Tratamento de esgoto

O tratamento preliminar tem um fator primordial no tratamento de esgoto das ETES, ele é responsável pela remoção da areia e sólidos grosseiros como, por exemplo, plástico, tecidos, frascos etc., que estão contidos no afluente.

Essa triagem é obrigatoriamente realizada no preliminar e possui a finalidade de evitar o acúmulo de resíduos sólidos e material inerte nas tubulações da ETE, evitando obstruções e acúmulo desnecessário de resíduos no fundo dos reatores anaeróbios.

Para evitar obstruções nas tubulações da ETE e para que o processo biológico de tratamento tenha bom desempenho também se faz o uso de gradeamentos que são denominados grosso, médio e fino para a remoção de sólidos neste processo.

A limpeza do gradeamento pode ser feita manualmente com auxílio de rastelos, baldes ou mecanicamente por esteiras transportadoras. A limpeza é feita constantemente para retirada dos resíduos e o material retirado é acumulado em caçambas em seguida destinado aos aterros sanitários.

Após a passagem pelo gradeamento, o resíduo líquido passa também pelo peneiramento fino rotativo que consegue reter os sólidos acima 6mm de espessura. Para se operar corretamente a ETE, se faz mandatório o conhecimento do volume de resíduo liquido a ser tratado e dimensionar a vazão permitida para o projeto.

Para se obter a vazão adequada no tratamento dos resíduos líquidos, utiliza-se o dispositivo chamando de Calha Parshall que opera efetuando a medição dos canais abertos de líquidos fluindo por gravidade. No escoamento livre deste líquido, sua leitura é obtida a partir da lâmina d´água que passa pela Calha Parshall, dotada de marcações indicando o volume deste líquido que passa instantaneamente.

Quando esse volume líquido ultrapassa o limite da marcação, consideramos como escoamento afogado, ocasionado por um retardo no fluxo, podendo ser ocasionado pela alta vazão ou obstruções no caminho.

Conhecido como caixa de areia ou desarenadores, esse processo tem a finalidade de fazer a retenção e remoção de areia, sólidos finos ou abrasivos do resíduo líquido. Estes tanques quadrados têm como finalidade a decantação que favorece a precipitações dos sólidos que, após sedimentados, podem ser retirados mecânica ou manualmente. Manualmente: esse resíduo é retirado com auxílio de pá e carrinho de mão, destinando para uma caçamba e, em seguida, destinado aos aterros sanitários.

Mecanicamente: no desarenador é a areia em suspensão, misturada ao resíduo líquido, precipitada e posteriormente arrastada por raspadores mecanizados, que fará a lavagem, separação de toda matéria orgânica, será encaminhada para uma caçamba e em seguida destinada aos aterros sanitários.

A digestão anaeróbia nos reatores de fluxo ascendente é um processo totalmente biológico efetuado por microrganismos que digerem matéria orgânica transformando-a em lodo, líquido e gases. Em regiões de clima quente é muito favorável a utilização desses reatores para o tratamento de esgoto. Os microrganismos mesófilos atuam melhor com a temperatura entre 20 e 45 graus Celsius. É imprescindível o conhecimento do esgoto sanitário e seu constituinte no afluente da ETE, de forma a garantir perfeito funcionamento através de um controle operacional adequado, atingindo o máximo de eficiência no processo biológico anaeróbio e assim evitando o risco de abater os microrganismos do reator com esgoto indesejável.

Nos reatores anaeróbios ocorrem processos metabólicos de fermentação e respiração, degradando a matéria orgânica através dos microrganismos. Para que estes processos biológicos tenham êxito, o meio biótico deverá oferecer as condições necessárias para esses micro-organismos desenvolverem suas reações, assim permitindo converter o máximo possível da matéria orgânica em suspensão. Existe uma variedade de bactérias heterotróficas, algumas delas necessitaram de uma dieta simples, constituída com glicose e substâncias nitrogenadas, enquanto outras bactérias exigem açúcares, aminoácidos, gorduras etc. O processo anaeróbio produzirá várias reações como, por exemplo, hidrólise, oxidação e redução. A reações de oxidação forneceram energia utilizada nas demais reações.

O metabolismo bacteriano ajuda na digestão anaeróbia de compostos orgânicos complexos; normalmente é realizado por processo de duas fases: na primeira, um grupo de bactérias facultativas e anaeróbias chamadas de formadoras de ácidos ou fermentativas, convertem compostos orgânicos complexos, como carboidratos, proteínas e lipídios em substâncias orgânicas mais simples, principalmente, ácidos voláteis; na segunda fase, ocorre a conversão dos ácidos orgânicos, gás carbônico e hidrogênio em produtos finais gasosos, o metano e o gás carbônico, por um grupo especial de bactérias, chamadas  metanogênicas, sendo totalmente anaeróbias. As bactérias metanogênicas dependem do substrato fornecido pelas acidogênicas, gerando uma simbiose. Uma vez que as bactérias metanogênicas são responsáveis pela maior parte da degradação do resíduo, a sua baixa taxa de crescimento demonstra o fator limitante no processo de digestão como um todo.

Nos processos metabólicos ocorrerão as reações de hidrólise, acidogênese, acetogênese, metanogênese, e ainda, podendo ocasionar sulfetonogêne. As ações dos microrganismos se dividirão em três grupos principais definidos como: bactérias fermentativas, bactérias sintróficas e arqueas metanogênicas. Estes três grupos principais serão responsáveis pelas diversas etapas do processo biológico.

O processo de tratamento por lagoas facultativas é muito simples e constitui-se unicamente por processos naturais. Estes podem ocorrer em três zonas da lagoa: zona anaeróbia, zona aeróbia e zona facultativa. O efluente entra por uma extremidade da lagoa e sai pela outra. Durante este caminho, que pode demorar vários dias, o esgoto sofre os processos que resultarão em sua purificação. Após a entrada do efluente na lagoa, a matéria orgânica em suspenção (DBO particulada) começa a sedimentar formando o lodo de fundo. Este sofre tratamento anaeróbio na zona anaeróbia da lagoa. Já a matéria orgânica dissolvida (DBO solúvel) e a em suspensão de pequenas dimensões (DBO finamente particulada) permanecem dispersas na massa líquida. Estas sofrerão tratamento aeróbio nas zonas mais superficiais da lagoa (zona aeróbia). Nesta zona há necessidade da presença de oxigênio. Este é fornecido por trocas gasosas da superfície líquida com a atmosfera e pela fotossíntese realizada pelas algas presentes, fundamentais ao processo. Para isso há necessidade de suficiente iluminação solar, portanto, estas lagoas devem ser implantadas em lugares de baixa nebulosidade e grande radiação solar. Na zona aeróbia há um equilíbrio entre o consumo e a produção de oxigênio e gás carbônico. Enquanto as bactérias produzem gás carbônico e consomem oxigênio através da respiração, as algas produzem oxigênio e consomem gás carbônico na realização da fotossíntese. As reações são praticamente as mesmas, com direções opostas.

A medida que se afasta da superfície da lagoa a concentração de oxigênio diminui devido a menor ocorrência da fotossíntese. Também durante a noite não há realização de fotossíntese, enquanto que a respiração continua ocorrendo. Esta zona, onde pode ocorrer ausência ou presença de oxigênio é denominada zona facultativa. Nela a estabilização de matéria orgânica ocorre por meio de bactérias facultativas, que podem sobreviver tanto na ausência quanto na presença de oxigênio. As lagoas facultativas dependem da fotossíntese para a produção de oxigênio, como já foi dito anteriormente. Desta forma, a eficiência desse tipo de sistema de tratamento depende da disponibilidade de grandes áreas para que a exposição à luz solar seja adequada, podendo a chegar a valores de 70 a 90 % de remoção de DBO. Como a atividade fundamental do processo consiste no desenvolvimento das algas e estas da presença de luz, as profundidades das lagoas restringem-se a valores variáveis entre 1,5 e 2,0 m, porém, com volumes elevados, de forma a permitir a manutenção de grandes períodos de detenção, em geral de 15 a 20 dias, após realizar todo o processo o efluente tratado é destinado para o corpo receptor do manancial.