Os objetivos primordiais na implementação de uma ETAR passam pela redução da matéria orgânica na água residual, redução dos agentes patogénicos, compostos tóxicos e metais pesados e ainda reduzir e/ou eliminar a presença de determinados nutrientes como o azoto e o fósforo. O tratamento de águas residuais permite obter um efluente de qualidade controlada, livre de poluentes, que pode ser devolvido ao meio hídrico. Assim, são minimizados os impactes associados a esta atividade quer no meio ambiente quer à vida aquática.
Uma ETAR é composta por duas linhas de tratamento, uma para a fase sólida e outra para a fase líquida. A fase líquida, composta por várias etapas de tratamento, representa o tratamento
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da água residual. A fase sólida representa o tratamento dos sólidos removidos no tratamento da fase líquida, ou seja, representa o tratamento das lamas. Na Figura 5 estão representadas as fases de tratamento de uma ETAR.
2.2.1. Tratamento da fase líquida
O tratamento da fase líquida é composto por quatro etapas: inicialmente é aplicado um tratamento preliminar, seguido de um tratamento primário e posteriormente um secundário, finalizando, geralmente, com um tratamento terciário (Figura 5). O esquema de tratamento difere de instalação para instalação, pois depende de vários fatores, tais como, as características do afluente, dos VLE exigidos para a ETAR, entre outros.
Figura 5- Esquema das fases de tratamento de uma ETAR.
Afluente Tratamento Preliminar Tratamento Secundário Tratamento Terciário Efluente Tratamento Primário
Tratamento das Lamas
Fase líquida
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2.2.1.1. Tratamento preliminar
O tratamento preliminar destina-se a remover os sólidos grosseiros e as areias que se encontram presentes nas águas residuais (Simões, et al., 2008). Este processo tem como objetivos a proteção dos equipamentos de transporte das águas residuais, como as bombas e as condutas, evitando a sua obstrução, assim como a proteção das unidades de tratamento subsequentes (Sperling, 2007). Os mecanismos utilizados para a remoção são de ordem física, normalmente compostos por operações de gradagem, desarenamento e desengorduramento (Sperling, 2007).
2.2.1.2. Tratamento primário
As águas residuais, após passarem pelas operações correspondentes ao tratamento preliminar, contem sólidos suspensos sedimentáveis e sólidos flutuantes que têm de ser removidos. Sendo assim, são encaminhadas ao tratamento primário que é composto por unidades de sedimentação (Sperling, 2007). Para uma decantação mais rápida, em algumas instalações são adicionados agentes químicos para que ocorra uma coagulação. Assim, são formados flocos de maiores dimensões facilitando a sedimentação (Metcalf & Eddy, 2003).
A maior parte dos sólidos suspensos corresponde a matéria orgânica. Deste modo, uma parte da matéria orgânica presente na água residual é removida neste processo. Segundo Metcalf & Eddy 2003, aproximadamente 25 a 40 % da CBO5 e 50 a 70 % dos SST da água residual afluente
são removidos nesta etapa de tratamento.
Algumas ETAR não utilizam o tratamento primário, principalmente se estiverem inseridas em zonas com climas quentes. Pois, derivado a esse clima, os decantadores primários e a formação de lamas libertam odores que se podem agravar. Como alternativa, utilizam alterações ao processo comum de lamas ativadas (Metcalf & Eddy, 2003).
2.2.1.3. Tratamento secundário
Após o tratamento preliminar e primário, o efluente permanece com uma concentração elevada de matéria orgânica. Sendo assim, o objetivo desta etapa de tratamento consiste na remoção da matéria orgânica biodegradável (em suspensão ou dissolvida) e dos sólidos suspensos que não foram removidos nas etapas anteriores (Metcalf & Eddy, 2003) (Sperling, 2007). Também
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nesta fase de tratamento pode ocorrer a remoção de nutrientes, como o azoto e o fósforo (Metcalf & Eddy, 2003) (Sperling, 2007). Este tratamento também é conhecido como tratamento biológico uma vez que os processos são essencialmente biológicos. A remoção dos constituintes acima mencionados são realizados por microrganismos. Este tema é abordado pormenorizadamente no subcapítulo 2.3.
2.2.1.4. Tratamento terciário
Por último, em certas instalações, o efluente proveniente do tratamento secundário é encaminhado para o tratamento terciário. Este também é conhecido como o tratamento de afinação do efluente. É aplicado quando o efluente proveniente do tratamento secundário não cumpre os requisitos de qualidade para disposição final, ou seja, quando é necessário reduzir ou remover completamente a concentração de matéria orgânica e sólidos em suspensão (R.A. & G.L, 2006). Também é utilizado quando é necessário remover ou reduzir as concentrações dos nutrientes, caso estes não sejam removidos no tratamento secundário, uma vez que pode não ser objetivo desse tratamento. Sendo assim, é uma fase de tratamento indispensável quando se pretende alcançar elevados padrões de qualidades.
Existem vários processos físico/químicos de tratamentos terciários, nomeadamente, desinfeção, coagulação, decantação e floculação, troca iónica, osmose inversa, filtração, entre outros (Simões, et al., 2008). O processo de tratamento mais comum do tratamento terciário é constituído por uma filtração seguida de uma desinfeção (Metcalf & Eddy, 2003). A filtração tem como objetivo remover os sólidos que ainda permanecem no sistema, e a desinfeção remover os microrganismos patogénicos. A desinfeção pode ser efetuada através da adição de agentes químicos, como por exemplo, o cloro, ou através de radiação ultravioleta.
2.2.2. Tratamento da fase sólida
Ao longo da linha de tratamento das águas residuais ocorre a formação de lamas. Estas são classificadas como lamas primárias (provenientes do decantador primário) e secundárias (provenientes do decantador secundário). O sistema de tratamento de lamas de ETAR pode englobar um processo de espessamento, estabilização e desidratação (Simões, et al., 2008). Contudo, geralmente, o tratamento da fase sólida também é composto por um tratamento
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preliminar, como trituração e gradagem, para proteger os equipamentos dos processos seguintes e facilitar esse tratamento (Metcalf & Eddy, 2003).
2.2.2.1. Espessamento
Esta etapa de tratamento tem como finalidade a redução do volume de água presente nas lamas, aumentando a concentração de sólidos. Este também permite a homogeneização das lamas, através de pás que se encontram no interior do equipamento, e a redução da formação de odores, pois é em sistema fechado. Assim, o volume de lamas a tratar nos processos seguintes é menor, diminuindo os custos de investimento e otimizando esses processos. O espessamento pode ser realizado por vários processos, como por exemplo, espessamento gravítico, por flotação ou centrífugo (Metcalf & Eddy, 2003) (Simões, et al., 2008).
2.2.2.2. Estabilização
Este processo é empregue na redução e/ou eliminação dos agentes patogénicos, eliminação de odores provenientes das lamas e diminuição e/ou eliminação do potencial de putrefação (Simões, et al., 2008). Os métodos mais utilizados para o processo de estabilização são a estabilização química adicionando cal, a compostagem, a digestão anaeróbica, e a digestão aeróbia. Este processo é facultativo, não sendo implementado em todas as ETAR. A sua utilização depende do destino final das lamas, uma vez que se este for a agricultura não devem conter agentes patogénicos.
2.2.2.3. Desidratação
Esta etapa tem o objetivo de extrair o maior volume de água possível das lamas reencaminhadas do processo anterior (espessamento), levando a uma redução do volume muito superior quando comparado com o processo de espessamento. Ao reduzir o volume das lamas, há um menor custo do transporte e armazenamento destas, sendo importante para este processo a relação custo/beneficio. Existem vários equipamentos para efetuar este processo que são escolhidos, principalmente, consoante o tipo de lamas e o seu destino final (uso agrícola ou deposição em aterro). Os equipamentos normalmente utilizados para este processo são filtros, de banda ou prensa, ou centrífugas (Simões, et al., 2008).
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