trabalho de quimica rede esgoto
Autor: Luis Fernando Dos Santos Egidio Tecnico Em Meio Ambiente e segurança do trabalho e perícia assistente | Publicado: 2012-03-08T15:26:00-03:00

1-Historia do sistema de esgoto.Sítios escavados em Mohenjo-Daro, no vale da Índia, e em Harappa, no Punjab, indicam a existência de ruas alinhadas, pavimentadas e drenadas com esgotos canalizados em galerias subterâneas de tijolos argamassados a, pelo menos 50 centímetros abaixo do nível da rua. Nas residências constatou-se a existência de banheiros com esgotos canalizados em manilhas cerâmicas rejuntadas com gesso. Isto a mais de 3000 a. C. No Egito, no médio Império (2100-1700 a. C.), em Kahum, uma cidade arquitetonicamente planejada, construíram-se nas partes centrais, galerias em pedras de mármore para drenagem urbana de águas superficiais, assim como em Tel-el-Amarma, onde até algumas moradias mais modestas dispunham de banheiros. Em Tróia regulamentava-se o destino dos dejetos, sendo que a cidade contava com um desenvolvido sistemas de esgotos. e Knossos, em Creta, a mais de 1000 a. C., contava com excelentes instalações hidro-sanirtárias, notadamente nos palácios e edifícios reais. Na América do Sul os incas e vizinhos de língua quíchua, desenvolveram adiantados conhecimentos em engenharia sanitária como atestam ruínas de sistemas de esgoto e drenagem de áreas encharcadas, em suas cidades. Historicamente é observado que as civilizações primitivas não se destacaram por práticas higiênicas individuais por razões absolutamente sanitárias e sim, muito freqüentemente, por religiosidade, de modo a se apresentarem limpos e puros aos olhos dos deuses de modo a não serem castigados com doenças. Os primeiros indícios de tratamento científico do assunto, ou seja, de que as doenças não eram exclusivamente castigos divinos, começaram a aparecer na Grécia, por volta dos anos 500 a. C., particularmente a partir do trabalho de Empédocles de Agrigenco (1), que construiu obras de drenagem das águas estagnadas de dois rios, em Selenute, na Sicília, visando combater uma epidemia de malária. 2-Historia do Esgoto no BrasilA história do saneamento tem início no Período Colonial, quando a economia estava condicionada à exploração intensiva de recursos naturais e às monoculturas, principalmente o pau-brasil, o açúcar, o ouro, a borracha e o café. Mais tarde, com a chegada da família real em 1808, a população duplicou rapidamente, chegando a 100.000 habitantes em 1822, fazendo com que as demandas por abastecimento d’água e eliminação de dejetos aumentassem.Com o fim do Império e início da República os serviços de utilidade pública foram subordinados ao capital estrangeiro. Nesta época, o Rio de Janeiro foi a quinta cidade no mundo a adotar um sistema de coleta de esgoto. Apesar disso, as redes de esgoto sanitário cobriam apenas as áreas urbanas e atendiam uma parcela mínima da população. Esta situação se prolongou até as primeiras décadas do século XX.Foi na década de 70 que acontece no Brasil a criação do Plano Nacional de Saneamento (PLANASA) e é também neste período que surgem as Companhias Estaduais de Saneamento (as CESB’s) que passaram a prestar serviço aos municípios. O PLANASA é considerado a política mais incisiva aplicada no país e até hoje define o modelo institucional dominante no setor3- Como surge o esgotoToda vez que você aperta a descarga ou lava alguma coisa na pia, você produz esgoto . O esgoto e facilmente reconhecido e não pode jogar diretamente ao solo pois possui algumas regras:1. Tem mau cheiro: se jogá-lo diretamente no ambiente, rapidamente surgirá o mau cheiro; 2. Contém bactérias nocivas: o lixo humano contém naturalmente bactérias de coliformes (por exemplo, E. coli) e outras bactérias que podem causar doenças. Uma vez que a água é infectada por essas bactérias, ela se torna um risco à saúde; 3. Ela contém sólidos suspensos e produtos químicos que afetam o ambiente, por exemplo: • O esgoto contém nitrogênio e fósforo que, sendo fertilizantes, favorecem o crescimento de algas; o crescimento excessivo das algas pode impedir a penetração da luz do sol e sujar a água; • O esgoto contém material orgânico que as bactérias no ambiente começarão a decompor; fazendo isso, essas bactérias consumirão oxigênio da água e a falta de oxigênio mata os peixes; • os sólidos suspensos no esgoto tornam a água escura e podem afetar a capacidade de respiração e visão de muitos peixes;O crescimento das algas, a redução do oxigênio e a escuridão destroem a capacidade de um rio ou lago de manter a subsistência de animais selvagens, e todos os peixes, rãs e outras formas de vida morrem rapidamente. Ninguém quer morar em um lugar que tem mau cheiro, bactérias fatais e que não suporta vida aquática. É por esse motivo que as comunidades constroem estações de tratamento de esgoto e impõem leis contra a liberação de esgoto bruto no ambiente.A reunião dos despejos provenientes do uso da água para fins higiênicos é que se denomina de esgoto doméstico. Fisicamente o esgoto contém em torno de 9% de água, uma certa quantidade de partículas sólidas em suspensão e ar dissolvido. Normalmente os esgotos têm certa alcalinidade devido ao uso de sabão e detergentes. Sua coloração se altera de cinza para escuro à medida que ocorre a fermentação aeróbica, com a redução do oxigênio dissolvido e exalação de mau cheiro devido à formação de gases. Os esgotos domésticos contêm enorme quantidade de bactérias. Algumas são patogênicas, causando doenças. Outras não são patogênicas, portanto não causam doenças. As bactérias coliformes não são patogênicas, são portanto inofensivas, mas a sua  presença indica que há contaminação por fezes e, portanto, há a possibilidade da presença de microrganismos patogênicos que podem causar enfermidades como: cólera, hepatite infecciosa, tuberculose, tifo, poliomielite e diversas gastroenterites. No esgoto há ainda bactérias que propiciam a transformação do esgoto. Elas são dos tipos: a. Bactérias Aeróbicas: Elas retiram o oxigênio contido no ar, seja diretamente da atmosfera, seja do ar dissolvido na água. Elas se alimentam das matérias orgânicas, formando produtos estáveis. Essa ação bacteriana é chamada de oxidação ou decomposição aeróbica. b. Bactérias Anaeróbicas: Elas não consomem oxigênio do ar. Elas retiram o oxigênio dos compostos orgânicos ou inorgânicos, os quais perdem, portanto, o oxigênio de suas moléculas. Essa ação bacteriana é chamada putrefação ou decomposição anaeróbica. c. Bactérias Facultativas: Podem viver tanto em meios dos quais possam retirar o oxigênio, como retirar oxigênio de substâncias que o contém. Sem oxigênio não há condições para a estabilização da matéria orgânica existente no esgoto. Essa avidez de oxigênio, para atender ao metabolismo das bactérias, e a transformação da matéria orgânica chama-se Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO). A DBO é, assim, um índice de concentração de matéria orgânica presente num volume de água e, por consequência, um indicativo dos seus efeitos na poluição. Portanto, quanto maior a poluição por esgoto, maior a quantidade de matéria orgânica presente e maior será a demanda de oxigênio para estabilizar essa matéria orgânica. À medida que ocorre a estabilização da matéria orgânica, diminui evidentemente a DBO. Sua determinação se realiza medindo-se a quantidade de oxigênio consumida em uma amostra do líquido a 20° C, durante cinco dias, que simbolicamente se representa por DBO 5,20°C. Então: DBO 5,20°C = 320mg/litro ou 320 ppm (partes por milhão) significa dizer que os esgotos considerados na temperatura de 20° C retiram 320 mg de oxigênio por litro. Nos esgotos domésticos, a DBO 5 varia de 100 a 300 mg/litro e, quando o tratamento é eficiente, a redução pode situar a DBO5 entre 20 e 30 mg/litro. O grau de tratamento, ou eficiência de tratamento, é a relação, expressa em percentagem, entre a redução dos valores dos parâmetros característicos de esgoto, tais como a matéria em suspensão (MS) e a demanda bioquímica de oxigênio (DBO) após o tratamento, e os valores dessas mesmas grandezas para o esgoto bruto, isto é, não tratado. Quando não se têm meios de realizar a determinação direta da DBO, admite-se para essa grandeza o valor de 54g/hab/dia na elaboração do projeto de uma estação de tratamento de esgotos. 4-COMPONENETES DO ESGOTOS São os orgânicos e inorgânicos .a. Organicos: proteínas,açucares,óleos e gorduras,microorganismo, sais orgânicos , e componentes de produtos salientes.b. Inorgânicos São sais formados por cátions (sódio, cálcio, magnésio, ferro e potássio) íons (cloretos, sulfatos, nitratos e fosfatos).5-Tratamento  do esgoto em na zona rural e urbanaEm áreas rurais, onde as casas ficam tão distantes umas das outras, a colocação de um sistema de esgoto é muito cara. Assim, as próprias pessoas instalam estações particulares de tratamento de esgoto. Elas são chamadas de fossas sépticas. Uma fossa séptica é simplesmente um grande tanque de concreto ou aço enterrado no quintal ou em algum outro ponto do terreno. O tanque pode conter 4 mil litros de água. Os dejetos entram no tanque por uma extremidade e saem pela outra. O tanque assemelha-se a esse, em seção transversal:  três camadas da da fossa septicas: tudo que flutua sobe à superfície e forma uma camada conhecida como camada de espuma. Tudo que for mais pesado que a água desce e forma a camada de lodo. No meio está a camada de água límpida. Este corpo de água contém bactérias e produtos químicos, como nitrogênio e fósforo, que agem como fertilizantes, mas não possui material sólido.Tanque séptico em residências. Os dejetos entram no tanque séptico a partir dos tubos de esgoto da casa, como mostra a figura:   Uma fossa séptica naturalmente produz gases (causados por bactérias que decompõem o material orgânico nos dejetos) que têm mau cheiro. As pias possuem tubos recurvados chamados de sifões, que se conservam cheios de água na curvatura inferior e impedem o retorno dos gases. Os gases passam por um tubo de ventilação - se você observar a cobertura de alguns edifícios, verá um ou mais tubos de ventilação aparecendo. À medida que a nova água entra no tanque, a água que lá havia é escoada. Essa água sai do tanque séptico em direção a um campo de drenagem. Um campo de drenagem é feito de tubos perfurados enterrados em valas cheias de cascalhos. O diagrama a seguir mostra de cima uma casa, um tanque séptico, uma caixa de distribuição e um campo de drenagem:   Um tubo típico do campo de drenagem possui 10 cm de diâmetro e fica enterrado em uma vala com aproximadamente 1,5 m de profundidade e 0,6 m de largura. O cascalho preenche o fundo da vala, de 0,6 m a 0,9 m, e o lodo cobre o cascalho, como mostra a figura:  A água é lentamente absorvida e filtrada pela terra no campo de drenagem. O tamanho do campo de drenagem é determinado conforme a quantidade de água absorvida pela terra. Em locais onde a terra é argilosa, que absorve a água lentamente, o campo de drenagem tem que ser muito grande. Um tanque séptico normalmente é movido apenas à gravidade. A água sai da casa para o tanque e vai do tanque para o campo de drenagem. É um sistema completamente passivo. Você pode ter ouvido que a grama está sempre mais verde em cima do tanque séptico. Na verdade, é o campo de drenagem, e a grama realmente fica mais verde - ela se beneficia da umidade e dos nutrientes do campo de drenagem. 6-Estação de Tratamento de EsgotoA eficácia das estações de tratamento de esgoto é medida por meio de vários indicadores diferentes. a. pH: medida da acidez da água quando sai da estação. Preferencialmente, o pH da água corresponde ao pH do rio ou lago que recepta a saída da estação; b. DBO (demanda biológica de oxigênio): a DBO é uma medida da quantidade de oxigênio da água necessária para concluir a dissolução de materiais orgânicos deixados no efluente. Preferencialmente, a DBO deve ser zero.c. Oxigênio dissolvido: quantidade de oxigênio na água quando sai da estação. Se a água não tiver oxigênio, qualquer vida aquática morrerá quando entrar em contato com ela. O oxigênio dissolvido deve ser o mais alto possível e precisa cobrir a DBO; d. Sólidos suspensos: medida dos sólidos que permanecem na água após o tratamento. Preferencialmente, o indicador de sólidos suspensos deve ser zero; e. Fósforo e nitrogênio totais: medida dos nutrientes que permanecem na água; f. Cloro: o cloro utilizado para matar as bactérias nocivas precisa ser removido para que não mate as bactérias benéficas no ambiente. Preferencialmente, o cloro não deve ser percebido; g. Contagem de bactérias de coliformes: medida de bactérias fecais que permanecem na água. Preferencialmente, esse número deve ser zero. Observe que a água no ambiente não está totalmente livre de bactérias fecais - pássaros e outros animais selvagens podem contaminá-la. A principal razão para esses indicadores precisarem ser examinados cuidadosamente é porque toda comunidade produz uma grande quantidade de dejetos. Os níveis de descarga comuns para uma estação de tratamento de esgoto variam de 38 milhões a 380 milhões de litros por dia.6-Fases do tratamento de uma ETE.O tratamento pode atingir diferentes níveis denominados tecnicamente de tratamento primário, secundário ou terciário.  Tratamento primário envolve a remoção de sólidos grosseiros através de grades, geralmente, e a sedimentação (caixa retentora de areia e decantadoras) ou flotação de materiais constituídos principalmente de partículas em suspensão.Essa fase produz quantidade de sólidos que devem ser dispostos adequadamente. De maneira geral, os sólidos retirados em caixas retentoras de areia são enterrados, e aqueles retirados de em decantadores devem ser adensados e digeridos adequadamente para posterior secagem e disposição em locais apropriados. As formas de tratamento desse lodo variam amplamente.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                Tratamento secundário:  destina-se a degradação biológica de compostos carbonáceos.  Quando é feita essa degradação, naturalmente ocorre a decomposição de carboidratos, óleos e graxas e proteínas a compostos mais simples, tais como: CO2, H2O, NH3, CH4, H2S, etc, dependendo do tipo de processo predominante. As bactérias que efetuam o tratamento, por outro lado, se reproduzem e têm sua massa total aumentada em função da quantidade de matéria degradada.Caso se empregue o processo aeróbio, para cada quilograma de DBO removida ocorre a formação de cerca de 0,4 a 0,7 quilograma de bactérias (matéria seca) e, caso se opte pelo processo anaeróbico, tem-se para cada quilograma de DBO removida a formação de 0,2 a 0,20 quilograma de bactérias aproximadamente.A pequena formação de biomassa do processo anaeróbio em relação ao aeróbio, é uma das grandes vantagens ao uso das bactérias que proliferam em ambiente anaeróbio pelo tratamento de efluentes, pois o custo e a dificuldade para tratamento, transporte e disposição final do lodo biológicos são bastante reduzidos, no caso.Geralmente, o volume de lodo no processo anaeróbio, em termos práticos é menor que 20% do volume produzido no processo aeróbio, para um mesmo efluente líquido.Após a fase em que é feita a degradação biológica, os sólidos produzidos devem ser removidas em unidades específicas para esse fim (lagoas de sedimentação, decantadores, flotadores, etc) e, posteriormente são submetidos a adensamento, digestão, secagem e disposição adequada.Dependendo do tipo de processo adotado pode-se recircular uma parcela da massa de bactérias ativas, de volta ao reator biológico. Conforme Essa alternativa permite o aumento da produtividade do sistema e maior estabilidade no seu desempenho.De maneira geral, a maioria das estações construídas alcançam apenas o nível de tratamento secundário, aqui descrito, porém, em muitas situações, é obrigatório que esse tratamento alcance o nível denominado terciário.O efluente do tratamento secundário ainda possui Nitrogênio e Fósforo em quantidade, concentração e formas que podem provocar problemas no corpo receptor, dependendo de suas condições especificas, dando origem ao fenômeno conhecido como eutrofização, que é sentido pela intensa proliferação de algas. tratamento secundário O Tratamento terciário tem por objetivo, no caso de esgotos sanitários, a redução das concentrações de Nitrogênio e Fósforo, e é, geralmente fundamentado em processos biológicos realizados em duas fazes subsequentes denominadas nitrificação e desnitrificação. A remoção de fósforo também pode ser efetuada através de tratamento químico, com sulfato de alumínio, por exemplo.Na nitrificação, o nitrogênio é levado á forma de nitrato e posteriormente, na desnitrificação, é levado à produção de N2, principalmente, que é volatizado para o ar.O tratamento terciário também produz lodo, que deve ser adensado, digerido, secado e disposto corretamente. Em essência, as operações e os processos descritos destinam-se a remoção de sólidos em suspensão e da carga orgânica, restando agora, para completar o tratamento, que se cuide da remoção de organismos patogênicos. Sistemas de tratamento que envolvem disposição no solo ou lagoas de estabilização, em muitos casos, já têm a capacidade de efetuar redução considerável no número de patogênicos, dispensando assim um sistema especifico para desinfecção.Nos outros casos, ainda se faz necessária a previsão de instalações para a desinfecção, que geralmente é efetuada através do uso do cloro, ozônio e, mais recentemente, radiação ultravioleta.7-Sistema de Esgoto em LondrinaSegundo a SANEPAR (responsável pelo tratamento de esgoto em Londrina), o índice de atendimento com rede coletora de esgoto é de 78,93% da população da sede, ou seja, aproximadamente 373.543 habitantes, sendo todo esgoto coletado tratado antes do lançamento nos corpos receptores. A área de abrangência atual, do sistema já em funcionamento, está distribuída nas seguintes sub-bacias:a. 40,3% no Ribeirão Cambezinho b. 39,5% no Ribeirão Lindóia c. 8,4% no Ribeirão Cafezal d. 6,3% no Ribeirão do Limoeiro e. 5,4% na sub-racial do Ribeirão Jacutinga.Aproximadamente 44.429 lotes não possuem rede de esgoto, os quais representam a população urbana dos distritos e patrimônios e os 21% da população urbana da sede não atendida com o sistema. Dos lotes sem rede de esgoto, 40.132 correspondem aos do perímetro urbano da sede. LigaçõesO sistema de esgoto conta com 97.482 ligações (dez/2010). Rede ColetoraA rede coletora de esgoto é composta por 1.414.024 metros de tubulações. A produção de gotos corresponde aproximadamente ao consumo de água, mas a quantidade de esgoto gerado para a rede de coleta pode variar devido alguns fatores: parte da água consumida pode ser incorporada à rede pluvial (ex.: irrigação de jardins), ocorrência de ligações clandestinas e indevidas dos esgotos à rede pluvial e infiltração. A fração de água que entra na rede coletora na forma de esgoto é denominada coeficiente de retorno. Os valores típicos variam de 60 a 100%, sendo usualmente adotado o de 80% (Von Sperling,1996).O sistema de tratamento de esgoto  é composto por 4 estações de tratamento - com capacidade total de 1.660 L/s, suficiente para atender a população de 373.543 habitantes.Da área atendida com o sistema de esgotamento sanitário atual, 45,3% corresponde a abrangência da ETE Norte, 43,2% da ETE Sul, 6,0% da ETE Cafezal e 5,5% da ETE São Lourenço.O tratamento principal previsto consiste de Reatores Anaeróbios de LodoFluidizado (RALF) e filtro biológico.Bibliografia pesquisada.Sites utilizadoswww.sanepar.com.brwww.londrina.pr.gov.brLivros “Introdução à Química Ambiental” dos autores, Júlio C. Rocha, André H. Rosa e Arnaldo A. Cardoso, páginas 29-33, Editora Bookman, 2004.