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quinta-feira, 14 de maio de 2015

Tratamento de Efluentes I (Meio Ambiente)

Esgoto, efluente ou águas servidas são todos os resíduos líquidos provenientes de indústrias e domicílios e que necessitam de tratamento adequado para que sejam removidas as impurezas e assim possam ser devolvidos à natureza sem causar danos ambientais e à saúde humana.

Geralmente a própria natureza possui a capacidade de decompor a matéria orgânica presente nos rios, lagos e no mar. No entanto, no caso dos efluentes essa matéria é em grande quantidade exigindo um tratamento mais eficaz em uma Estação de Tratamento de Esgoto(ETE) que, basicamente, reproduz a ação da natureza de maneira mais rápida.
É importante destacar que o tratamento dos efluentes pode variar muito dependendo do tipo de efluente tratado e da classificação do corpo de água que irá receber esse efluente, de acordo com a Resolução CONAMA 20/86. Quanto ao tipo, o esgoto industrial costuma ser mais difícil e caro de tratar devido à grande quantidade de produtos químicos presentes.
Quanto à classificação, o efluente deve ser devolvido ao rio tão limpo ou mais limpo do ele próprio, de forma que não altere suas características físicas, químicas e biológicas. Em alguns casos, como por exemplo, quando a bacia hidrográfica está classificada como sendo de classe especial, nenhum tipo de efluente pode ser jogado ali, mesmo que tratado. Isso porque esse tipo de classe se refere aos corpos de água usados para abastecimento.
Pode-se então, separar o tratamento de esgoto domiciliar em 4 níveis básicos: nível preliminar,tratamento primário e tratamento secundário que tem quase a mesma função, e tratamento terciário ou pós-tratamento. Cada um deles têm, respectivamente, o objetivo de remover os sólidos suspensos (lixo, areia), remover os sólidos dissolvidos, a matéria orgânica, e os nutrientes e organismos patogênicos (causadores de doenças).
No nível preliminar são utilizadas grades, peneiras ou caixas de areia para reter os resíduos maiores e impedir que haja danos as próximas unidades de tratamento, ou até mesmo, para facilitar o transporte do efluente.
No tratamento primário são sedimentados (decantação) os sólidos em suspensão que vão se acumulando no fundo do decantador formando o lodo primário que depois é retirado para dar continuidade ao processo.
Em seguida, no tratamento secundário, os micro-organismos irão se alimentar da matéria orgânica convertendo-a em gás carbônico e água. E no terceiro e último processo, também chamado de fase de pós-tratamento, são removidos os poluentes específicos como os micronutrientes (nitrogênio,fósforo...) e patogênicos (bactériasfungos). Isso quando se deseja que o efluente tenha qualidade superior, ou quando o tratamento não atingiu a qualidade desejada.
Quando se trata de efluentes industriais a própria empresa que faz o tratamento de esgoto exige que a indústria monitore a qualidade dos efluentes mandados para e estação. No caso de haver substâncias muito tóxicas ou que não podem ser removidas pelo tratamento oferecido pela ETE, a indústria é obrigada a construir a sua própria ETE para tratar seu próprio efluente.


Breve histórico sobre tratamento de esgoto

Este item é baseado no texto do livro “Introdução à Química Ambiental” dos autores, Júlio C. Rocha, André H. Rosa e Arnaldo A. Cardoso, páginas 29-33, Editora Bookman, 2004.
Quando poucos homens viviam sobre a Terra, estes viviam em grupos e eram nômades, isto é, se alimentavam de frutas, vegetais e animais de um certo lugar e quando a escassez aumentava, viajavam em busca de outro local mais farto. Estes grupos de humanos andavam próximos ao curso dos rios, que fornecia água, e não tinham moradias fixas. Quando abandonavam um local, a natureza degenerava o lixo que produziam.
Com o passar do tempo, o homem foi domesticando alguns animais para se alimentar, e as técnicas de agricultura também foram aprimoradas, ou seja, plantar o que comer. Com isso, este homem que antes viajava sempre que o alimento acabava, passou a se fixar em um determinado local, pois tinha o que precisava em torno de si. De nômade passou a ser sedentário. Com isso se deu início à manufatura, urbanização e industrialização. Junto com os benefícios se deu início às conseqüências ambientais maléficas como o acúmulo de lixo produzido. A taxa de lixo gerada era maior do que o tempo que a natureza levaria para degenerá-lo. Com o aumento do lixo acumulado, as condições para a proliferação de microorganismos e insetos também aumentaram e devido à proximidade com o homem, a disseminação de doenças também aumentou.
E o que fazer com o lixo produzido? Este era um sério problema enfrentado desde o primórdio das civilizações e a solução mais intuitiva era jogar no rio. Com a correnteza, o lixo seria levado para “longe” e se evitariam os problemas. Assim, deu-se início à contaminação das águas com o conhecido “esgoto doméstico”. Hoje sabemos que esta contaminação pode causar a morte de plantas e animais, comprometendo irremediavelmente o ecossistema local.

A primeira rede de distribuição de água e captação de esgoto de forma eficiente foi construída há aproximadamente 4.000 anos na Índia. Grandes tubos feitos de argila levavam as águas residuais e os detritos para canais cobertos que corriam pelas ruas e desembocavam nos campos, adubando e regando as colheitas.
Algumas cidades da antiga Grécia e a maioria das cidades romanas também dispunham de sistemas de esgotos. A população obtinha água para o abastecimento em fontes públicas e utilizava latrinas comunitárias para as necessidades fisiológicas, como a Toalete de Ephesus do século 1 d.C. Sob os assentos havia água corrente para levar os dejetos e para que o usuário lavasse a mão esquerda, utilizada na limpeza corporal.
A Idade Média (400 a 1400 d.C.) foi um período de 10 séculos sem avanços sanitários. Lixo de todo tipo se acumulava nas ruas, facilitando a proliferação de ratos e criando sérios problemas de saúde pública – um dos mais graves foi a epidemia da peste bubônica, que só na Europa, causou a morte de cerca de 25 milhões de pessoas.
No final do século XVIII, com a Revolução Industrial, a população das cidades aumentou muito causando agravamento do acúmulo de lixo e excrementos nas ruas. Isso tornou necessária e urgente a criação de um sistema de esgotos que desse conta da demanda, caso contrário, corria-se o risco de deter o progresso industrial pelo surgimento de novas epidemias e conseqüentemente êxodo das cidades. Os rios passaram a sofrer os efeitos da poluição, caracterizados pela morte dos peixes, do ecossistema, bem como a transmissão de doenças como a cólera.
Na Inglaterra surgiram as primeiras tentativas de medir e caracterizar a poluição, os primeiros regulamentos de proteção aos cursos d’água e os primeiros processos de tratamento de águas residuais. A primeira medida adotada foi a construção de sistemas de esgotos subterrâneos, o que ocorreu pela primeira vez em 1843 em Hamburgo, na Alemanha, quando a cidade foi reconstruída após um incêndio. Cientistas do século XIX concentraram esforços para combater as causas das diferentes doenças surgidas devido à falta de saneamento básico, o que impulsionou o desenvolvimento da microbiologia.

Com uma população de cerca de 8,3 milhões de habitantes, a cidade de Londres, na Inglaterra, sofreu com a crises de água durante os anos 2000. A cidade, conhecida pela garoa constante, sofreu com as poucas chuvas e a situação se agravou em 2006. 
A primeira Estação de Tratamento de Água (ETA) foi construída em Londres em 1829 e tinha a função de coar a água do rio Tâmisa em filtros de areia. A idéia de tratar o esgoto antes de lançá-lo ao meio ambiente, porém, só foi testada pela primeira vez em 1874 na cidade de Windsor, Inglaterra. Não se sabia como as doenças “saíam do lixo e chegavam ao nosso corpo”. A idéia inicial é que vinham do ar, pois o volume de ar respirado por dia é muito superior ao volume de água ingerido. Porém com a descoberta de que doenças letais da época (como a cólera e a febre tifóide) eram transmitidas pela água, técnicas de filtração e a cloração foram mais amplamente estudadas e empregadas.
Atualmente, é consenso que o esgoto (efluente ou águas residuais), industrial ou doméstico, precisa ser tratado antes de ser lançado nos mananciais para minimizar seu impacto no meio ambiente e para a saúde humana. Esse tratamento é feito nas chamadas Estação de Tratamento de Esgoto (ETE). Infelizmente no Brasil, 62% da população não tem saneamento básico. Do esgoto coletado, menos de 20 % é tratado antes de ser devolvido para os rios e outros mananciais. Certamente a água nunca vai acabar, pois esta fica re-circulando entre os reservatórios (rios, oceanos, atmosfera), tanto na fase líquida, como na fase gasosa ou sólida. 
A questão é que quanto mais poluída for a água, mais caro será seu tratamento, e no futuro, a água de qualidade poderá ser privilégio de poucos.

A Austrália passou por uma grande seca que começou no fim dos anos 1990 e só foi oficialmente encerrada em 2012. Durante esse período, que prejudicou principalmente a agricultura, o país precisou rever todo o seu sistema hidráulico. 

A Namíbia é um dos países mais secos da África, rodeada por dois desertos: um que leva seu nome e o Kalahari. Ainda na década de 1960, o país que recebe 40% de sua água de lençóis subterrâneos, precisou encontrar uma solução para resolver a escassez de água provocada pelo clima e se tornou pioneiro em tratar esgoto para transformá-lo em água potável. Usado desde 1968, o processo mistura água de descargas e pias à água pura do reservatório, que segue para as torneiras das casas. 

Os dois principais exemplos de tratamento de água nos Estados Unidos são o Texas e a Califórnia. No caso do Texas, que tem o Sul e Oeste seco e com áreas desérticas, a água é reciclada para irrigação de parques e plantações desde o início do século XX. Em 1985, El Paso, a cidade mais seca do Estado, começou a tratar o esgoto e injetar essa água de volta no aquífero Hueco Bolson. A purificação é feita por processos químicos que incluem ozônio e carbono e o resultado é misturado à água pura do aquífero — o que impede que ele seque. Especialistas estimam que a água reciclada injetada no aquífero demore até dois anos para ser utilizada novamente. Atualmente, 6% do líquido consumido na cidade é reciclado, número que deve aumentar para 15% até o fim da década. Em Big Spring, uma área que viu todos os seus reservatórios secarem nos últimos anos, a central de reciclagem custou 12 milhões de dólares e, em meados de 2013, injetava cerca de 8 milhões de litros de água purificada por dia nos reservatórios da cidade — o uso geral da população é de cerca de 150 milhões de litros. Agora, após três anos sem chuvas, o governo mandou fechar lava-rápidos e proibiu a população de encher piscinas e já desenvolve projetos para oferecer água tratada dos esgotos para pelo menos 50% da população.

Depois de uma grande seca em 1964, o Japão implantou o reúso de água em todas as indústrias de Tóquio e Nagoya. Na década de 1980, o reutilização tornou-se a opção também para o consumo doméstico nas grandes cidades: a água é utilizada para descargas, limpeza e para derreter neve. Além disso, há cerca de dez anos todos os prédios com mais de 10.000 metros quadrados construídos em Tóquio devem ser equipados com sistemas de tratamento e reúso de água. Em Osaka e Fukuoma, a regra vale para os prédios maiores que 5.000 metros quadrados desde 2003. Os encanamentos duplos — para água potável e água de reúso — são também usados em prédios comerciais e públicos. Em 2000, o subsídio anual para o tratamento da água de reúso era de cerca de 196 milhões de dólares, média de investimento atual, que conta ainda com repasses de emergência em regiões afetadas por terremotos, como Fukushima. Nas residências, o custo da instalação do johkasou, aparelho que faz o tratamento da água, custa cerca de oito dólares, sendo que, dependendo da região, parte desse valor é subsidiado pelo governo.

srael é internacionalmente conhecido por ter o mais avançado sistema de manejo de água do mundo. Em uma área desértica, suas fontes naturais são escassas para suprir a demanda dos cerca de 2 bilhões de metros cúbicos necessários para toda a população. Apesar disso, tem uma agricultura desenvolvida e raramente passa por crises hídricas. Os bons resultados vêm da combinação de diversas estratégias, centralizadas pelo governo. A primeira técnica de economia de água começou a ser utilizada no início do século XX, quando a principal ocupação do Estado era com a agricultura. Nessa época, os fazendeiros desenvolveram um tipo de irrigação mais econômico, chamado irrigação por gotejamento. Não é preciso encharcar toda a terra: a água é direcionada para as raízes das plantas. Além disso, o país desenvolveu técnicas de reúso sofisticadas, com o uso de membranas e processos químicos. Atualmente de 80% a 90% dos esgotos são tratados e reutilizados. Israel também tem uma das maiores usinas de dessalinização do mundo, em Ashkelon, inaugurada em 2005 e produtora de 13% de toda a água doméstica consumida no país. Atualmente, a usina é responsável por 40% da água potável fornecida no país, processo que custa entre 60 a 80 dólares por metro cúbico. Os níveis de perdas por vazamento são semelhantes ao da União Europeia, de 10%, e todas as crianças são educadas na escola a economizarem a água dentro das casas.
http://www.fibrandobrasil.com.br/fibran/como-sao-paulo-pode-superar-a-crise-hidrica/
http://www.usp.br/qambiental/tratamentoAgua.html

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