FUNCEFET MARACANÃ – TURMA DE SÁBADO - 2009

CURSO TÉCNICO EM SEGURANÇA DO TRABALHO

ORIGEM E TRATAMENTO DE ÁGUA E ESGOTO

No passado os homens eram nômades, andavam beirando o curso dos rios que forneciam água e comida; quando abandonavam o local deixavam lixo e sujeira e a natureza os degenerava.

Com o passar do tempo o homem de fixou em um determinado lugar, foi domesticando animais e as técnicas de agricultura foram se aprimorando. Começou a manufatura, a urbanização e a industrialização. Junto com os benefícios teve início o acúmulo do lixo produzido e as conseqüências ambientais. A taxa de lixo gerada era maior do que o tempo que a natureza levava para degenerá-lo e esse acúmulo fez com que proliferassem os microorganismos, os insetos e as doenças se disseminassem.

Grande questão era: o que fazer com o lixo produzido? A solução mais intuitiva era jogá-lo no rio, pois a correnteza o levaria para longe e não haveria mais problema; assim, iniciou-se a contaminação das águas.

A primeira estação de tratamento de água (ETA) foi construída em Londres, em 1829, e tinha a função de “coar” a água do rio Tamisa em filtros de areia.

A idéia de tratar o esgoto antes de lançá-lo no meio ambiente só foi testada pela primeira vez em 1874, na Inglaterra.

Cientistas do século XIX concentraram seus esforços para combater as causas das diferentes doenças surgidas devido à falta de saneamento básico, o que impulsionou o desenvolvimento da microbiologia. A idéia inicial era que as doenças vinham do ar, pois o volume de ar respirado por dia era muito superior ao volume de água ingerida. Com a descoberta de que as doenças letais da época, como a cólera e a febre tifóide, eram transmitidas pela água, técnicas de filtração e cloração foram estudadas e empregadas.

No Rio de Janeiro, em vista das péssimas condições sanitárias da população, surgiu a idéia de construir uma rede de esgotos e, em 1857, foi assinado pelo Imperador D. Pedro II o contrato básico de esgotamento sanitário da cidade, com validade de 90 anos, mediante o qual era concedido o privilégio de construir e administrar a rede pública de esgotos sanitários e executar as instalações de esgotos dos prédios, dentro dos limites da área central.

O contrato admitiu a constituição de uma empresa fora do país, com capitais estrangeiros (ingleses), para realizar as obras de implantação do sistema de esgotamento sanitário. Coube a um inglês, Eduardo Gotto, membro do Instituto de Engenheiros Civis de Londres, elaborar o projeto do sistema contratado, bem como desenvolver intensa atividade para organizar e constituir uma empresa de capital inglês, a The Rio de Janeiro City Improvements Company Limited, conhecida depois como City.

Atualmente, não há dúvida de que o esgoto, industrial e doméstico, precisa ser tratado antes do lançamento em mananciais para, assim, minimizar seu impacto no meio

ambiente; esse tratamento é feito em Estações de Tratamento de Esgoto (ETE). Apesar disso, boa parte da população não tem saneamento básico e do esgoto coletado, menos de 20% é tratado antes de ser lançado nos rios e mananciais.

LEGISLAÇÃO

Segundo a Constituição Federal, “a água é um bem da União ou dos Estados e o seu aproveitamento econômico e social deve buscar a redução de desigualdades”.

A partir da Constituição, elaborou-se a Política Nacional de Recursos Hídricos – Lei 9.433, de 1977 – que define:

DOS FUNDAMENTOS

Art. 1º A Política Nacional de Recursos Hídricos baseia-se nos seguintes fundamentos:I - a água é um bem de domínio público;II - a água é um recurso natural limitado, dotado de valor econômico;III - em situações de escassez, o uso prioritário dos recursos hídricos é o consumo humano e a dessedentação de animais;IX - a gestão dos recursos hídricos deve sempre proporcionar o uso múltiplo das águas;IV - a bacia hidrográfica e a unidade territorial para implementação da Política Nacional de Recursos Hídricos e atuação do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos;VI - a gestão dos recursos hídricos deve ser descentralizada e contar com a participação do Poder Público, dos usuários e das comunidades.

DOS OBJETIVOS

Art. 2º São objetivos da Política Nacional de Recursos Hídricos:I - assegurar à atual e às futuras gerações a necessária disponibilidade de água, em padrões de qualidade adequados aos respectivos usos;II - a utilização racional e integrada dos recursos hídricos, incluindo o transporte aquaviário, com vistas ao desenvolvimento sustentável;III - a prevenção e a defesa contra eventos hidrológicos críticos de origem natural ou decorrentes do uso inadequado dos recursos naturais.

ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA – ETA

As estações de Tratamento de Água – ETA – não se restringem à potabilidade da água, mas, também como complemento de sistemas de recirculação, torre de resfriamento, usos industriais e reuso de efluentes sanitários e/ou industriais pré-tratados.

O tratamento da água é imprescindível, já que a escassez dos recursos hídricos renováveis e o aquecimento global são cada vez mais visíveis.

O tratamento de água é um conjunto de procedimentos físicos e químicos aplicados na água para que fique adequada para consumo, isto é, seja potável. Esses procedimentos descontaminam a água e evitam doenças.

A água captada em rios e/ou represas vem com folhas, lodos, bactérias e várias outras impurezas; nas ETA’s são usados filtros e produtos químicos, processo que dura, em média, 3 horas para que a água chegue limpa e sem cheiro às torneiras.

Como se projeta uma ETA?

São necessárias várias informações como: população a ser abastecida, taxa de crescimento da cidade e necessidades industriais.

Numa estação tradicional, o sistema de abastecimento possui as seguintes unidades: captação, adução, ETA, reservação, redes de distribuição e ligações domiciliares.

Formas de captação da água

É uma parte importante no processo de construção de uma rede de abastecimento e devem-se analisar os seguintes pontos: vazão da fonte, sua localização, topografia da região e possíveis focos de contaminação, entre outros.

A captação pode ser feita de forma superficial ou subterrânea, a saber:

Superficial – feita em rios, lagos e represas, por gravidade ou bombeamento. Nesse último, é necessária uma casa de máquinas junto à captação, onde existem conjuntos de moto bombas que sugam a água do manancial e a enviam para a ETA.

Subterrânea – feita em poços artesianos, com 50 a 100 metros de profundidade. Essa água é captada nos lençóis subterrâneos por moto bombas instaladas perto do lençol de água e enviada à superfície por tubulações e sua água é quase totalmente livre de vírus, bactérias e turbidez.

Como tratar a água captada em superfície

Ela precisa passar por oito processos de tratamento, antes de seguir para a rede de abastecimento. São eles: oxidação, coagulação, floculação, decantação, filtração, desinfecção, correção de pH e fluoretação.

Oxidação – processo para oxidar os metais presentes na água, principalmente o ferro e o manganês e consiste em injetar cloro, para tornar os metais insolúveis na água e facilitar sua remoção em outras etapas.

Coagulação – fase em que é adicionado sulfato de alumínio ou cloreto férrico, que são coagulantes; assim, a sujeira se aglomera, formando flocos e facilitando sua retirada.

Floculação – nesta etapa, com a água já coagulada, os flocos se misturam e ganham peso, volume e consistência, que irá favorecer sua remoção posteriormente.

Decantação – os flocos formados na etapa anterior separam-se da água e sedimentam-se no fundo dos tanques.

Desinfecção – a água já está limpa, mas ainda recebe uma dose de cloro para eliminar os germes nocivos à saúde e, assim, garantir a qualidade da água nas redes de distribuição e me reservatórios.

Correção de pH – a água recebe uma dose de cal para que o pH seja corrigido e as canalizações das redes e casas fiquem protegidas contra corrosão e incrustação.

Fluoretação – é a última etapa do processo de tratamento. Uma dose de flúor é acrescentada à água para reduzir a incidência de cárie, seguindo determinação da Portaria 518, de 25 de março de 2004.

Como tratar a água captada subterraneamente

Na maior parte das vezes, a água captada em poços profundos é livre de turbidez, vírus e bactérias e, assim, várias fases existentes no tratamento de águas superficiais, aqui não são necessárias.

As únicas fases essenciais são a desinfecção com cloro e a fluoretação.

Como tratar a água industrial

O conhecimento da vazão e a composição do efluente industrial possibilitam determinar a quantidade de poluição e a contaminação e, a partir daí, definir o tipo de tratamento, avaliar e evitar possíveis danos ambientais, demandas legais e prejuízos à indústria.

Floculação mecanizada – fase do tratamento na qual se formam os “flocos”, agregados de partículas em suspensão, a serem eliminados por posterior decantação ou flotação. Essa agregação de partículas é obtida com o auxílio de produtos químicos adicionados na “mistura rápida”.

Decantação/flotação – a água “com flocos” passa pelo decantador ou flotador objetivando a eliminação dos flocos, por decantação ou flotação.

Filtração – a água, quase isenta de flocos, passa pelos filtros que eliminam flocos remanescentes e partículas em suspensão (não floculadas). Os filtros podem ser de operação manual, semi-automáticos ou totalmente automáticos.

Dosagem de produtos químicos e desinfecção – são necessários para promover a floculação. A desinfecção é empregada em processos industriais que requerem água isenta de contaminação patogênica. Nesse caso são empregados agentes oxidantes como cloro e derivados, água oxigenada, ozônio, ultravioleta.

Ultra filtração – sistema de remoção de sólidos suspensos da água, por meio de membranas permeáveis. A água é forçada (por pressão) a passar pelas membranas, retendo na superfície os sólidos suspensos, inclusive as bactérias, que são removidos por retro lavagem com ar e água. O grau de remoção de sólidos suspensos é muito superior ao dos filtros de leito granulares (areia ou antracito).

Abrandamento, desmineralização e polimento de condensado – para a remoção de sais dissolvidos e sílica existente na água, geralmente é usada a troca iônica e/ou a osmose reversa. Abrandamento e desmineralização são processos de redução da salinidade da água por troca iônica, a qual se processa através de “resinas de troca iônica”; para tanto, o sal e/ou sílica contidos na água devem ser “ionizáveis”; os compostos orgânicos não ionizáveis não são removidos.

Compõem o sistema de troca iônica:

pré-tratamento – necessário em função da qualidade da água afluente aos trocadores iônicos. Normalmente usa-se filtração em leito de areia e/ou de carvão ativado. Outros meios filtrantes podem ser utilizados – antracito, granada, etc.

abrandamento – usado para remoção dos sais catiônicos, de cálcio e magnésio determinantes da “dureza” da água. A água “dura” passa por leito de resina catiônica e esta é reativada com solução de cloreto de sódio.

desmineralização – redução dos sais dissolvidos; são utilizadas resinas de troca iônica específicas para cátions e anions. A reativação das resinas obtém-se por regeneração de sua capacidade de troca com soluções básicas (soda cáustica) e soluções ácidas (ácidos sulfúrico ou clorídrico).

polimento de condensado – condensados de vapor, contaminados por óleos e graxas, óxidos metálicos (ferro ou cobre) ou sais dissolvidos, passam por filtros de pré-capa e intercambiadores iônicos com o objetivo de purificá-los, recuperá-los e, assim, retorná-los para a caldeira como água desmineralizada.

Osmose reversa – sistema desmineralizador baseado no conceito de membranas permeáveis: a água é forçada, por pressão, a passar pelas

membranas, diminuindo a concentração de sais, produzindo uma corrente de água permeada (dessalinizada) e outra rica em sais (rejeito). Esse processo produz água para caldeiras ou processos industriais.

Estação de tratamento de água pressurizada

Sua principal finalidade é tratar as águas com características físico-químicas constantes oriundas de poços, lagos e represas. Nessa estação, as etapas são: unidade elevatória, adição de floculação e coagulante, pré-desinfecção, mistura rápida, floculação, decantação, filtração, correção de pH e cloração final.

Estação de tratamento de água aberta

Sua função principal é tratar a água com variações constantes em suas características físico-químicas e projetadas para potabilizar ou industrializar as águas vindas de córregos, rios e similares e que apresentam mudanças rápidas e significativas devido às variações climáticas.

Reservação

A água é armazenada em reservatórios com a finalidade de: manter o abastecimento regular em casos de necessidade de manutenção em alguma unidade do sistema e para atender às demandas extraordinárias, como em períodos de maior calor.

Redes de distribuição

Até chegar às residências, a água passa por vários canos subterrâneos. Para essa rede funcionar perfeitamente, é necessário haver pressão suficiente; nos pontos onde essa pressão não é suficiente, instalam-se bombas para bombear a água para os locais mais altos e nos pontos onde a pressão é elevada, instalam-se válvulas redutoras.

Ligações domiciliares

São instalações que unem a rede de distribuição à rede interna de cada residência, loja ou indústria. Para controlar, medir e registrar a quantidade de água consumida em cada imóvel instala-se um hidrômetro junto à ligação das redes externa e interna.

ESQUEMA DE TRATAMENTO DA ÁGUA

ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA INDUSTRIAL

ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

Definição: efluentes são produtos líquidos ou gasosos produzidos por indústrias ou resultante dos esgotos domésticos urbanos, que são lançados no meio ambiente. Os efluentes líquidos são divididos em sanitários ou domésticos e industriais.

De acordo com a NBR 9800/1987, efluente líquido industrial é o despejo líquido proveniente do estabelecimento industrial, compreendendo emanações de processo industrial, águas de refrigeração poluídas, águas pluviais poluídas e esgoto doméstico.

O lançamento de efluentes na água pode ser efetuado por um emissário submarino ou sub-fluvial. Seu funcionamento é bastante simples e eficiente no tratamento dos esgotos e, normalmente, é precedido por um interceptor de esgotos e um emissário terrestre.

A diversidade de atividades industriais durante o processo produtivo gera efluentes que podem poluir e contaminar o solo e a água.

As diferentes composições físicas, químicas e biológicas, as variações de volumes gerados em relação ao tempo de duração do processo produtivo, a potencialidade de toxicidade e os diversos pontos de geração na mesma unidade de processamento, recomendam que os efluentes sejam caracterizados, quantificados e tratados e/ou acondicionados adequadamente antes da disposição final no meio ambiente.

Conhecer a vazão e a composição do efluente industrial possibilita determinar a carga de poluição/contaminação, o que é fundamental para definir o tipo de tratamento, avaliar o enquadramento na legislação ambiental e estimar a capacidade de autodepuração do corpo receptor e, assim, quantificar e caracterizar os efluentes a fim de evitar danos ao meio ambiente, demandas legais e prejuízos à imagem da indústria.

Evitar a poluição significa reduzir e/ou eliminar as cargas de poluentes na própria fonte geradora; esse cuidado inclui modificar os equipamentos, processos ou procedimentos, reformular ou replanejar produtos e substituir matérias-primas e substâncias tóxicas que resultem em melhoria da qualidade ambiental.

Independente da solução adotada para o lançamento de resíduos industriais sejam eles provenientes do processo produtivo ou da limpeza das instalações, é de fundamental importância que exista um sistema para tratamento ou condicionamento desses materiais residuais.

PROCESSOS DE TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

O tratamento de efluentes tem como objetivo reduzir a emissão de substâncias poluentes na atmosfera, solo e água. Essas emissões são decorrentes, principalmente, de processos industriais, esgoto doméstico, veículos automotores e atividades agrícolas.

A partir das propriedades dos contaminantes é que vai ser estabelecido o processo de tratamento a ser utilizado. Existem quatro graus de tratamento:

Pré-tratamento – visa retirar da água os sólidos grosseiros ou separar quantidades excessivas de líquido orgânico, como óleo e graxa.

Tratamento primário – remove poluentes inorgânicos, metais pesados e outros, através de vários processos como a sedimentação, floculação ou decantação; seu objetivo é obter um efluente clarificado.

Tratamento secundário – quando se trata de águas residuais de origem doméstica, temos o lodo ativado, que é resultante de um processo de tratamento de esgoto destinado á destruição de poluentes orgânicos biodegradáveis presentes em águas residuais, efluentes e esgoto.

Esse processo se baseia na oxidação da matéria orgânica, por bactérias aeróbicas, controlada pelo excesso de oxigênio em tanques de aeração e, depois, direcionado aos decantadores.

Tratamento terciário – antes do final do processo é necessário, no corpo receptor, proceder à desinfecção das águas residuais tratadas para a redução dos organismos patogênicos.

As águas residuais podem conter altos níveis de nutrientes, como fósforo e nitrogênio e o acúmulo desses leva ao fenômeno chamado de eutrofização, que encoraja o crescimento excessivo de algas; a decomposição das algas por bactérias remove o oxigênio da água, causando a morte dos peixes.

Os processos de tratamento utilizados são classificados de acordo com princípios físicos, químicos e biológicos:

Processos físicos – dependem das propriedades físicas do contaminante, tais como: tamanho da partícula, peso específico e viscosidade, entre outros. Nesse processo inclui-se o gradeamento, sedimentação, filtração, flotação e regularização/equalização.

Processos químicos: dependem das propriedades químicas dos contaminantes o das propriedades químicas dos reagentes incorporados. Exemplos: coagulação, precipitação, troca iônica, oxidação, neutralização, osmose reversa, ultra filtração.

Processos biológicos – usam reações bioquímicas para a eliminação dos contaminantes solúveis ou coloidais, podendo ser anaeróbicos ou aeróbicos.

São eles: lodos ativados, lagoas aeradas, biodiscos, filtros percolados, valas de oxidação, reatores seqüenciais descontínuos.

Processo físico-químico – tem maiores custos devido à necessidade de aquisição, transporte, armazenamento e aplicação dos produtos químicos; no entanto, é a opção mais indicada, já que as industriais geram resíduos líquidos tóxicos, inorgânicos ou orgânicos não biodegradáveis.

A figura abaixo representa uma Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) de processo físico-químico

A tabela abaixo lista as operações usualmente empregadas para os diferentes tipos de contaminantes existentes nos efluentes industriais.

Impacto Ambiental

Na implantação e operação de indústrias, é importante considerar que a utilização das potencialidades vindas dos recursos hídricos (energia, transporte, matéria-prima etc.) é um benefício inquestionável e único, mas precisa ser acompanhada do uso racional da água, sendo fundamental a redução e o controle do lançamento de efluentes industriais no meio ambiente, como uma das formas de cooperação e participação no desenvolvimento sustentável. Cabe ao setor industrial a responsabilidade de minimizar ou evitar que o processo produtivo acarrete em impactos ambientais.

O lançamento indevido de efluentes industriais de diferentes fontes ocasiona modificações nas características do solo e da água, podendo poluir ou contaminar o meio ambiente. A poluição ocorre quando esses efluentes modificam o aspecto estético, a composição ou a forma do meio físico, enquanto o meio é considerado contaminado quando existir a mínima ameaça à saúde de homens, plantas e animais.

MATÉRIA : PROTEÇÃO AMBIENTAL

PROF. GUSTAVO CIDADE

CURSO: TÉCNICO EM SEGURANÇA DO TRABALHO

FUNCEFET MARACANÃ – TURMA DE SÁBADO

ALUNOS :