processos aeróbicos e em locais de tombamento. preservados, estão o método Winkler ou iodo métrico e suas modificações. Um oxímetro (eletrodo) também pode ser usado que permite medições in situ de oxigênio dissolvido. Esses eletrodos podem descer a várias profundidades e as concentrações de oxigênio dissolvido podem ser lidas em um microamperímetro conectado localizado na superfície.

• Sulfeto de Hidrogênio. Como já mencionado, provém da decomposição anaeróbica do enxofre ou da redução de sulfitos e sulfatos minerais, primeiro passaria para sulfito e depois para sulfeto de hidrogênio. Sua formação é inibida na presença de grandes quantidades de oxigênio. É um gás incolor, inflamável e com odor típico. O escurecimento das águas residuais deve-se principalmente à formação de sulfuretos ferrosos e outros sulfuretos metálicos. Eles são tóxicos e corrosivos. É determinado por colorimetria, dão uma cor azul. Águas contendo sulfeto de hidrogênio serão muito tóxicas em pH ácidos, até mesmo para bactérias. A toxicidade diminuirá extraordinariamente em pH básicos.

• Cianeto. Os cianetos são compostos potencialmente tóxicos, pois uma alteração no pH do meio pode liberar ácido cianídrico, composto geralmente associado à toxicidade máxima desses compostos, por isso é de extrema importância determinar a presença de todos os compostos cianetos em águas residuais naturais, potáveis, residuais e tratadas como íon cianeto (CN-). Eles são determinados por métodos potenciométricos ou por espectroscopia. Deve ser mantido em pH alcalino.

• Metano. É o principal subproduto da decomposição anaeróbica da matéria orgânica. Normalmente não é encontrado em águas residuais porque pequenas quantidades de oxigênio são tóxicas para os microrganismos responsáveis pela sua produção.

• Oxigênio consumido").: medido em (mg/L). É a quantidade de oxigênio necessária para oxidar substâncias com propriedades redutoras, presentes em um líquido residual. Entre as substâncias redutoras mais comuns estão: sais ferrosos, sulfetos, lipídios, carboidratos e alguns aminoácidos. A determinação usual é realizada utilizando permanganato de potássio como oxidante. Esta titulação redox não é muito precisa ou reprodutível mas dá uma ideia dos mg/L consumidos por matéria orgânica presente na amostra.

Talvez a característica mais importante das águas residuais a este respeito seja a presença de organismos patogénicos provenientes de dejetos humanos que estão infectados ou transmitem uma determinada doença. Os principais grupos de organismos patogênicos são bactérias, vírus, protozoários e helmintos. Organismos bacterianos patogênicos que podem ser excretados por humanos causam doenças do sistema intestinal, como febre tifóide e paratifóide, disenteria, diarréia e cólera. Devido à elevada infecciosidade destes organismos, todos os anos são responsáveis ​​por um grande número de mortes em países com recursos de saúde limitados.

Introdução

Como resultados do processo são obtidos lodo e efluente clarificado. O efluente tratado é despejado no corpo receptor ou reaproveitado e o lodo é tratado e disposto em aterros sanitários ou reaproveitado (produção de biossólido). A série de processos de tratamento depende de alguns fatores:

• - Características do efluente: pH, produtos tóxicos, sólidos em suspensão, DBO.

• - Qualidade de saída dos efluentes: é definida tendo em conta os objectivos da empresa e a aptidão do organismo receptor.

• - Disponibilidade de terreno: o terreno necessário é grande e deve ser de baixo custo.

• - Considere expansões futuras: expansões terão que ser feitas porque são necessários limites mais rígidos.

Tratamento de efluentes é o conjunto de processos que visam modificar a composição física, química ou biológica dos efluentes líquidos, a fim de torná-los inofensivos para descarte e recuperação para outros usos.

Sólidos suspensos grossos são separados por filtração com telas, sólidos suspensos sedimentáveis ​​por sedimentação, sólidos suspensos finos não sedimentáveis ​​por peneira de pequena abertura, sólidos dissolvidos ou suspensos biodegradáveis ​​por tratamento biológico natural, sólidos suspensos biologicamente persistentes por adsorção ou oxidação química, sólidos inorgânicos dissolvidos são separados por osmose reversa, eletrodiálise, troca iônica.

Etapas do tratamento de efluentes

Para fluido de esgoto, os tratamentos aplicados são primários (físicos) ou secundários (biológicos). Os tratamentos primários são sedimentação, filtração e os tratamentos secundários são tanque Imhoff, biodigestor, lodo ativado. Com os primários, os sólidos sedimentáveis ​​são removidos e parte da matéria em suspensão, os sólidos dissolvidos, e o restante da matéria em suspensão é removido em tratamentos biológicos. Os tratamentos são classificados de acordo com o seu grau de purificação em primários (removem mais material), secundários e terciários e de acordo com os fenômenos físicos, químicos e biológicos envolvidos. Os tratamentos primários correspondem aos físicos e os tratamentos secundários correspondem aos biológicos ou físico-químicos.

Pré-tratamento

O objetivo do pré-tratamento é a eliminação de sólidos grosseiros como trapos, galhos e materiais inertes como areia e cascalho. Isso causa danos às tubulações, bombas eletromecânicas e obstruções ao fluxo do fluido.

Esta etapa do processo pode ser realizada com os seguintes dispositivos:

• - Grades: São utilizadas para eliminar sólidos espessos como plásticos, madeira, trapos que causam entupimentos ou danos em tubulações, equipamentos de bombeamento eletromecânicos e evitar acúmulo em digestores e decantadores. Eles são colocados inclinados de 60 a 80° em relação à horizontal. Os portões robóticos se limpam sozinhos. Utilizam-se grelhas finas em vez de tanques de sedimentação, mas estes são normalmente evitados devido a problemas de estagnação e porque não se obtêm separações maiores do que os decantadores.

• - Peneiração: São utilizadas para separar partículas mais finas que causam entupimentos ou danos em tubulações ou equipamentos eletromecânicos de bombeamento, acúmulo em digestores ou decantadores. Geralmente é colocado após uma caixa de areia ou uma grade. A operação é baseada na diferença de tamanhos, pois nas barras só passam partículas menores que a abertura da malha. Pode ser estático ou vibratório e giratório. Esta última é uma roda que gira onde são depositados sólidos maiores que as aberturas da malha da roda.

• - Desarenamento: Nessas areias são separados cascalhos, argilas que causam entupimentos, abrasões, acúmulos em digestores ou decantadores. Baseia-se na separação de partículas menores que um determinado tamanho devido à diferença de densidades entre o líquido e o sólido. Os sólidos sedimentáveis ​​são retidos após 10 minutos. O parâmetro de projeto de um coletor de areia é o tempo de retenção, que é a relação entre o volume do decantador e o fluxo de entrada. A sedimentação discreta ocorre onde as partículas mantêm sua individualidade.

• - Compensação: serve para atenuar variações de vazão e demais parâmetros. Isto permite um sistema unificado com menos pontos operacionais, o que reduz os custos operacionais.

• - Separação de óleos e gorduras: Caso haja material flutuante como cerdas, estercos, vísceras, espumas, gorduras e óleos, é utilizada uma câmara chamada interceptor. Possui telas verticais que orientam a passagem do fluido e molduras horizontais para retirar o material flutuante ao atingir a superfície. O material flutuante chega à superfície por flutuação natural sem a utilização de qualquer equipamento. Por outro lado, se as gorduras e óleos forem emulsionados, utiliza-se um sistema com injeção de ar. O efluente entra em um tanque através de uma bomba pressurizadora onde é saturado de ar e depois segue para uma válvula redutora de pressão e finalmente para uma câmara onde são liberadas bolhas que envolvem as substâncias dispersas e as trazem à superfície. Os componentes de um sistema de injeção de ar são: 1) bomba de pressurização 2) injetor de ar 3) tanque de retenção 4) válvula redutora de pressão 5) câmara de flotação.

• - Neutralização e homogeneização: a homogeneização consiste na mistura de correntes que possuem características variadas de pH, sólidos suspensos, DBO para unificar o sistema de tratamento e manter os parâmetros em poucos valores, isso reduz custos operacionais. A neutralização envolve a adição de ácido ou álcalis aos fluxos de efluentes alcalinos e ácidos, respectivamente, para controlar os valores de pH. Para neutralizar correntes ácidas, são utilizados 1) leitos de calcário 2) soda Solvay 3) soda cáustica 4) cal 5) amônia e a escolha é limitada a 1) custos de aquisição 2) velocidade de reação 3) capacidade de neutralização 4) armazenamento e descarga dos produtos de neutralização. Para neutralizar as correntes alcalinas, por razões econômicas, utiliza-se ácido sulfúrico ou clorídrico. A neutralização é realizada para manter o pH favorável ao desenvolvimento de microrganismos (o pH ideal está entre 6 e 8,5), os pH ácidos corroem as tubulações e geram a liberação de gases como espuma que dificulta a análise e posterior tratamento, para unificar o sistema de tratamento de água de esgoto, antes do lançamento no corpo receptor porque a vida aquática é muito sensível às variações do pH neutro.

Tratamento primário

O objetivo desta etapa é a remoção física dos sólidos sedimentáveis ​​e parte da matéria orgânica, sólidos em suspensão. Os métodos para realizar esta etapa são:

• - Sedimentação: é usada para separar sólidos suspensos sedimentáveis. Eles são baseados na diferença de peso específico entre o fluido e o sólido. Dependendo da natureza dos sólidos suspensos, é classificado como:

1.Sedimentação discreta: as partículas mantêm sua individualidade. Por exemplo: deposição de areia, argila, cascalho em caixas de areia. Um sedimentador funciona da mesma forma que uma armadilha de areia, mas retém sólidos sedimentáveis ​​mais leves por um tempo de retenção de 2 horas. Eles contêm uma câmara retangular ou circular, uma pá de varredura de fundo, um fundo inclinado e uma tremonha de lodo. Este é um equipamento de sedimentação primário.

Se você tem um efluente com concentração de sólidos de 2 horas e 10 minutos, qual tratamento você propõe se a legislação proíbe sólidos sedimentáveis ​​na descarga? Para eliminá-los, deve-se utilizar um coletor de areia, pois contém apenas sólidos em suspensão que sedimentam após 10 minutos, como areia, argila e cascalho.

2. Sedimentação com floculação. As partículas se unem a outras para se estabelecerem como partículas maiores e mais pesadas. É considerada sedimentação secundária. Geralmente é realizado após tratamento biológico.

3. Sedimentação por zonas. As partículas caem formando uma espécie de manto como um corpo único.

• - Flotação: separação de matéria dispersa. É usado para separar gorduras e óleos que estão dispersos. Também é usado para engrossar suspensões de lodo biológico. Por meio de uma bomba, o fluido é impulsionado para que nele seja injetado ar, que segue para um tanque de pressurização onde é alcançada a saturação com ar. Em seguida, segue para uma válvula redutora de pressão para passar para uma câmara de flotação onde as bolhas que envolvem a matéria dispersa, como gorduras e óleos, são liberadas e trazidas à superfície. Os componentes de um desengordurante são: 1) bomba de pressão 2) sistema de injeção de ar 3) tanque de retenção 4) válvula redutora de pressão 5) câmara de flotação. Se o assunto estiver flutuando, um interceptador será usado.

Ambos os processos podem ser considerados pré-tratamento em algumas bibliografias.

Tratamento secundário

O objetivo nesta etapa é a degradação da matéria orgânica para estabilizá-la em estado mineral em um reator biológico, através de atividade microbiológica (geralmente bacteriana) que a utiliza como substrato. Esses reatores são o local onde ocorre a formação da massa de microrganismos. Parte dessa biomassa se desprende e é levada pelo efluente, de modo que os reatores são geralmente seguidos por colonizadores. Os sólidos sedimentados são recirculados para o reator biológico, mas parte é descartada, a fim de manter a população de microrganismos sob controle.

Os sistemas biológicos utilizados a nível industrial e geralmente aplicados como tratamento secundário podem ser aeróbicos e anaeróbicos:

• - Entre os procedimentos aeróbios existe uma diversidade de tecnologias disponíveis como lodos ativados, lagoas de aeração, leitos percolados, etc.

• - Processos anaeróbicos são fundamentalmente processos de digestão que podem ser aplicados a resíduos líquidos ou sólidos e geralmente incluem separação e utilização do gás produzido. A transformação da matéria orgânica em metano e CO2 é realizada em três etapas consecutivas nas quais diferentes grupos de bactérias intervêm na formação de ácido acético, propiônico, butírico, láctico, fórmico, CO2 e H2 para finalmente chegar ao metano e C02.

Os processos anaeróbicos são preferidos aos processos aeróbicos devido aos custos operacionais reduzidos. Nos anaeróbios há presença de compostos tóxicos (como o fenol), existem os recalcitrantes ou os xenobióticos, que são aqueles cuja biodegradabilidade é muito difícil. Nos procedimentos anaeróbios há menor produção de biomassa por unidade de redução de substrato, portanto o manejo e evacuação do excesso de lodo é menor, há menor necessidade de nutrientes (não matéria orgânica), é possível operar com cargas maiores e é produzido metano, que é um gás que pode ser utilizado como biocombustível. Num tratamento aeróbio, existem tempos de residência mais longos, não há emissão de maus odores, não são necessárias temperaturas mais elevadas (cerca de 35 °C), a clarificação é mais simples porque são manuseados maiores volumes de sedimentos, é mais fácil de controlar. Existem 3 fatores predominantes para avaliar o tratamento biológico de um efluente que contém compostos tóxicos ou recalcitrantes. Esses fatores são:

• - A natureza da conversão química necessária, por exemplo, os derivados aromáticos halogenados são facilmente atacados pelas comunidades anaeróbicas, enquanto no caso das comunidades aeróbias os compostos tendem a polimerizar primeiro e são mais facilmente atacados posteriormente.

• - Pela fisiologia dos microrganismos incluídos, a degradação anaeróbica é mais vulnerável do que a degradação paralela. Alguns compostos como amônia, sulfitos e sulfatos podem atuar como inibidores de bactérias metanogênicas. No ciclo do nitrogênio, o nitrogênio é gradualmente convertido em amônia e, se houver condições aeróbicas, é convertido em nitrito e depois em nitrato. Se houver excesso de nitrogênio, ocorre a eutrofização, o crescimento excessivo de algas e o líquido eventualmente apodrece. A amônia não ionizada é tóxica, portanto sua oxidação em nitritos e depois em nitratos é preferida, caso contrário a amônia ionizada é convertida em amônia não ionizada porque é uma reação reversível. Além disso, a quantidade de N deve ser controlada, caso contrário desenvolver-se-ão condições de eutrofização.

Tratamento terciário

Este tipo de tratamento é realizado após o tratamento secundário e é realizado para reaproveitamento do efluente.

• - Troca iônica: consiste na transferência dos íons que estão na solução para uma resina onde são mantidas maiores forças eletrostáticas. Os íons que faziam parte da resina passam a fazer parte da solução. É usado para recuperar metais preciosos, remover metais tóxicos e remover dureza. Como a desmineralização completa pode ser alcançada, o efluente resultante é combinado com a alimentação para gerar água que pode ser utilizada como alimentação da caldeira. Existe um grande número de substâncias naturais para troca como as zeólitas, mas as resinas sintéticas possuem maior remoção de íons. As resinas são insolúveis, mas conseguem aderir grupos ácidos e básicos através de reações químicas. A troca é reversível para que os íons retornem ao líquido para se separarem mais facilmente durante a limpeza. O número de íons determina a capacidade de troca e o tipo de íons determina a seletividade iônica e a eficiência do filtro. O material que compõe as resinas é o estireno ou divini-benzeno. Os trocadores de íons podem ser catiônicos ou aniônicos. Os trocadores de cátions separam os cátions na solução por hidrogênios (ciclo do hidrogênio) ou íons de sódio (ciclo do sódio). O trocador deve ser regenerado. Para remover os sólidos que carrega, a água passa por ele em contracorrente e, em seguida, a solução regeneradora passa por ele com corrente, que é salmoura para o ciclo do sódio e ácido sulfúrico para o ciclo do hidrogênio. A água é passada em contracorrente para remover o regenerante residual. As resinas trocadoras de cátions contêm sais de ácidos fracos ou fortes, mas geralmente contêm sais de ácidos fortes. Trocadores de ânions são usados ​​para remover ânions de soluções com íons hidroxila. Uma vez saturada a resina deve ser regenerada. Para isso, é limpo em contracorrente com água para retirar os sólidos que permaneceram na resina. Em seguida é colocada a solução regeneradora atual, que pode ser hidróxido de amônio ou hidróxido de sódio. É lavado com água em contracorrente para remover o regenerante residual. As resinas de troca aniônica contêm bases fracas ou fortes, mas geralmente contêm sais de bases fortes.

• - Adsorção: é a concentração do soluto em um sólido, quando o sólido entra em contato com a solução. A fase sólida é chamada de fase adsorvente e as moléculas de soluto que são adsorvidas são chamadas de adsorbato. As forças responsáveis ​​pela adsorção são as forças de Van Der Waals que atuam entre as moléculas do soluto e a superfície do sólido. É o resultado do desequilíbrio das forças superficiais. Nenhuma força atua dentro das moléculas porque as moléculas estão rodeadas por outras semelhantes. A capacidade de adsorção é proporcional à superfície de adsorção, portanto à medida que a área de contato aumenta, haverá mais interação. Carvões ativos na forma de grãos e pós são usados ​​como adsorventes para adsorver detergentes, partículas que causam mau odor e sabor, contaminantes orgânicos e cloro. São preparados a partir de matérias-primas como linhita, madeira, cascas de nozes através de procedimentos de desidratação e carbonização, seguidos de aplicação de vapor quente. Tem grande possibilidade de regeneração, 30 vezes ou mais. Para regenerar, o carbono é colocado a 930°C em uma atmosfera de ar e vapor. A regeneração remove a matéria orgânica aderida e o carbono retorna à sua capacidade original. As relações de equilíbrio entre o adsorvente e o adsorbato são descritas por isotermas de adsorção. Os modelos mais utilizados são BET, Langmuir e Freundlich. Os dados são obtidos em testes laboratoriais contínuos e é previsto o efeito do pH, temperatura e outros parâmetros no processo de adsorção. Diz-se que estão em equilíbrio quando a concentração do contaminante na solução está em equilíbrio dinâmico com a concentração do contaminante no sólido. A isoterma de Langmuir assume que as moléculas são adsorvidas formando uma camada monomolecular e a isoterma BET assume que as moléculas se ligam a camadas previamente adsorvidas e que cada camada é adsorvida seguindo o modelo de Langmuir. A operação de dessorção pode ser contínua ou descontínua. Na operação em lote, utiliza-se carvão em pó, que é misturado com água e depois decantado. Em operação contínua, é utilizada uma coluna preenchida com carbono granular através da qual o fluido percola. À medida que desce pela coluna, os contaminantes descem progressivamente. A remoção de contaminantes em colunas de carvão ativado é realizada por 3 mecanismos: 1) adsorção 2) fixação de partículas grandes 3) deposição de matéria coloidal. A sedimentação é por zonas, ou seja, forma-se uma camada de transição onde a concentração é máxima na parte inferior e mínima na parte superior. Esta é a zona ativa da coluna e o movimento progressivo pode ser conhecido por uma curva de ruptura. As ordenadas estão em mg/L de DQO e a duração do fluxo ou volumes totais do leito são colocados na abcissa. Normalmente as colunas são dispostas em série, quando o efluente atinge a concentração de ruptura especificada na primeira coluna, ele é introduzido na segunda para que não exceda a concentração de ruptura especificada enquanto a primeira coluna é regenerada. Está localizado no final do tratamento por ser um tratamento terciário. Os processos de adsorção não geram subprodutos indesejáveis ​​à água, o equipamento possui design compacto portanto ocupa pouco espaço e os custos de operação e manutenção não são muito elevados, flexibilidade diante de variações de vazão e concentração.

A desinfecção consiste na remoção de patógenos e algas através da adição de desinfetantes físicos ou químicos. Os físicos são altas temperaturas ou radiações como UV, os químicos são permanganato de potássio, clorogênios e ozônio. Entre os clorogênios estão as cloraminas, o hipoclorito de sódio, o hipoclorito de cálcio e o cloro gasoso. O hipoclorito de sódio e o cloro gasoso costumam ser utilizados por deixarem resíduo e pelo baixo custo. Deve ser dosado à água filtrada antes do consumo para que a demanda seja atendida e permaneça um resíduo de 2mg/L. A eficiência da desinfecção é medida pela presença de coliformes. Os coliformes podem ser fecais ou totais. Se não houver coliformes, o restante dos patógenos também não será encontrado. É aplicado em efluentes que já tiveram tratamento primário e secundário, em efluentes destinados ao consumo. A cloração também reduz a DBO porque oxida parte dos compostos orgânicos, oxidação de íons metálicos, oxidação dos compostos que geram odor e sabor na água, oxidação de cianetos a produtos inofensivos. É realizado em uma câmara de contato localizada ao final do tratamento.

15.000 L/h de efluente industrial cuja demanda de cloro é de 1 ppm devem ser desinfetados com solução de NaClO cuja concentração é de 8% m/V. Que dose de produto em ml/min é necessária para prolongar a desinfecção do líquido?

q(ml/min)=15000L/h.1mg/L.100/60.8.1000=3,125ml/min.

Dosagem

Desinfetante: hipoclorito de sódio

Dose necessária (D): 1 ppm (mg/L)

Caudal de água a tratar (Q): 10 m3/h

Concentração de ClO-(C): 8%p/V

Dose de trabalho para alcançar a desinfecção (q): Q.D.100/C.60=10.1.100/8.60=2,1 ml/min.

Tratamento de lamas

As lamas resultantes exclusivamente de processos de separação sólido-líquido (decantação, flotação) são conhecidas como lamas primárias e as provenientes de processos biológicos são designadas lamas secundárias. Os primários consistem em partículas sólidas, basicamente de natureza orgânica. Os secundários são fundamentalmente o excesso de biomassa produzida em processos biológicos. No caso do lodo primário, entre 30% e 50% da DBO do afluente é separada no clarificador primário como DBO insolúvel. Na planta de lodo ativado, cerca de 2/3 da DBO solúvel separada corresponde a compostos orgânicos oxidados para produzir energia de manutenção, mas o 1/3 restante corresponde a células microbianas encontradas no lodo em excesso nas purgas. Estas lamas não podem ser evacuadas sem tratamento prévio. As quantidades de compostos orgânicos e voláteis contidos são reduzidas submetendo o lodo à digestão, tanto por processos de digestão aeróbica quanto anaeróbica. O lodo resultante da digestão, com menor teor de matéria orgânica, é conhecido como lodo estabilizado. Os principais objetivos da estabilização são: (1) Redução ou eliminação de odores incômodos (2) Redução do volume de líquido ou peso de sólidos a serem tratados em operações sucessivas (3) Redução de microrganismos patogênicos. O teor de sólidos no lodo deve ser aumentado, para isso é realizado espessamento e desidratação. Na espessamento de 2 a 15% e na secagem de 15 a 50%. Para lamas difíceis de secar, são necessários pré-tratamentos especiais, incluindo coagulação química e tratamentos térmicos. A evacuação é então realizada de duas formas: despejo e aplicação no terreno ou incineração.

É um processo de aeração, por um período de tempo significativo, de uma mistura de lodo digestível de clarificação primária e lodo de tratamento biológico aeróbio, com diminuição de sólidos suspensos voláteis (SSV) e destruição de células porque as bactérias se espalham porque o substrato não é suficiente. O principal objetivo é reduzir o lodo e, para isso, transformar substâncias orgânicas em substâncias voláteis. Quando a quantidade de lodo a ser digerido é pequena, utiliza-se a digestão em lote, seguida de descarga intermitente do lodo digerido. A taxa de destruição celular diminui quando a proporção alimento/microrganismo (A/M) diminui. Consequentemente, quanto maior a proporção de lodo primário no processo, mais lenta será a digestão, uma vez que o lodo primário apresenta DBO relativamente alto (A alto) e SSV baixo (M baixo), significando valores elevados da relação A/M. A curva da DBO residual torna-se quase plana à medida que o MLVSS atinge o seu máximo. Tendo em conta que a digestão aeróbica do lodo ocorre na fase de respiração endógena, praticamente não há diminuição da DBO solúvel. O objectivo principal é a redução das lamas a evacuar, em vez da redução da DBO solúvel. No caso da digestão aeróbica, os tempos de residência são mais curtos do que nos processos anaeróbios, o que significa menores investimentos em capacidade ou volume do digestor. Por outro lado, contudo, os custos de energia para a aeração são geralmente significativos. Isto significa que os digestores aeróbicos são usados ​​em unidades pequenas.

Controle de qualidade

O controle de qualidade pode ser interno ou externo (também chamado de avaliação de qualidade). Um bom programa de controle de qualidade interno é composto por pelo menos 7 elementos: certificação de competência do operador, recuperação de adições conhecidas, análise de padrões fornecidos internamente, análise de brancos de reagentes, análise de duplicatas, calibração por padrões e análise de gráficos de controle.

A avaliação da qualidade consiste na utilização de medidas de controle interno e externo com o intuito de avaliar os dados obtidos em laboratório. Inclui seções como amostras de avaliação de desempenho, amostras de comparação entre laboratórios e verificações de desempenho de forma análoga ao controle interno de qualidade.

Devo atender aos padrões de qualidade, quanto mais etapas eu controlo, a qualidade aumenta, mas o custo aumenta. Quando há resíduos ou subprodutos, não há necessidade de controlar a qualidade, a menos que haja algum que possa ser aproveitado.

Um produto ou serviço é a percepção que o cliente tem dele; é a capacidade de um produto ou serviço satisfazer necessidades, um conjunto de características inerentes que lhe conferem a capacidade de satisfazer necessidades implícitas e explícitas. Embora a qualidade não possa ser facilmente definida, sabe-se o que é. Significa manter um padrão mais elevado, em vez de ficar satisfeito com um padrão medíocre. Também poderia ser definida como uma qualidade inata, uma característica absoluta e universalmente reconhecida.

Qualidade tem muitas definições que dependem do ponto de vista que se considera. Uma definição na perspectiva do laboratório químico é a da ISO 9000: “qualidade é o grau em que um conjunto de características inerentes atende aos requisitos”.

Do ponto de vista do produto: é a capacidade de diferenciar qualitativa e quantitativamente em relação a algum atributo exigido. Quantidade de um atributo não quantificável monetariamente que cada unidade possui.

Na perspectiva do utilizador: a qualidade caracteriza-se de acordo com determinados parâmetros, a qualidade de resposta a uma necessidade, a qualidade de adaptação ao uso, a qualidade de resposta às preferências do cliente.

Do ponto de vista da produção: qualidade é o grau em que um produto (ou serviço) atende às especificações do projeto. Está em conformidade com as especificações.

Numa perspetiva de valor: qualidade significa superar as expectativas do cliente em termos de condições de utilização e a um preço adequado. Grau em que as características inerentes de um produto satisfazem as necessidades.

Os fatores relacionados à qualidade possuem uma dimensão técnica que engloba os aspectos científicos e técnicos que afetam o produto ou serviço, uma dimensão humana que busca manter o bom relacionamento entre clientes e empresas, e uma dimensão econômica que tenta minimizar custos tanto para os clientes quanto para a empresa. Outros fatores relacionados à qualidade são: quantidade justa e desejada de produto a ser fabricado e oferecido, preço exato de acordo com a oferta e demanda, rapidez na distribuição do produto ou no atendimento ao cliente.

Determinações em laboratório

As propriedades gerais mensuráveis ​​antes do processamento da amostra são pH e condutividade.

O pH é o logaritmo da atividade do íon hidrogênio. Indica a uma determinada temperatura se uma substância é ácida ou básica. No método potenciométrico, um eletrodo é usado para determinar o pH. Para medir, o eletrodo é imerso, apoiado em seu suporte se disponível, na solução onde se deseja medir o pH. Agite suavemente para homogeneizar a amostra e evitar a entrada de dióxido de carbono. Não é afetado por oxidantes, redutores, turbidez, cor. Revestimentos de material gorduroso ou partículas podem interferir na resposta do eletrodo. Para limpá-lo, esfregue suavemente o eletrodo com papel ou detergentes e depois enxágue várias vezes com água destilada. Além disso, pode ser enxaguado com soluções de ácido clorídrico 0,1 N e hidróxido de sódio 0,1 N e depois armazenado em solução tampão pH 7 durante a noite. É lavado várias vezes antes e depois do uso. Tenha cuidado para não apoiar o eletrodo no fundo ou nas paredes. Após o uso, é armazenado em solução para que seu funcionamento seja sempre ideal. O pH é afetado pela temperatura por meio de efeitos mecânicos e químicos. Deve ser medido in situ.

É diretamente proporcional à temperatura. É medido pelo método potenciométrico usando um eletrodo. O medidor de condutividade é calibrado com soluções de KCl de condutividade conhecida. Não é afetado pela cor, turbidez, oxidante, redutor. Você tem que lavá-lo várias vezes antes e depois do uso. Para medições, o eletrodo é imerso na solução. A amostra é homogeneizada por agitação durante a medição. Durante a medição não deve tocar nas paredes ou no fundo. Os resultados são afetados por material gorduroso e partículas aderidas ao eletrodo. Para limpar o eletrodo, esfregue suavemente o eletrodo com papel ou aplique uma solução detergente, seguido de enxágue com água destilada. Deve ser medido in situ.

• - Utilize luvas, óculos, macacões, máscaras faciais, calças compridas, sapatos fechados para evitar o contato dos ácidos ou da amostra com a pele, olhos e boca.

• - Não corra em laboratório.

• - Não distraia os outros.

• - Cada grupo será responsável pela sua área de trabalho e material.

• - Não deixe ferramentas no chão.

• - Saber onde estão localizados e como utilizar elementos de proteção química (antissépticos, álcool, iodo), extintores de incêndio, kit de primeiros socorros, chuveiros de emergência, saídas de emergência.

• - Ao trabalhar com produtos tóxicos, trabalhe sob um capuz.

• - Mantenha os reagentes em locais seguros tendo em conta a sua compatibilidade para armazená-los com outros.

• - Conhecer as frases R e S dos reagentes. As frases R são advertências ou riscos e as frases S são recomendações ou conselhos de trabalho.

• - Não é permitido comer, beber e fumar dentro do laboratório.

Análise de parâmetros

Da análise de um efluente de um estabelecimento fabril foram obtidos os seguintes resultados:

Oxigênio consumido = 950 mg/L.

Resíduo total a 105 °C = 1720 mg/L.

Resíduo total a 600 °C = 210 mg/L.

Sólidos sedimentáveis ​​totais = 560 mg/L.

Com esses dados, quais você considera que seriam os principais efeitos poluentes caso esse efluente fosse lançado em um córrego sem ser previamente tratado?

Os parâmetros mostram que existe uma grande quantidade de matéria orgânica e se for descartado sem tratamento, o oxigênio dissolvido diminuirá porque será consumido pela matéria orgânica e comprometerá a fauna e flora aquática. A matéria suspensa afeta a vida aquática porque não permite que a luz solar passe através dela. Além disso, afeta a aparência do corpo receptor, causando um impacto socioeconômico negativo.

Indique os três principais contaminantes nas águas residuais de um refrigerador e indique quais parâmetros você usaria para medir cada um deles.

Um efluente de um refrigerador contém sólidos, gorduras e óleos, detergentes e matéria orgânica. A matéria orgânica seria medida com o oxigênio consumido, os sólidos com resíduos totais por evaporação, os detergentes com fosfatos ou o método do azul de o-toluidina proporciona uma medição mais direta, as gorduras e os óleos com substâncias solúveis a frio em éter etílico.

Os seguintes parâmetros são determinados para uma indústria têxtil: pH=10,2, T=60 °C, sólidos sedimentáveis ​​às 2 horas=0,8 ml/L. Que tratamentos aplicaria ao efluente para que estes parâmetros cumpram o que está expresso na regulamentação?

Primeiramente é feita a sedimentação para eliminar a matéria sedimentável (sólidos sedimentados não são permitidos após 2 horas), depois é introduzida em uma câmara de contato onde é neutralizada com ácido sulfúrico ou clorídrico (o pH permitido está entre 5,5 e 10). É introduzido em uma torre de resfriamento para que a temperatura de trabalho no reator biológico seja correta. Além disso, a temperatura de tombamento regulada é inferior a 40°C. Finalmente, é introduzido num reator biológico para degradar a matéria orgânica não sedimentável. Uma opção mais econômica é deixar a carga esfriar em uma câmara ambiente até a temperatura desejada, com a desvantagem de que isso levaria mais tempo.

Quais são os principais componentes do fluido de esgoto? Que tratamento você propõe para eliminá-los?

A maioria dos componentes são sólidos que sedimentam após 10 minutos, gorduras e óleos e matéria orgânica. Para separar as gorduras e óleos, uma parte dos sólidos sedimentáveis ​​usaria uma caixa de gordura, em seguida é colocada uma caixa de areia para separar o restante dos sólidos sedimentáveis ​​​​após 10 minutos, em seguida é colocado um decantador onde são removidos os sólidos sedimentáveis ​​​​que não ficaram retidos na caixa de areia, de natureza orgânica e menos pesada e por fim é colocado um tratamento de lodo ativado onde são separados o restante da matéria orgânica, o restante dos sólidos em suspensão e a coloração.