Transcript A questão da carga orgânica

APRESENTAÇÃO
A PROBLEMÁTICA DA COBRANÇA PELO
USO
DA ÁGUA
A QUESTÃO DA CARGA ORGÂNICA
COMPOSIÇÃO DO ESGOTO
EM MÉDIA A COMPOSIÇÃO DO ESGOTO SANITÁRIO É
DE 99,9% DE ÁGUA E APENAS 0,1% DE SÓLIDOS,
SENDO QUE CERCA DE 75% DESSES SÓLIDOS, SÃO
CONSTITUÍDOS
DE
MATÉRIA ORGÂNICA EM
PROCESSO DE DECOMPOSIÇÃO.
NESSES SÓLIDOS PROLIFERAM MICROORGANISMOS.
QUANDO O ESGOTO SANITÁRIO É LANÇADO IN
NATURA NOS CORPOS D’ÁGUA, DEPENDENDO DA
RELAÇÃO ENTRE AS VAZÕES DO ESGOTO LANÇADO E
DO CORPO RECEPTOR, PODE-SE ESPERAR SÉRIOS
PREJUÍZOS À QUALIDADE DESSA ÁGUA.
COMPOSIÇÃO SIMPLIFICADA DOS ESGOTOS
SANITÁRIOS
X
UNIDADES DE TRATAMENTO
EM MÉDIA
99,9 % DE ÁGUA
0,1 % DE
SÓLIDOS (*)
DESCRIÇÃO
ÁGUA DE ABASTECIMENTO UTILIZADA NA
REMOÇÃO DO ESGOTO DAS ECONOMIAS E
RESIDÊNCIAS
SÓLIDOS
GROSSEIROS
GRADES
AREIA
CAIXAS DE AREIA
SÓLIDOS
SEDIMENTÁVEIS
DECANTAÇÃO
SÓLIDOS
DISSOLVIDOS
PROCESSOS BIOLÓGICOS
(*) Após o tratamento, o efluente final das ETEs ainda contém certa percentagem de sólidos,
e a maior ou menor quantidade de sólidos no efluente dependerá da eficiência da ETE.
TRATAMENTO DE ESGOTO
NAS ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ESGOTO
REMOVEM-SE OS SÓLIDOS PRESENTES ATRAVÉS DE
PROCESSOS FÍSICOS, QUÍMICOS E BIOLÓGICOS.
A AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DOS SISTEMAS DE
TRATAMENTO DE ESGOTO É NORMALMENTE FEITA
COM BASE NO POTENCIAL DE DEPLEÇÃO DE
OXIGÊNIO CAUSADO PELA MATÉRIA ORGÂNICA
PRESENTE NO ESGOTO.
EMBORA SEJA UMA SIMPLIFICAÇÃO DO POTENCIAL
POLUIDOR, ESSE MÉTODO É CONSIDERADO O MODO
MAIS PRÁTICO DE SE MEDIR A “FORÇA” DO ESGOTO
OU A CARGA ORGÂNICA QUE É LANÇADA NO
AMBIENTE.
QUALIDADE DOS CORPOS D’ÁGUA
X
OXIGÊNIO DISSOLVIDO
(OD)
OS CORPOS D’ÁGUA MANTÊM UMA CERTA
QUANTIDADE DE OXIGÊNIO DISSOLVIDO.
ESSE OXIGÊNIO É UTILIZADO NA DEGRADAÇÃO
DA MATÉRIA ORGÂNICA, PRESENTE NOS
ESGOTOS.
DEMANDA BIOQUÍMICA DE
OXIGÊNIO - DBO
A PALAVRA DEMANDA QUER DIZER, ENTRE OUTROS
SIGNIFICADOS, QUANTIDADE CONSUMIDA OU A
CONSUMIR, A PALAVRA BIOQUÍMICA SIGNIFICA UM
MISTO DE REAÇÕES DE ORIGEM BIOLÓGICA E
QUÍMICA.
DESSA FORMA, PODEMOS RESUMIR QUE DBO É O
CONSUMO DE OXIGÊNIO, ATRAVÉS DE REAÇÕES
BIOLÓGICAS E QUÍMICAS.
NUM CORPO D’ÁGUA COEXISTEM BACTÉRIAS E
MATÉRIA ORGÂNICA DE TODA A NATUREZA.
UMA BACTÉRIA SE ALIMENTA DE MATÉRIA ORGÂNICA
E PARA ISSO PRECISA DE OXIGÊNIO.
DEMANDA BIOQUÍMICA DE
OXIGÊNIO - DBO
A DBO É NORMALMENTE CONSIDERADA COMO A
QUANTIDADE DE OXIGÊNIO CONSUMIDA PELOS
MICROORGANISMOS, DURANTE UM DETERMINADO
PERÍODO DE TEMPO (5 DIAS ) E NUMA TEMPERATURA
DE INCUBAÇÃO ESPECÍFICA (20°C), DETERMINADA
COMO DBO 5,20.
O TESTE DE DBO SURGIU NA INGLATERRA E,
SEGUNDO SE DIZ, 20ºC SERIA A TEMPERATURA MÉDIA
DOS RIOS INGLESES E 5 DIAS, O TEMPO MÉDIO QUE A
MAIORIA DOS RIOS LEVARIAM PARA IR DESDE A
NASCENTE ATÉ O MAR.
DEMANDA BIOQUÍMICA DE
OXIGÊNIO - DBO
UM ESGOTO A CÉU ABERTO QUE DESÁGUA
EM UM RIO É UMA FONTE ENORME DE
MATÉRIA ORGÂNICA, DIZ-SE QUE A DBO
DESSE ESGOTO É ALTA OU, QUE AS ÁGUAS
DO ESGOTO IRÃO EXIGIR UM ALTO
CONSUMO
DE
OXIGÊNIO
DO
RIO,
EXATAMENTE POR SEREM RICAS EM
MATÉRIA ORGÂNICA.
DEMANDA BIOQUÍMICA DE
OXIGÊNIO - DBO
EXEMPLO DE DBO:
O EFLUENTE DE UMA REFINARIA DE
AÇÚCAR CHEGA A TER DBO DE 6.000
mg/L, O QUE SIGNIFICA QUE A CADA
LITRO DESPEJADO NUM RIO FARÁ
COM QUE 6.000 mg OU SEJA, 6 g DO
OXIGÊNIO DISSOLVIDO NA ÁGUA DO
RIO DESAPAREÇAM.
ENSAIO DE DBO
 Aera-se uma certa quantidade de água destilada até a
saturação;
 Mede-se a quantidade de OD (oxigênio dissolvido) dessa
água (mg/L);
 Em recipiente próprio para o teste da DBO, com capacidade
para 300 mL, coloca-se uma certa quantidade de esgoto
(medido de forma a se ter a necessária diluição). O esgoto
sanitário já possui uma certa quantidade de microorganismos
que irão crescer em número e oxidar a matéria orgânica.
Alguns despejos industriais podem necessitar de sementes,
caso não contenham microorganismos;
 Completa-se o recipiente com a água destilada aerada;
 Anota-se o OD inicial;
 Coloca-se em incubadora durante 5 dias
a 20ºC;
 Mede-se OD final;
 Calcula-se a DBO5,20 = (ODinic – ODfinal) x razão de diluição
VANTAGENS DO USO DO PARÂMETRO
DBO
 PERMITE
A INDICAÇÃO
APROXIMADA
BIODEGRADÁVEL DO DESPEJO;
DA
FRAÇÃO
 A INDICAÇÃO DA TAXA DE DEGRADAÇÃO DO DESPEJO;
 A INDICAÇÃO DA TAXA DE CONSUMO DE OXIGÊNIO EM
FUNÇÃO DO TEMPO;
 A DETERMINAÇÃO APROXIMADA DA QUANTIDADE DE
OXIGÊNIO REQUERIDO PARA ESTABILIZAÇÃO BIOLÓGICA DA
MATÉRIA ORGÂNICA PRESENTE.
 PARÂMETRO SIGNIFICATIVO PARA AVALIAÇÃO DA CARGA
ORGÂNICA LANÇADA NOS RECURSOS HÍDRICOS.
LIMITAÇÕES DO USO DO PARÂMETRO
DBO
 PODE-SE ENCONTRAR BAIXOS VALORES, CASO OS
MICROORGANISMOS
RESPONSÁVEIS
PELA
DECOMPOSIÇÃO NÃO ESTEJAM ADAPTADOS AO
DESPEJO.
 OS METAIS PESADOS E OUTRAS SUBSTÂNCIAS TÓXICAS
PODEM MATAR OU INIBIR OS MICROORGANISMOS.
 HÁ NECESSIDADE DA INIBIÇÃO DOS ORGANISMOS
RESPONSÁVEIS PELA OXIDAÇÃO DA AMÔNIA, PARA
EVITAR QUE O CONSUMO DE OXIGÊNIO PARA A
NITRIFICAÇÃO
INTERFIRA
COM
A
DEMANDA
CARBONÁCEA;
 A RELAÇÃO DBO/DQO VARIA PARA UM MESMO DESPEJO,
AO LONGO DA LINHA DE TRATAMENTO DA ETE.
E AINDA...
LIMITAÇÕES DO USO DO
PARÂMETRO DBO
 O TESTE DEMORA CINCO DIAS, NÃO SENDO ÚTIL PARA
EFEITO DE CONTROLE OPERACIONAL DE UMA ESTAÇÃO DE
TRATAMENTO DE ESGOTOS.
 PELO FATO DA DBO SOMENTE MEDIR A QUANTIDADE DE
OXIGÊNIO CONSUMIDO NUM TESTE PADRONIZADO, NÃO
INDICA A PRESENÇA DE MATÉRIA NÃO BIODEGRADÁVEL,
NEM LEVA EM CONSIDERAÇÃO O EFEITO TÓXICO OU
INIBIDOR DE MATERIAIS SOBRE A ATIVIDADE MICROBIANA.
 AS CONDIÇÕES AMBIENTAIS DE LABORATÓRIO NÃO
REPRODUZEM
AQUELAS
DOS
CORPOS
D’ÁGUA
(TEMPERATURA, LUZ SOLAR, POPULAÇÃO BIOLÓGICA E
MOVIMENTOS DAS ÁGUAS).
 METODOLOGIA ANALÍTICA COM VARIANTES, PODENDO
HAVER RESULTADOS DIVERGENTES DE UM TÉCNICO PARA
OUTRO.
DEMANDA QUÍMICA DE OXIGÊNIO DQO
O TESTE DE DQO VISA MEDIR O CONSUMO
DE OXIGÊNIO QUE OCORRE DURANTE A
OXIDAÇÃO
QUÍMICA
DE
COMPOSTOS
ORGÂNICOS PRESENTES NA ÁGUA. OS
VALORES OBTIDOS SÃO UMA MEDIDA
INDIRETA DO TEOR DE MATÉRIA ORGÂNICA
PRESENTE.
O TESTE DA DQO BASEIA-SE NA OXIDAÇÃO
DOS
COMPOSTOS
ORGÂNICOS
(BIODEGRADÁVEIS E NÃO BIODEGRADÁVEIS).
LIMITAÇÕES DO USO DO PARÂMETRO
DQO

NO TESTE DA DQO SÃO OXIDADAS, TANTO A
FRAÇÃO BIODEGRADÁVEL, QUANTO A FRAÇÃO
INERTE DO DESPEJO. O TESTE SUPERESTIMA O
OXIGÊNIO A SER CONSUMIDO NO TRATAMENTO
BIOLÓGICO DOS DESPEJOS.

O TESTE NÃO FORNECE INFORMAÇÕES SOBRE A
TAXA DE CONSUMO DE OXIGÊNIO AO LONGO DA
REAÇÃO.

CERTOS CONSTITUINTES INORGÂNICOS PODEM
SER OXIDADOS E INTERFERIR NO RESULTADO
DQO X DBO
 O TESTE DE DQO NÃO É AFETADO PELA
NITRIFICAÇÃO,
O
MESMO
OCORRENDO COM A DBO;
NÃO
 ENQUANTO O TESTE DE DBO DEMORA
CINCO DIAS PARA SER EXECUTADO, O
TESTE DE DQO É FEITO EM CERCA DE 3
HORAS APENAS;
É
POSSÍVEL
ESTABELECER
UMA
CARGA ORGÂNICA: PRODUTO
DA DBO PELA VAZÃO DO
EFLUENTE
CONCENTRAÇÃO MÉDIA DA DBO
A EXPERIÊNCIA BRASILEIRA, APONTA PARA UMA
CONCENTRAÇÃO MÉDIA DE DBO5-20 DE 250 mg/L E A
DBOPER CAPTA MÉDIA DE 60 g/hab.
OCORRE QUE SE TEM VERIFICADO DIFERENTES
RESULTADOS QUE VARIAM DE ACORDO COM ALGUNS
CRITÉRIOS, TAIS COMO:
SAZONALIDADE;
TAXA DE INFILTRAÇÃO;
CONSUMO DE ÁGUA (HÁBITOS E COSTUMES DA
POPULAÇÃO).
VIDE TABELA REFERENTE A CIDADE DE SÃO PAULO.
VALORES DE DBO/PER CAPITA NA
CIDADE DE SÃO PAULO
ZONA DE
ESTUDO
Leopoldina
Santa Cecília
Bela Vista
Indianópolis
Ipiranga
Vila Maria
Santo Amaro
FONTE SABESP
DBO/PER
CAPTA
(g/HAB.DIA)
59
72
75
49
100
75
101
VARIAÇÃO DA DBO ESGOTO BRUTO
ETE SAMAMBAIA
ETE SANTA ROSA
DBO
DATA
ESGOTO
256
21/01/04
215
04/02/04
205
ETE ALPHAVILLE
DBO
ESGOTO
BRUTO
DATA
DBO
ESGOTO
BRUTO
DATA
DBO
ESGOTO
BRUTO
02/02/03
62
10/11/02
281
28/11/02
310
13/04/03
223
08/12/02
279
14/01/04
259
417
14/01/03
85
18/04/04
198
DATA
BRUTO
14/01/04
ETE ARBORETO
19/02/04
225
11/05/03
10/03/04
250
08/06/03
359
16/03/03
190
30/06/04
224
24/03/04
290
31/03/04
294
03/08/03
357
01/06/03
244
18/07/04
130
07/04/04
332
14/09/03
309
10/08/03
263
30/08/04
291
14/04/04
192
23/09/03
429
21/09/03
252
28/09/04
173
29/04/04
299
20/05/04
294
02/11/03
382
12/10/03
192
22/02/05
225
27/05/04
299
23/11/03
195
21/12/03
253
17/05/05
192
16/06/04
249
04/04/04
236
11/02/04
158
MÉDIA
218
30/06/04
313
06/07/04
277
04/05/04
239
15/03/04
190
13/07/04
247
14/06/04
185
11/04/04
172
28/07/04
331
11/07/04
254
02/06/04
211
10/08/04
360
03/09/04
311
18/07/04
164
24/08/04
315
09/09/04
316
23/11/04
195
27/10/04
232
23/09/04
355
13/12/04
190
21/12/04
125
29/09/04
278
07/10/04
337
19/01/05
144
22/02/05
195
01/11/04
279
15/02/05
181
17/04/05
185
01/12/04
226
08/03/05
225
20/06/05
180
13/01/05
209
10/05/05
170
MÉDIA
211
23/02/05
190
02/03/05
177
08/03/05
297
06/04/05
361
05/05/05
22/06/05
253
190
MÉDIA
283
07/06/05
202
MÉDIA
200
FONTE SANASA
VARIAÇÃO NO VOLUME DE ESGOTO
O VOLUME DE ESGOTO RESULTA DA QUANTIDADE DE ÁGUA
CONSUMIDA, EXPRESSA PELA TAXA PER CAPTA VARIÁVEL
SEGUNDO HÁBITOS E COSTUMES (USUAL 200L/hab.dia);

CONTRIBUIÇÕES INDEVIDAS PARA AS REDES DE ESOTOS
(INFILTRAÇÕES E ÁGUAS PLUVIAIS);

COEFICIENTE DE RETORNO (C) A RELAÇÃO MÉDIA ENTRE OS
VOLUMES DE ESGOTO PRODUZIDO E ÁGUA EFETIVAMENTE
CONSUMIDA. A NORMA BRASILEIRA NBR 9649 (ABNT, 1986)
RECOMENDA O VALOR DE C=0,80 QUANDO INEXISTEM DADOS
LOCAIS ORIUNDOS DE PESQUISA.

CARGA ORGÂNICA: PRODUTO DA DBO PELA
VAZÃO MÉDIA DO EFLUENTE
Exemplos:
A) DBO5,20 = 250 mg/L
Vazão = 500 L/s
Carga Orgânica = 250 mg/L x 500 L/s
Carga Orgânica = 125.000 mg/s = 10.800 Kg/dia
B) DBO5,20 = 210 mg/L
Vazão = 500 L/s
Carga Orgânica = 210 mg/L x 500 L/s
Carga Orgânica = 105.000 mg/s = 9.072 Kg/dia
EXEMPLO DO CÁLCULO DA CARGA
ORGÂNICA TOTAL LANÇADA POR UM
MUNICÍPIO
C.O. = [(QTRAT X DBOTRAT) + (QNÃOTRAT X DBOESG.BRUTO)]
ONDE:
C.O.: Carga Orgânica
QTRAT: Vazão de esgoto tratado
DBOTRAT: DBO do esgoto tratado lançado
QNÃOTRAT: Vazão de esgoto não tratado
DBOESG.BRUTO: DBO do esgoto não tratado lançado
DADOS DO MUNICÍPIO
FICTÍCIO

POPULAÇÃO: 270.000 hab
 VAZÃO ESGOTO TOTAL: 43.200 m³/dia
 VAZÃO ESGOTO TRATADO: 13.220 m³/dia
 VAZÃO ESGOTO NÃO TRATADO: 29.980 m³/dia
 DBO ESGOTO BRUTO: 0,210 kg/m³
 ÍNDICE DE TRATAMENTO DE ESGOTO: 31%
CARGA ORGÂNICA LANÇADA
PELO MUNICÍPIO
APÓS TRATAMENTO
CARGA ORGÂNICA LANÇADA POR CADA ETE
CONCEPÇÃO DA ESTAÇÃO
DE TRATAMENTO DE
ESGOTO
VAZÃO (m³/dia)
DBO EFLUENTE
TRATADO (Kg/m³)
CARGA
ORGÂNICA
LANÇADA
(Kg/dia)
LAGOAS AERADAS
5184
0,008
41
RAFA + TANQUE DE
AERAÇÃO
4320
0,025
108
LODOS ATIVADOS POR
BATELADA
2592
0,010
26
FOSSA SÉPTICA + FILTRO
BIOLÓGICO
864
0,075
65
TANQUE IMHOFF
260
0,125
32
TOTAL
272
CARGA ORGÂNICA LANÇADA PELO
MUNICÍPIO
APÓS TRATAMENTO
C.O.= QTRAT X DBOTRAT
C.O. = 272 Kg/dia
CARGA ORGÂNICA
LANÇADA PELO MUNICÍPIO
SEM TRATAMENTO
CARGA ORGÂNICA LANÇADA PELO
MUNICÍPIO
SEM TRATAMENTO
C.O. = (43.200 m³/dia – 13.220 m³/dia) X 0.210 kg/dia
C.O. = 6.296 Kg/dia
CARGA ORGÂNICA TOTAL LANÇADA PELO
MUNICÍPIO
C.O.=[(QTRAT X DBOTRAT) + (QNÃOTRAT X DBOESG.BRUTO)]
C.O.TOTAL = 272 + 6.296 = 6.568 kg/dia
QUESTÕES A SEREM DISCUTIDAS COM O
PLENÁRIO

QUAL COEFICIENTE DE RETORNO A SER UTILIZADO?

COMO SERÃO AVALIADAS AS VAZÕES DE CADA ETE? SERÃO INSTALADOS
MEDIDORES AUTOMATIZADOS? SERÁ POSSÍVEL ADOTAR VAZÕES
ESTIMATIVAS

QUEM SERÁ O RESPONSÁVEL PELAS ANÁLISES LABORATORIAIS E EMISSÃO
DOS LAUDOS TÉCNICOS?

QUAL A PERIODICIDADE DE ANÁLISES A SEREM EFETUADAS PARA OS
EFLUENTES TRATADOS?

SERÁ A DBO O MELHOR PARÂMETRO PARA DETERMINAR AS CARGAS
ORGÂNICAS? NÃO PODERÍAMOS USAR A DQO, EM FUNÇÃO DAS VARIANTES
DA DBO? QUAL VALOR DE DBO SERÁ ADOTADO PARA O ESGOTO BRUTO SEM
TRATAMENTO?

SERIA VIÁVEL O CÁLCULO A PARTIR DA DBO PER CAPTA DE 54 g/hab.dia,
CITADO POR KARL IMHOFF, PRODUZIDA PELA POPULAÇÃO DE UMA CIDADE?

SERIA VIÁVEL CONSIDERARMOS APENAS O ASPECTO QUANTITATIVO
(VAZÃO) PARA COBRANÇA, DESCONSIDERANDO O ASPECTO QUALITATIVO
(CARGA POLUIDORA)?
Fórmula para cobrança pelo Uso dos Recursos Hídricos
1) Vazão Captada
Valor
cap
= (0,2 . Q
out
+ 0,8 . Q
real)
. PUB
cap
x K
cap classe
2) Consumo
Valor
cons
= (Q
capt
- Q
lanç)
. PUB
cons
3) Lançamento
Valor
DBO 5,20
= CO
DBO
. PUB
lanç
x K
lanç classe
DADOS PARA O MUNICÍPIO FICTÍCIO
22.000.000
m3/ano
Q real=
Q capt =
20.000.000
20.000.000
m3/ano
m3/ano
Q lanç =
C.O. DBO =
16.000.000
6.568
m /ano
Q
out
=
Parâmetros
PUB cap
PUB cons
PUB lanç
K cap classe
K lanç classe
Valor cap =
Valor cons =
Valor DBO 5,20 =
Total =
3
Kg
DBO/dia
Simulação 1
0,01
0,035
0,25
0,9
1
R$
R$
R$
R$
R$
183.600
140.000
599.330
922.930
76.911
Coeficiente de Redução
1º ano
20%
2º ano
40%
3º ano
60%
4º ano
80%
5º ano
100%
/
/
/
/
/
ano
ano
ano
ano
mês
R$
R$
R$
R$
R$
15.382,17
30.764,33
46.146,50
61.528,67
76.910,83
/
/
/
/
/
mês
mês
mês
mês
mês
ou K
cap subt
Fórmula para cobrança pelo Uso dos Recursos Hídricos
1) Vazão Captada
Valor
cap
= (0,2 . Q
out
+ 0,8 . Q
real)
. PUB
cap
x K
cap classe
2) Consumo
Valor
cons
= (Q
capt
- Q
lanç)
. PUB
cons
3) Lançamento
Valor
DBO 5,20
= CO
DBO
. PUB
lanç
x K
lanç classe
DADOS PARA O MUNICÍPIO FICTÍCIO
22.000.000
m3/ano
Q real=
Q capt =
20.000.000
20.000.000
m3/ano
m3/ano
Q lanç =
C.O. DBO =
16.000.000
6.568
m3/ano
Q
out
=
Parâmetros
PUB cap
PUB cons
PUB lanç
K cap classe
K lanç classe
Valor cap =
R$
Valor cons = R$
Valor DBO 5,20R$
=
Total =
R$
R$
Kg
DBO/dia
Simulação 2
0,01
0,02
0,1
0,9
1
183.600
80.000
239.732
503.332
41.944
Coeficiente de Redução
1º ano
20%
2º ano
40%
3º ano
60%
4º ano
80%
5º ano
100%
/
/
/
/
/
ano
ano
ano
ano
mês
R$
R$
R$
R$
R$
8.388,87
16.777,73
25.166,60
33.555,47
41.944,33
/
/
/
/
/
mês
mês
mês
mês
mês
ou K
cap subt