Tratamento Preliminar de Estação de Tratamento de Esgoto

O tratamento preliminar é a primeira “barreira” usualmente encontrada nas Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs), e é constituído por um conjunto de equipamento e unidades tais como: peneiras, grades, trituradores, desaneradores, medidores de vazão, removedores de gorduras, óleos e graxas, tanques de equalização e removedores de odor. Conforme a Water

Environment Federation (1998), esses equipamentos e unidades devem atender três requisitos

básicos, que são: remover os sólidos grosseiros, proteger equipamentos e tubulações contra entupimentos e obstruções, e melhorar o desempenho das unidades de processo atenuando picos de vazões, carga orgânica ou ambos (PRADO, 2006).

Os equipamentos e unidades do tratamento preliminar são tão importantes quanto as demais unidades de tratamento que os sucedem, pois seu mau funcionamento pode afetar todo o sistema de tratamento (PRADO, 2006).

Segundo Wilson 6 (1985) apud Prado (2006), a não valorização do tratamento preliminar pode custar muito caro, pois o custo associado à operação e manutenção de equipamentos de bombeamento, transporte e manuseio de lodo, contendo material abrasivo, é no mínimo cinco vezes maior do que seria, caso este tipo de material não estivesse presente.

Ressalta-se que o lodo de fossas e tanques sépticos tem particularidades distintas do esgoto bruto, pois contém teor mais elevado de sólidos suspensos e grosseiros e maiores quantidades de fibras, trapos e, às vezes de detritos abrasivos, que podem causar danos em componentes eletromecânicos das ETEs.

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WILSON, G. E. Is There Grit in Your Sludge? Civil Engineering Magazine, v.55, n.4, p.61- 63, Apr.

A presente pesquisa enfatizará, apenas duas (gradeamento, desarenadores), das várias unidades de operação e equipamentos constituintes do tratamento preliminar de esgoto, por se tratar do foco central desta pesquisa.

Será feita também, uma rápida abordagem sobre flotação, por ser operação envolvida na concepção da unidade experimental desta pesquisa.

3.6.2.1. Gradeamento

O sistema de gradeamento é um dos mais antigos recursos utilizados na remoção de sólidos grosseiros, os quais podem prejudicar ou interferir na operação de bombas e equipamentos das estações de tratamento.

O gradeamento é a operação pela qual o material flutuante e a matéria em suspensão com tamanho maior que as aberturas das grades, são retidos e removidos. A remoção dos sólidos grosseiros tem como finalidade condicionar o lodo para posterior tratamento ou lançamento no corpo de água receptor (JORDÃO e PESSÔA, 2005).

As grades são constituídas de dispositivos de retenção e de remoção. Os dispositivos de retenção podem ser descritos por um conjunto de barras paralelas espaçadas uniformemente entre si, instalados verticalmente ou inclinados ao longo da largura de escoamento (PRADO, 2006).

Os dispositivos de remoção podem ser mecânicos ou manuais (ancinho, garfo) e tem como finalidade evitar o represamento do lodo no canal a montante, e a consequente elevação do nível e aumento excessivo da velocidade do liquido entre as barras, provocando o arraste do material que se pretende remover. Portanto, o material retido na grade deve ser removido com freqüência adequada (JORDÃO e PESSÔA, 2005).

O espaçamento e a espessura das barras paralelas devem ser adequados ao tipo de lodo a ser tratado. De acordo com o espaçamento, as grades para ETEs costumam ser classificada em grosseiras, medias e finas. Devido à necessidade de se remover sólidos de menores dimensões já no tratamento preliminar, pode-se incluir na classificação as grades ultrafinas. A Tabela 3.13 apresenta a classificação das grades de acordo com o espaçamento ente elas. Vale ressaltar que esta classificação é feita para esgoto sanitário.

Tabela 3.13 – Classificação das grades para esgoto sanitário conforme espaçamento entre elas.

Tipo de grade Polegadas Milímetros

Grades grosseiras Acima de 11/2 40 a 100

Grades médias 3/4 a 11/2 20 a 40

Grades finas 3/8 a 3/4 10 a 20

Grades ultrafinas 1/4 a 3/4 3 a 10

Fonte: Jordão e Pessoa (2005).

No caso de gradeamento de lodo proveniente de tanques sépticos, recomendam-se aberturas menores que 1,5 cm.

Como complementação na remoção dos sólidos grosseiros em ETEs, geralmente utilizam-se peneiras com malhas de pequenos espaçamentos para remover os resíduos mais finos, influentes no aspecto estético do destino final. Estas dispõem de aberturas, geralmente, de 0,1 a 6,00 mm e são classificadas em estáticas ou móveis, em função do tipo de remoção do material retido.

As peneiras estáticas são modelos projetados para promover a auto-limpeza. A retenção do material retido se dá através do efeito do fluxo durante o processo de peneiramento. Estas não requerem energia e não possuem peças moveis, apresentando baixo custo de operação e manutenção, entretanto, requerem maior área. As peneiras móveis são constituídos de cilindros giratórios, formados pelas barras de aço inoxidável, através dos quais passa o esgoto, retendo-se assim o material que se pretende remover.

3.6.2.2. Desarenadores

Os desarenadores são unidades que priorizam a remoção de sólidos abrasivos e não putrescíveis mediante a sedimentação dos mesmos. Os desarenadores devem ser capazes de remover partículas densas (ρs: 2400 kg.m-3 a 2600 kg.m-3) maiores que 0,15 mm ou, pelo

menos, aquelas com tamanho superior a 0,20 mm (WATER ENVIRONMENT FEDERATION, 1998).

A presença desses detritos é, normalmente, encontrado nos lodos de tanques sépticos, que tem origem devido ao manuseio normal do uso doméstico, das ligações clandestinas de águas pluviais e das infiltrações nos tanques sépticos. Estes podem causar efeitos adversos ao funcionamento das partes componentes das instalações da ETE, bem como impactos nos corpos receptores, principalmente devido ao assoreamento. Segundo Jordão e Pessoa (2005), as principais finalidades da remoção de areia são:

• Evitar abrasão nos equipamentos e tubulações;

• Reduzir a possibilidade de avarias e obstrução nas unidades da ETE, tais como: canalizações, caixas de distribuição ou manobra, poços de elevatórias, tanques, sifões, orifícios, calhas, entre outros;

• Facilitar o manuseio e transporte das fases liquida e sólida, ao longo das unidades componentes da ETE.

A unidade de remoção de areia, conhecida como caixa de areia ou desarenador, é constituída de dispositivos de retenção e remoção. Os dispositivos de retenção condicionam o fluxo do esgoto a velocidades que permitem separar o material mais denso que se deseja remover, o qual deve ser armazenado em compartimento apropriado para posterior remoção. A velocidade do fluxo horizontal de escoamento é usualmente em torno de 0,30 m.s-1. Valores acima deste acarretam arraste de partículas menores do que se deseja remover, enquanto que

velocidades em torno de 0,15 m.s-1 causarão a sedimentação da matéria orgânica, provocando odores desagradáveis devido a sua decomposição (JORDÃO e PESSÔA, 2005).

A areia retida deve ser frequentemente removida e adequadamente armazenada, e a remoção desta pode ser manual ou mecanizada. A remoção manual exige a paralisação da unidade de retenção, de modo que, com a drenagem do liquido retido na câmara, a areia possa ser facilmente removida. Na remoção mecânica não acontece este inconveniente da paralisação da unidade, pois conta com dispositivos transportadores de areia, que removem continuamente a areia acumulada em depósitos, especificamente projetados.

No caso de lodo de fossas e de tanques sépticos, essa operação é mais complicada, haja vista a maior quantidade de sólidos em suspensão, podendo os grãos de areia encontram-se em grande parte aglomerados a componentes de matéria orgânica.