Obra de entrada e tratamento preliminar

Esta etapa de tratamento inicial é de elevada importância para os tratamentos posteriores, pois reduz determinados compostos que constituem o afluente que podem provocar problemas, como o desgaste dos equipamentos, a obstrução dos vários canais hidráulicos do sistema e as interferências sobre os outros processos [9]. Na Figura 4 está representado o esquema de tratamento de águas residuais da ETAR de Serzedo, relativamente a esta fase de tratamento.

A obra de entrada e o tratamento preliminar da ETAR de Serzedo são compostos pela etapa de elevação inicial, pela operação de gradagem, pelo desengorduramento/desarenamento, por um tanque de neutralização, pela medição do caudal e receção e pelo pré-tratamento das fossas sépticas. Adicionalmente, para situações pontuais, esta fase ainda possui uma bacia de emergência para descarga de efluente e posterior envio deste para a elevação inicial. De seguida, é descrita a funcionalidade destas etapas.

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Figura 4 - Esquema de tratamento das águas residuais da ETAR de Serzedo, relativo às etapas de elevação inicial e tratamento preliminar. Adaptado de [1].

3.1.1. Elevação inicial

Esta fase de tratamento tem como finalidade a receção e a elevação do afluente através de três parafusos de Arquimedes. Este processo permite a elevação das águas residuais até uma determinada cota, para que posteriormente haja um escoamento gravítico do caudal por toda a extensão das restantes operações que constituem a fase líquida do sistema, de modo a que não seja necessário aplicar uma nova elevação antes do tratamento secundário.

A água residual entra inicialmente no sistema numa câmara que é comum a três canais independentes, em que cada canal é constituído por uma comporta. Esta pode assumir dois tipos de posições, aberta ou fechada, permitindo a passagem do afluente da câmara ao correspondente parafuso de Arquimedes ou o isolamento do canal. Na câmara encontra-se um medidor de nível, bóias de nível, um medidor de caudal do by- pass geral à ETAR e um medidor de gás sulfídrico. A câmara ainda recebe as escorrências do tratamento de lamas, as escumas produzidas no tratamento secundário, as escorrências do classificador de areias e do escumador, as descargas de fundo do

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reator biológico e a descarga de fundo e de superfície da bacia de emergência. Estes efluentes são monitorizados por medidores de caudais.

No edifício correspondente à obra de entrada e ao tratamento preliminar estão presentes equipamentos associados à receção de trasfega de lamas das fossas sépticas, equipamentos para a gradagem (três grades de limpeza manual, dois tamisadores/compactadores e um parafuso transportador de gradados), três sopradores para o desengorduramento/desarenamento, um classificador de areias e um escumador [19][20].

3.1.2. Receção e trasfega de lamas provenientes de fossas sépticas

O objetivo desta etapa é a receção das fossas sépticas, a partir de um camião cisterna, e efetuar o pré-tratamento das lamas, a partir da separação de sólidos de maiores dimensões, para que estes não entrem no processo.

No pré- tratamento é usado um tanque de receção, constituído por um tamisador/compactador. Os gradados resultantes são recolhidos num contentor com capacidade para 1100 L. Depois deste tratamento, o efluente segue para um poço, constituído por dois grupos eletrobomba submersíveis e com agitação mecânica, elevando o efluente para montante do sistema de gradagem. A monitorização do caudal que é elevado até à obra de entrada é feita através de um medidor de caudal [19][20].

3.1.3. Sistema de gradagem

A operação de gradagem tem como finalidade a retenção de material flutuante ou em suspensão com tamanhos superiores a 5 mm.

Esta etapa inicial de tratamento preliminar engloba a passagem das águas residuais por 2 (+1) grades de proteção de limpeza manual, de 40 mm entre as barras, e por 2 tamisadores/compactadores de tambor rotativo com um espaçamento de malha de 5 mm. Este último, ao inverso dos sistemas em série de grelha média e fina, permite a combinação no mesmo equipamento as funções de gradagem (fina), compactação,

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lavagem dos gradados e o respetivo transporte. Este equipamento está montado na diagonal, o que permite uma maior eficiência na redução da matéria flutuante ou em suspensão. Durante a operação do sistema, pode-se originar uma perda de carga devido à acumulação progressiva dos sólidos no interior do tambor rotativo, com uma malha de aço inox, originando uma elevação lenta do nível, o que vai acionar o parafuso raspador. Este raspador vai recolher e descarregar os resíduos por gravidade para uma zona de receção da alimentação do parafuso transportador central. Ao longo do transporte dos resíduos, estes são compactados e desidratados até um teor de sólidos de 40%.

A malha de 5 mm e o tipo de tambor rotativo que constitui o tamisador, conferem a este uma elevada eficiência na remoção dos vários materiais que caracterizam as águas residuais. Com o objetivo de não se remover excessivamente carga orgânica nesta etapa de tratamento, está instalado um equipamento adequado para a lavagem automática dos gradados recolhidos.

Os gradados removidos são posteriormente recolhidos em dois contentores de 1100 L de capacidade. As escorrências resultantes da compactação e lavagem são encaminhadas graviticamente para o canal de gradagem.

Existe um canal análogo e paralelo aos canais anteriores, constituído por uma grade manual grossa, para a necessidade de se efetuar by-pass aos canais de gradagem mecânica.

Estão instaladas no sistema comportas motorizadas, permitindo que o acionamento automático das comportas em função do caudal afluente garanta velocidades de aproximação nos canais de gradagem. Estas não deverão ser inferiores a 3 m/s, para que não ocorra deposição de areias [19][20].

3.1.4. Sistema de desengorduramento/desarenamento

O sistema que compõe esta etapa de tratamento tem por objetivo a prevenção de determinados problemas nas operações e processos seguintes, como o desgaste dos equipamentos (grupos eletrobomba, agitadores, etc.), a acumulação de areias nos vários órgãos, problemas na etapa do tratamento biológico, entre outros. Este sistema é composto por dois órgãos com desenvolvimento longitudinal, com arejamento para se efetuar a lavagem das areias e para a flutuação de óleos e gorduras.

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Os órgãos possuem uma ponte raspadora dupla que funciona em contínuo, constituída pelo material de raspagem de superfície, necessária à remoção de óleos e gorduras, e pelo material de raspagem de fundo, para a remoção de areias. O efluente resultante sai por um deflector, que se encontra a jusante destes órgãos, e de seguida para um descarregador.

O sistema de arejamento é constituído por difusores de membrana de ar comprimido, de bolha fina, instalados a 30 cm do fundo dos tanques. O ar comprimido é produzido a partir de três sopradores, providos de canópias de insonorização, que estão instalados no edifício de tratamento preliminar.

No fundo dos órgãos de tratamento são depositadas as partículas de areias mais densas, que são arrastadas para uma zona mais a montante do órgão, e posteriormente são extraídas por duas bombas centrífugas submersíveis e são conduzidas até um classificador de areias. Neste equipamento, a areia e a água misturadas acumulam-se numa zona posterior, constituído por um extrator sem-fim que eleva a areia, em que esta depois de lavada com jatos de água, para a remoção da matéria orgânica, é arrastada e descarregada até um dos dois contentores de recolha. Estes contentores são do tipo multibenne de capacidade de 10 m3 e as águas de lavagem são encaminhadas de novo para a linha de tratamento da fase líquida.

Nos órgãos os óleos e gorduras são diferenciados da restante fase líquida por flutuação, sendo posteriormente arrastados pelo raspador de superfície para uma caleira de recolha que está instalada mais a jusante do órgão, sendo de seguida encaminhados graviticamente para um poço de bombagem. Este é comandado por bóias de nível e tem agitação mecânica, e os flotantes são elevados posteriormente por um grupo eletrobomba submersível para um concentrador mecânico de gorduras. Num contentor, semelhante ao das areias de 10 m3, são armazenados os concentrados. A água resultante do processo de separação é reintroduzida graviticamente no processo de tratamento da fase liquida [19][20].

3.1.5. Correção do pH e medição do caudal

O pH das águas residuais por vezes apresenta-se alcalino, devido ao efluente proveniente das indústrias têxteis. E com o intuito de se efetuar a neutralização das águas residuais, a instalação está munida por um sistema de injeção direta de dióxido de

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carbono para um tanque, com profundidade e volume adequados de forma a permitir uma dissolução eficiente do gás injetado.

A injeção de dióxido de carbono é feita através de uma grelha difusora colocada no fundo do tanque de neutralização, estando este localizado a jusante do sistema de desengorduramento/desarenamento, provido de agitação mecânica em funcionamento continuo. O sistema instalado que determina o fornecimento e o armazenamento de dióxido de carbono funciona automaticamente. A dosagem do gás é controlada a partir do valor lido de pH no medidor que está instalado no tanque de neutralização. Todo este sistema de fornecimento é constituído por vários equipamentos, designadamente por um reservatório criogénico, um gaseificador, por uma rede de distribuição do gás, por um quadro automático de regulação e injeção do gás e por um sistema de injeção direta através da grelha difusora que se encontra instalada no interior do tanque.

Nesta etapa há possibilidade de se fazer by-pass ao tratamento biológico, através do fecho de uma válvula que alimenta o medidor de caudal, sendo o efluente encaminhado para a bacia de emergência. Com este by-pass é possível se proceder a operações de manutenção do medidor de caudal [19][20].

3.1.6. Bacia de retenção de descargas pontuais- bacia de emergência

A bacia de emergência foi instalada no sistema de tratamento para proteger o tratamento biológico de possíveis problemas e para se evitar descargas de águas residuais não tratadas no meio recetor, devido a eventuais sobrecargas hidráulicas e/ou poluentes.

A receção de efluente pela bacia de emergência é feita a partir do tanque de neutralização, por um descarregador de emergência que é acionado quando se dá o isolamento do tratamento biológico.

O acionamento desta instalação é efetuado manualmente quando, por exemplo se avaliam as variáveis de processo, registadas continuamente, anteriores ao tratamento biológico, ou quando se verificam problemas nesse tratamento devido a descargas de possíveis compostos contaminantes ao processo ou se se verificar uma grande afluência de águas residuais ao sistema, de forma a evitar um by-pass geral à ETAR.

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Quando se esgota a capacidade da bacia de emergência é utilizado um trop-plein com ligação à câmara de aspiração. Em último recurso, se esgotar o volume tampão da câmara, é efetuada a descarga no meio recetor, através de um trop-plein da elevação inicial.

As águas residuais presentes no interior da bacia são homogeneizadas a partir de um agitador submersível. Estas devem regressar ao esquema de tratamento de forma doseada, de acordo com uma caracterização analítica adequada. Para o escoamento do efluente existe uma descarga de fundo com uma ligação gravítica à câmara dos parafusos de Arquimedes [19][20].