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Impactes da Presença de Água do Estuário do Rio Tejo em

1. m le BY PASS BY PASS AGUABRUTA BY PASS BIOL GICO ELEVA O DELAMAS RECIRCULACAO EM DE LAMAS EXCESSO EXTERNA lt AREASTOR BIOL GICO ESPESSAMENTO MECAHICO REDE ESCORR NCIAS alc REDE ESCORR NCIAS ELEVA O DE SOB RENADANTES ESPESSAMENTO DE Lamas go guas Residuais Lamas Sobrenadantes Escorr ncias Areias Biog s Reagentes 89 90 Anexo Il Diagrama Linear Fase S lida e Gasosa ESPESSAMENTO DE LAMAS TANQUE DE HOMOGENEIZA O DIGESTORES ARMAZENAMENTO DE LAMAS CENTR FUGAS SILOS DE ARMAZENAMENTO EM EXCESSO DE LAMAS ESPESSADAS _ DIGERIDAS DE LAMAS POLIELECTR LITO ESCORR NCIAS E E E El E ul 5 Td ar LAMAS PRIM RIAS ESPESSADAS POLIELECTR LITO ELEVA O DE SOBRENADANTES DA ELEVA O DE LAMAS EM EXCESSO tl SM ll eco gt ESCORR NCIAS CA DEIRA UEIMADOR DE GAS EM GAS METRO EXCESSO ESCORRENCIAS gt A REDE ESCORRENCIAS Aguas Residuais Lamas Sobrenadantes Escorr ncias Areia
2. DECANTADORES PRIM RIOS REACTORES BIOL GICOS ESPESSADORES RECIRCULAGAO DE LAMAS EXTERNAS R CAMARA DE DISSIPA O GRADAGEM DESARENADORES DE ENERGIA ha CAMARA DE REPARTIGAO gt BY PASS a DEP SITO DE A GERAL REDE HOMOGENEIZAGAO y pu ESCORRENCIAS E Li AFLUENTE 4 Er a T __ REDE gt AFLUENTE CSCORRENCIAS GRAVITICN i LTIMA SALADO 2 En SONTENTOR AFLUENTE LA E TES ELEVA O DE AGUA BRUTA DRENAJES gt ESTA O DE ELEVA O DE ESCORR NCIAS INISIAL SLASSIFISADOR DEAREWS ELEVA O DE SOBRENADANTES a LAMAS ESPESSADAS I A REDE DE DRENAGEM QUE DE HOMOGENEIZA O DE CONCENTRADOR D SOBRENADANTES em REDE ESCORR NC AS EMISSARIO DESCARGA ETAR SEWAL CANAL DE DESINFEC O UV EU DEP SITODE HOMOGEN EZAGAO DECANTADORES SECUND RIOS ra m La REDE CPRR NCIAS
3. com base numa avalia o de percentil 95 com base numa avalia o do percentil 90 DL 135 2009 de 3 de Julho Suficiente 330 900 185 500 5 Tratamento de Lamas e Espessamento O espessamento tem como principais objectivos 1 redu o do volume das lamas 2 diminui o da variabilidade das condi es afluentes s etapas de tratamento de lamas 3 diminui o do custo de investimento associado ao tratamento de lamas 4 optimiza o do funcionamento dos processos de tratamento biol gicos e 5 optimiza o dos sistemas de desidrata o mec nica de lamas Metcalf amp Eddy 2003 Os principais tipos de espessamento s o 1 Grav tico 2 Flota o por ar dissolvido e 3 Mec nico Do espessamento grav tico evidenciam se o co espessamento na desidrata o prim ria e os espessadores grav ticos Por sua vez do espessamento mec nico evidenciam se as mesas de espessamento os crivos e tambores rotativos e as centrifugas e Estabiliza o Digest o anaer bia A estabiliza o tem como principais objectivos 1 reduzir os patog nicos 2 eliminar odores indesej veis e 3 inibir reduzir ou eliminar o potencial de putrefa o A estabiliza o permite reduzir o volume das lamas produzir metano e melhorar a desidrata o da lama Os principais m todos utilizados na estabiliza o das lamas s o 1 estabiliza o alcalina 2 digest o anaer bia 3 digest o a
4. Pela observa o da Figura 5 41 pode se concluir que 72 O desfasamento entre a hora em que ocorre a preia mar e a hora em que ocorre o pico m ximo de condutividade afluente E E do Breyner cerca de uma hora Este desfasamento muito menor do que o desfasamento em rela o ETAR isto porque refere se apenas ao tempo de percurso entre a rede de drenagem e a esta o elevat ria Tamb m na E E do Breyner vis vel a influ ncia que o aumento da cota de preia mar tem na condutividade afluente A Figura 5 42 evidencia a rela o entre a condutividade afluente a ETAR para diversas cotas de preia mar No Anexo VII podem encontrar se os resultados obtidos da varia o da condutividade para diversas cotas de preia mar y 43 043x 128 58x 7771 R 0 9594 35000 30000 5 25000 N N w 20000 mo mo 5 15000 Polinomial 10000 O 5000 0 AN awaAtnnr Mista NT ODOMNBRAN MOR WON mm Mn mm NArmMNMNMMNMMM FT Altura de Mar m Figura 5 42 Varia o da condutividade afluente a ETAR para diversas cotas de preia mar Como se pode observar na maioria das situa es medida que a cota de preia mar aumenta a condutividade afluente ETAR tamb m aumenta segundo o que observ vel pelo ajuste por m nimos quadrados dos dados fun o polinomial quadr tica donde se pode concluir que a condutividade afluente ETAR est relacionada com as infiltra es de gua estuarina na
5. es em fun o da express o dos diferentes componentes do efluente A Figura 2 1 apresenta as varia es de caudal das guas residuais em fun o da hora do dia Caudal m s Hora do dia h Metcalf amp Eddy Inc 2003 Figura 2 1 Varia es de caudal das guas residuais em fun o da hora do dia O Quadro 2 1 apresenta algumas das caracter sticas f sicas qu micas e biol gicas das guas residuais dom sticas n o tratadas Quadro 2 1 Caracter sticas f sicas qu micas e biol gicas das guas residuais dom sticas n o tratadas Caracter sticas das guas residuais F sicas Qu micas Biol gicas Teor em S lidos Org nicas Organismos Coliformes Turva o Car ncia bioqu mica de oxig nio Microrganismos espec ficos CBOs bact rias protozo rios v rus helmintas Cor Car ncia qu mica de oxig nio Toxicidade CQO Transmit ncia Carbono Org nico Total COT Odor Temperatura Inorg nicos Densidade Azoto amoniacal Condutividade Azoto org ncio Nitritos Nitratos F sforo total pH Alcalinidade Cloretos Sulfactos Metais Metcalf amp Eddy Inc 2003 O Quadro 2 2 apresenta as concentra es m dias de v rios constituintes presentes em guas residuais dom sticas n o tratadas classificadas como fracas m dias e fortes Quadro 2 2 Concentra es m dias de v rios constituintes presentes em guas residuais dom sticas n o tratadas Constitu
6. 1800 1000 1400 1200 1000 600 000 7500 10000 12500 15000 17500 20000 Salinidade ppm Irene et al 2001 Figura 2 3 Varia o do tempo para filtrar em fun o dos diferentes n veis de salinidade da lama com e sem adi o de qu micos 17 Pela an lise da figura 2 2 e 2 3 pode verificar se que quer para a resist ncia especifica de filtra o REF quer para o tempo para filtrar TPF medida que a salinidade aumenta estes diminuem quando n o h adi o de qu micos o que significa que h uma redu o na efici ncia de desidrata o para valores elevados de salinidade 2 3 5 Outros impactes e Corros o Biol gica de sistemas de guas residuais Nas guas residuais a principal fonte de enxofre o sulfato SO encontrando se normalmente numa concentra o de 40 200 mg L Araujo et al 2000 O sulfato pode ser reduzido a sulf drico pelas bact rias redutoras de sulfato BRS Este processo ocorre normalmente nos biofilmes e sedimentos sob condi es anaer bias Parande et al 2006 Em reas em que o escoamento lento o arejamento insuficiente e em que se registam elevadas temperaturas este tipo de fen meno observa se facilmente Hvitved Jacobsen et al 2000 O sulf drico est presente nas lamas essencialmente sob duas formas dependente do pH Uma vez que o pH das lamas cerca de 7 as duas formas s o H S e HS Eq 2 Yang et al 2005 A forma S n o tida em conta visto que a
7. 30000 25000 Mar 2 88 m 20000 Mar 3 68 m 15000 10000 5000 Condutividade us cm p Mar 4 02 m 20 50 70 100 120 180 Caixas de visita Figura 5 18 Varia o da condutividade ao longo do interceptor da Arrentela para algumas cotas de preia mar Pode verificar se que a medida que a altura de mar aumenta a condutividade afluente ao interceptor da Arrentela tamb m aumenta Contudo mesmo em situa es em que a altura de mar baixa existem infiltra es de gua estuarina no interceptor da Arrentela o que n o sucedia no interceptor da Amora A varia o da condutividade no caudal afluente caixa de visita 20 em fun o da altura de mar evidenciada na Figura 5 19 Verifica se um ajuste muito bom dos dados fun o logar tmica pelo m todo dos m nimos quadrados uma vez que o desvio m dio dos observ veis ao valor esperado praticamente nulo levando a que o R seja pr ximo de 1 y 8046 4In x 11955 Caixa 20 R 0 9429 30000 25000 20000 15000 10000 5000 Condutividade us cm 2 88 3 12 3 35 3 51 3 68 4 02 Altura de Mar m Figura 5 19 Varia o da condutividade na caixa de visita n mero 20 em fun o da cota de preia mar 55 Uma vez mais pode observar se que a medida que a altura de mar aumenta a condutividade tamb m aumenta Por m pode verificar se que este aumento de condutividade em fun o da cota de preia mar n o t o significa
8. MS Mat ria Vol til MV Metodologia Unidades Potenciometria Escala Sorensen Electrometria C Gravimetria mg L Gravimetria mg L Manom trico mg L O Gravimetria e mg L Gravimetria e mg L Os seguintes par metros foram monitorizados a partir de instrumenta o em linha com aquisic o autom tica Medic o de caudal na obra de entrada Medi o do oxig nio dissolvido nos tanques de arejamento 42 Resultados e Discussao 5 1 Dados obtidos A partir da an lise de campo efectuada foi poss vel identificar os principais pontos de infiltra o de gua estuarina em cada interceptor Os valores obtidos de condutividade ao longo de cada interceptor para cada situa o de preia mar encontram se representados nos Anexos IV V e VI Por outro lado atrav s da an lise efectuada ao caudal afluente ETAR na obra de entrada foi poss vel relacionar a varia o da condutividade no caudal afluente bruto com a varia o das alturas das mar s Deste modo a an lise dos resultados obtidos foi dividida em 4 partes 1 Dados obtidos no interceptor da Amora 2 Dados obtidos no interceptor da Arrentela 3 Dados obtidos no interceptor do Seixal e 4 Dados obtidos na ETAR 5 1 1 Interceptor da Amora A Figura 5 1 apresenta o esquema do Interceptor da Amora com a respectiva representa o das caixas de visita que foram analisadas para medi o do par metro condutividade Interceptor da Amora F
9. Rela o ente a carga de salinidade afluente ao interceptor da Amora e ao interceptor da Arrentela para diversas cotas de preia mar 75 Podemos assim verificar que o interceptor da Arrentela apresenta um maior contributo de carga de salinidade para todas as alturas de mar com excep o da altura de mar de 4 02 m em rela o ao interceptor da Amora Isto deve se ao facto de que o interceptor da Arrentela possui uma grande deteriora o do bet o constituinte das caixas de visita permitindo infiltra es de gua estuarina para qualquer cota de preia mar Por sua vez no interceptor da Amora tais infiltra es de gua estuarina s ocorrem quando a cota a que as v lvulas de mar s est o instaladas atingida ou por entregas da rede em baixa A raz o pela qual o contributo da carga de salinidade maior no interceptor da Amora em rela o ao interceptor da Arrentela para uma altura de mar de 4 02 m deve se precisamente ao facto de que a cota de uma das caixas de visita da rede em baixa que depois tem entrega na rede da SIMARSUL foi alcan ada permitindo a entrada de grandes volumes de caudal estuarino Na Figura 5 46 mostra se a rela o entre o caudal do interceptor da Amora e o caudal do interceptor da Arrentela para diversas cotas de preia mar 6000 5000 4000 3000 p em 2000 Arrentela Caudal m d 1000 2 88 3 12 3 35 3 51 4 02 Altura de mar m Figura 5 46 Rela o entre o caudal a
10. Segundo Kargi amp Dincer 1997 os principais problemas encontrados no tratamento biol gico de guas residuais com elevada salinidade podem ser resumidos em quatro categorias principais 1 Limite da extens o de adapta o as culturas convencionais n o podem ser utilizadas para tratar guas residuais salinas com concentra es de sais superiores a 3 5 2 Sensibilidade as varia es nas trocas i nicas mudan as nas concentra es de sais de 0 5 2 causa efeitos severos no desempenho do sistema Mesmo com culturas aclimatadas necess rio que a composi o i nica se mantenha constante para se obter um adequado desempenho do sistema 3 Redu o das cin ticas de degrada o as taxas de degrada o biol gicas dos compostos org nicos diminuem com o aumento da concentra o de sais Portanto as guas residuais salinas devem ser tratadas com baixas raz es F M 4 Elevadas concentra es de s lidos suspensos no efluente a presen a de salinidade nas guas residuais reduz a popula o de protozo rios e organismos filamentosos provocando assim baixas efici ncias de sedimenta o e elevadas concentra es de s lidos suspensos no efluente 2 3 2 Inibi o do processo de digest o anaer bia Na digest o anaer bia os microrganismos respons veis pela fase da acidog nese diferem bastante dos microrganismos respons veis pela metanog nese em termos de fisiologia necessidades nutricionais cin ticas de cresci
11. dia da gua do mar de 35 o que equivalente a uma solu o de sal de 3 5 O Oceano Atl ntico que banha a costa portuguesa apresenta uma salinidade m dia de 3 5 No estu rio do Tejo esse valor andar pr ximo dos 2 5 25 g l de sais dissolvidos predominantemente Na e CI Em oceanografia a salinidade medida em unidades adimensionais denominadas PSU Practical Salinity Units determinada com base na rela o directa entre condutividade el ctrica da gua e a sua salinidade O quadro 2 6 mostra a quantidade de i o presente na gua do mar Quadro 2 6 Quantidade de i o presente na gua do mar Cati es Nat Mg Cat Kt Srt Ani es Cir Soz HCOs Cos B OH F OH B OH Total g ldo por kg Agua do mar 10 7838 1 2837 0 4121 0 3991 0 0079 19 3529 2 7124 0 1070 0 0672 0 0161 0 0080 0 0013 0 0001 0 0194 35 1710 Adaptado de Libes 2009 11 2 2 1 Condutividade A condutividade el ctrica CE de uma agua mede a capacidade que uma solucdo tem para conduzir corrente el ctrica Uma vez que a corrente el ctrica transportada pelos ides presentes na solu o a condutividade aumenta medida que a concentra o de i es tamb m aumenta Deste modo os ides maiorit rios s o respons veis pela maior parte da condutividade da gua do mar visto serem os que t m maiores concentra es A conductividade el ctrica no sistema internacional SI vem expressa em MiliSi
12. es constantes na gua do mar porque as concentra es s o alteradas por reac es qu micas O Quadro 2 5 mostra as classifica es dos materiais presentes na gua do mar e as gamas de concentra es aproximadas Quadro 2 5 Classifica o dos materiais presentes na gua do mar e as respectivas gamas de concentra es a Gama de Categoria as Concentra es Elementos l es gt 50 mM Maiorit rios 10 at 50 mM El ae 0 1 at 10 mM Minoritarios 0 1 at 10 uM Oligoelementos 1 at 100 nM lt 1nM Gases moleculares lt mM Mat ria org nica dissolvida ng L at mg L C Carbono inorg nico incluindo HCO e C037 B Boro inorg nico incluindo B OH e B OH Adaptado de Libes 2009 Exemplos CU Nat Mg SO2 Ca K C Br Na 9 B 02 g Si Sr F NO Li Ar g PO3 Rb I Ba2 V As U H Ne g Ni Kr g Zn Cu Cr He g Se Sb Al Ti Be2 Mn Fe Co Ga Ge Y Zr Cd Xe 9 CH CO CO N20 Freon Amino cidos l pidos materiais h micos compostos organomet licos Os ides maiorit rios constituem cerca de 99 8 da massa de solutos dissolvida na gua do mar S o cloreto e o s dio representam s por si 86 Os principais ocean grafos desenvolveram o termo salinidade para se referirem massa de sais dissolvidos numa dada massa de gua do mar 10 S 1 kg gua do mar g i es inorg nicos dissolvidos x 100 1 A salinidade m
13. menor do que o efeito provocado pela altura de mar 3 40 m 28300 US cm Isto porque durante o dia o caudal de gua residual superior ao que ocorre durante a noite e deste modo o caudal afluente ETAR sofre dilui o com a gua residual fazendo com que desta forma a condutividade afluente ETAR seja menor Pela an lise da Figura 5 40 pode verificar se uma vez mais que quando a preia mar ocorre durante a noite o desfasamento entre a hora da preia mar e a hora em que ocorre o pico m ximo de condutividade afluente ETAR de cerca de 8 horas Por outro lado pode observar se que quando a preia mar ocorre durante o dia o desfasamento de cerca de 6 horas como tinha se observado anteriormente Condutividade uS cm 40000 4 5 35000 4 3 5 30000 E 3 q 25000 a E 25 8 20000 2 E 15000 Condutividade 1 5 gt Altura Mar 10000 1 5000 0 5 0 0 r tT FT TOD oo 0d 0d 0d ge FT 7 YT Y Y vs Y FT FTF 0 YA Y Y 91 91000 0 0 INN Y Y Y Y Y SY SY SY TY TY T TN SHINE IK SS S NGER SS S S m O O O oo oo co oo oo co COU CO Tin nd ctl AAA A ANA NON N Horas Figura 5 40 Rela o entre a condutividade registada ao longo de um dia na ETAR com as alturas de mar ocorrentes nesse dia baixa mar e preia mar Uma vez mais verifica se que apesar da cota de preia mar que ocorre durante a noite ser menor do que a cota de preia mar que ocorre durante o dia o efeito na condutividade afluente ETAR mu
14. s Armazenamento de lamas digeridas incluindo um dep sito com 700 m de volume 1 agitador e 3 2 1R bombas mono de alimentac o as centr fugas Desidratac o de lamas incluindo 2 centr fugas de desidratac o com doseamento de polielectr lito 1 parafuso transportador e 1 bomba de lamas desidratadas Armazenamento de lamas desidratadas incluindo 2 silos de 120 m de capacidade 3 3 Problemas actualmente existentes na ETAR do Seixal A intrus o salina proveniente das infiltra es de gua do Estu rio do Tejo na rede de drenagem apresenta consequ ncias em todas as linhas de tratamento presentes Na linha l quida verificam se s rias perturba es na separa o s lido l quido Figura 3 3 podendo conduzir perda de s lidos na etapa de decanta o secund ria o que coloca em risco o cumprimento da licen a de descarga quer devido perda de s lidos em si quer devido diminui o da transmit ncia do efluente podendo reduzir substancialmente a efic cia da etapa de desinfec o 32 OD ACTS eo a mad IS ATA JO E am o A Jan S e Ge OP Figura 3 3 Decantador secund rio O Quadro 3 8 apresenta o registo de tr s datas em 2014 em que o valor limite da licen a de descarga foi ultrapassado visto que o valor m ximo admiss vel de SST sa da da linha de tratamento de 35 mg L Quadro 3 8 Registo dos dias em que o valor limite da licen a de descarga
15. 13620 3 46 16890 3 49 14580 3 60 14470 3 65 17070 3 67 17450 3 68 22300 3 82 20380 3 83 26800 3 86 26900 3 97 26900 3 98 29800 4 02 31000 102 Anexo VIII Balan o de Massas para a E E do Seixal E E Porto da Raposa e para a ETAR Altura Mar m Condutividade us cm Salinidade mg L Caudais m d Carga kg d EE P R Seixal ETAR EE P R Seixal ETAR EE P R Seixal ETAR EE P R Seixal ETAR 3 12 5200 36800 11000 2889 20444 6111 6855 850 6951 19803 17378 42478 3 51 12700 37000 14600 7056 20556 8111 8460 942 8352 59690 19363 67744 4 02 24500 42400 31000 13611 23556 17222 8297 1599 12625 112931 37665 217431 103 104 Anexo IX Balan o de Massas para o interceptor da Arrentela interceptor da Amora e E E Porto da Raposa Altura Condutividade uS cm Mar m Arrentela E E Porto da Raposa 3650 5200 8200 12700 24500 Amora 70 20 10470 19100 22300 22900 25100 1760 1744 2480 6720 24000 Salinidade mg l Amora 70 978 969 1378 3733 13333 Arrentela E E Carga kg d Caudal m d E E Porto da Raposa Amora Arrentela E E Porto Amora Arrentela 20 Porto da Raposa 2028 2889 4556 7056 13611 14663 19803 36522 59690 112931 5817 10611 12389 12722 13944 105 106
16. 2 entregas da rede em baixa e 3 aus ncia ou mau funcionamento da v lvula de mar instalada na descarga de emerg ncia As principais medidas identificadas no plano de ac o de modo a minimizar as intrus es salinas s o 1 Altera o ou Substitui o das v lvulas mar s 2 Realiza o de uma inspec o v deo com o objectivo de compreender o estado de conserva o dos colectores 3 Investimento para melhoria da infraestrutura de modo a n o permitir infiltra es Todas estas medidas dever o ser devidamente articuladas com a C mara Municipal do Seixal para que esta participe na resolu o das problem ticas relacionadas com a rede em baixa Palavras chave guas salinas tratamento biol gico de guas residuais cloreto de s dio inibi o da digest o anaer bia vii viii Abstract In coastal areas is common occurs infiltration of saline waters into sewers Such infiltrations cause negative effects in wastewater treatment plants Problems in biological treatment and secondary sedimentation inhibition anaerobic digestion and degradation of quality of biogas formation of precipitates in the anaerobic digestion step and dewatering difficulties in thickening and dewatering of sludges oxidation of the materials and equipments caused by chlorides and corrosion of concrete due to the formation of sulphide are the main effects from the treatment of wastewaters with high salinity The present work studied the inter
17. 5 3 Quadro 5 3 Resumo dos principais problemas encontrados no interceptor do Seixal Caixa By pass 15 Condutividade Mar 2 z m Maxima Registada Origem do Problema Figura Notas HS cm N o se encontra instalada oa 3 12 47000 eel Do 5 33 superior a 3 90 metros descarga de emerg ncia rena E da EE Duas entregas da rede baixa alt t 3 12 42700 Entrega da rede em baixa 5 34 a amen carregadas de agua do estuario 3 12 38900 Fuga em tamp o de 5 35 Tamp o de coletor liga o fora de servi o desativado danificado Entrega da rede em baixa altamente 3 12 38900 Entrega da rede em baixa 5 36 carregada de gua do estu rio mesmo com mar s de 1 1 metros Intercetor que sofre fen menos de intrus o em todas as preia mar tendo sido usada uma mar de 3 12 metros como refer ncia 65 As figuras 5 33 5 34 5 35 e 5 36 mostram os principais problemas que est o na origem da intrus o salina nas caixas de visita Figura 5 34 Entrega de gua de mar pela Figura 5 33 Marca da entrada de rede em baixa na caixa 8 caudal pela caixa de descarga de emerg ncia da EE Figura 5 35 Entrada de gua pelo tamp o do colector danificado Figura 5 36 Entrega de gua de mar pela rede em baixa na caixa 15 66 Condutividade us cm 5 1 4 ETAR A Figura 5 37 representa a varia o da condutividade e do caudal ao longo de um dia em que as preias mar ocorreram as 01 00 e as 1
18. Constitui o da Rede de Drenagem do Seixal 1 ETAR 7 Esta es Elevat rias 7 Condutas Elevat rias num total de 5 885 m 10 Emiss rios Grav ticos num total de 9 896 m 11 Interceptores Grav ticos num total de 5 890 m 1 Emiss rio Revers vel de interliga o com o Subsistema de Cucena As redes grav ticas a montante de cada esta o elevat ria est o dotadas de dispositivos de descarga de emerg ncia ligados rede pluvial ou directamente ao meio receptor de forma a permitir a descarga directa aquando da impossibilidade de funcionamento da rede numa eventual situa o de emerg ncia Na Figura 3 1 apresenta se a constitui o da rede de drenagem do subsistema do Seixal Os interceptores representados a vermelho s o os interceptores novos ou seja que j foram renovados pela SIMARSUL e os interceptores representados a azul s o os interceptores que ainda n o foram renovados sendo bastante antigos 21 Beam Interceptor do Seixal Alian a omp Portuguesa we resca CE do Breyner a N EM do Breyner EE do Breyner a ox 1 EM da Quinta 3 Cabo da da Fidalga Ergio Nacional 15 EM Ligac o has ARRENTELA PS E Interceptor de a 3 pacas de Galo iterceptor da 7 Emiss rio da E Interceptor de ita do Dami o gt Hd y Torre da Marinha Vale da Abelha gt 3 So we et P Interceptor de Zi O A die ear do Marco de Re p EE do J sal x fa do Marco yA Interceptor de
19. OR WDA DOAN M Y YA e e oe Os DO OO oo oo co co co co co Add Horas Figura 5 39 Rela o entre a condutividade registada ao longo de um dia na ETAR com as alturas de mar ocorrentes nesse dia baixa mar e preia mar Pode assim verificar se que e Quando a preia mar ocorre durante o dia existe um desfasamento de cerca de 5 a 6 horas entre a hora em que ocorre a preia mar e a hora em que ocorre o pico m ximo de condutividade afluente ETAR 69 e Por sua vez quando a preia mar ocorre durante a noite o desfasamento entre a hora de preia mar e hora em que registado o pico maximo de condutividade afluente a ETAR aumenta sendo cerca de 7 8 horas e Estes desfasamentos s o justificados pelo tempo de percurso que a agua residual demora da rede de drenagem at ETAR e pelo tempo que o po o da E E do Breyner demora a encher e A diferen a de o desfasamento que ocorre durante o dia ser menor do que o desfasamento que ocorre durante a noite resulta do facto de que durante o dia o caudal de gua residual muito superior devido aos consumos da popula o Deste modo como existe mais caudal durante o dia o po o da E E do Breyner enche mais facilmente pelo que a E E bombeia mais caudal para a ETAR e Apesar de a cota de preia mar que ocorre durante o dia ser superior 3 59 m cota de preia mar quer ocorre durante a noite 3 40 m o efeito da altura de mar 3 59 m na condutividade afluente ETAR 26800 US cm
20. Problemas associados ao tratamento de guas residuais com elevada salinidade cccconcncncn 12 CaSO O E AA RR RPE RT PRE DRE TITTEN ERRAR MN NN 21 3 1 Rede de Drenagem do Subsistema do Seixal cccccccccecssssssscecececseseeececececeeseeseeceescseseeeaeseeseseseseaeees 21 3 2 ETAR O NN 24 3 3 Problemas actualmente existentes na ETAR do Seixal ooooncccnoncccncccnonnnoncnononcnnnnnononcnnno nono nnnnnc cnn nnanncnnnns 32 Metodologia 5 2 0 POSAR ROEDOR DOR A A A PERDER ERES 39 4 1 Descri o do Procedimento cranienne em iie ei ieai i niii E e a iaai o Eei ET 39 4 2 Materials e M todos eiie anina r naaie Eas NO 41 Resultados DISCUSS O iss noiosi ins nn a a dnde n ease Aeiio dO 43 BT Dad OS Obtidos iii ea Hu BER De dai Ss all Do da enge 43 5 2 Propostas de Medidas de Minimiza o ccccecsessscecececsessssesecececseseaesecececeesesaeseseesceeseaeaeeeeseeesenaaeees 77 CONCIUS ES u EE EAEE ea dar DO E EEA ETE EE Hari 81 Refer ncias sk centra eet a iaa a aa E AA EEE O e dd e Ads 83 AEOS a a A E E E E EEE 89 xi xii Lista de Figuras Figura 2 1 Figura 2 2 Figura 2 3 Figura 2 4 Figura 2 5 Figura 3 1 Figura 3 2 Figura 3 3 Figura 3 4 Figura 3 5 Figura 3 6 Figura 3 7 Figura 4 1 Figura 5 1 Figura 5 2 Figura 5 3 Figura 5 4 Figura 5 5 Figura 5 6 Figura 5 7 Figura 5 8 Figura 5 9 Figura 5 10 Figura 5 11 Figura 5 12 Figur
21. Waste Treatment Systems to Changes in Salt Concentrations Biotechnology and Bioengineering Vol 10 483 496 Koster W Rinzema A De Vegt A L amp Lettinga G 1986 Sulfide inhibition of the methanogenic activity of granular sludge at various pH levels Water Research Vol 20 1561 1567 Kroeker E J Schulte D D Sparling A B amp Lapp H M 1979 Anaerobic treatment process stability Journal of Water Pollution Control Federation Vol 51 718 727 Kugelman I J amp McCarty P L 1965 Cation toxicity and stimulation in anaerobic waste treatment Slug feed studies Journal of Water Pollution Control Federation Vol 37 97 116 Lawton G W amp Eggert C V 1957 Effect of high sodium chloride concentration on trickling filter slimes Journal of Water Pollution Control Federation Vol 29 No 11 1228 1236 Lefebvre O amp Moletta R 2006 Treatment of organic pollution in industrial saline wastewater A literature review Water Research Vol 40 3671 3682 Lewis E L amp Perkin R G 1978 Salinity its definition and calculation Journal of Geophysical Research Vol 83 466 478 Libes S M 2009 Introduction to Marine Biogeochemistry 2 ed Conway South Carolina Elsevier Inc Licen a de Utiliza o de Recursos H dricos para Rejei o de guas Residuais da ETAR do Seixal 2012 85 Ludzack F J amp Noran P K 1965 Tolerance of hi
22. da ETAR 36 7 Figura 3 7 Corros o do bet o pelo cido sulf rico 37 38 Metodologia 4 1 Descri o do Procedimento Ap s observa o dos problemas existentes na ETAR e tendo consci ncia dos efeitos que estes acarretam para o desempenho da ETAR quer ao n vel do tratamento mas tamb m da pr pria infraestrutura implementou se uma campanha de monitoriza o do caudal afluente ETAR Atrav s desta campanha de monitoriza o percebeu se que a causa do problema residia na rede a montante da ETAR visto que a condutividade medida no caudal afluente ETAR era bastante elevada devido s infiltra es ocorrentes na rede de drenagem e que tinha como contributo o n vel da mar Mediante esta conclus o foi implementada uma campanha estruturada de monitoriza o na rede grav tica tendo como base as seguintes avalia es e Numa primeira fase analisou se a rede de drenagem do Subsistema do Seixal e verificou se que parte desta se situava em zonas circundantes do Estu rio do Tejo e Numa segunda fase efectuou se uma avalia o do estado de conserva o dos colectores e verificou se que muitos deles j eram bastante antigos e estavam significativamente deteriorados Tendo em considera o estas duas an lises compreenderam se quais os interceptores em que se devia actuar com maior prioridade de forma a minimizar tanto os impactes que estes t m ao n vel do sistema de tratamento na ETAR como inclusi
23. da caixa de visita Na caixa 280 como se pode observar os valores de condutividade aumentam isto porque o grau de intrus o pela descarga de emerg ncia e pelo bet o constituinte da mesma tamb m aumenta Altura de mar 4 02 m 50000 45000 mol N Eo FA A A 30000 f cue o 25000 ee 3 20000 5 E 15000 3 10000 5000 0 70 80 120 280 340 350 380 410 Caixas de Visita Figura 5 7 Varia o da condutividade ao longo do interceptor da Amora para uma altura de mar de 4 02 metros Para uma altura de mar de 4 02 m verifica se o pior cen rio poss vel visto que para al m de ocorrer intrus o salina nas caixas 340 280 e 200 como viria a suceder anteriormente e este efeito ser mais not rio neste caso ocorre tamb m intrus o salina na caixa 410 o que n o se verificava nas situa es anteriores A raz o pela qual isto acontece que para esta cota de preia mar ocorre intrus o salina na rede em baixa e a caixa 410 recebe duas liga es de descarga de pluviais provenientes da rede em baixa Na Figura 5 8 apresentam se os valores de condutividade obtidos na Caixa 70 do Interceptor da Amora para um conjunto diferente de cotas de preia mar Caixa 70 y 783 28e0 6867x R 0 9852 30000 25000 20000 15000 10000 Condutividade us cm 5000 3 12 3 35 3 51 3 73 4 02 Altura de Mar m Figura 5 8 Variac o da condutividade na caixa 70 para diversas cotas de preia mar Pela an lise da
24. de solucionar a problem tica em quest o 82 Refer ncias Anderson G K Donnelly T amp Mckeown K J 1982 Identification and control of inhibition in the anaerobic treatment of industrial wastewater Process Biochemistry Vol 17 28 32 APHA 1999 Standard Methods for the Analysis of Water and Wastewater Ara jo A L C Oliveira R Mara D D Pearson H W Silva S A 2000 Sulphur and phosphorus transformations in wastewater storage and treatment reservoirs in northeast Brazil Water Science amp Technology Vol 42 203 210 B scaran G M 2003 Formaci n de dep sitos de estruvita en EDARs Ingenier a Quimica Batista J R amp Jeong H J 2006 Prediction of struvite formation potential in EBPR digested sludge Water Environmental Foundation Booker N A Priestley A J amp Fraser I H 1999 Struvite Formation in Wastewater Treatment Plants Opportunities for Nutrient Recovery Environmental Technology Vol 20 777 782 Chen Y Cheng J J amp Creamer K S 2007 Inhibition of anaerobic digestion process A review Bioresource Technology Vol 99 4044 4064 Colleran E Finnegan S amp Lens P 1995 Anaerobic treatment of sulphate containing waste streams Antonie van Leeuwenhoek Vol 67 29 46 Colleran E Pender S Phipott U O Flaherty V amp Leahy B 1998 Full scale and laboratory scale anaerobic treatment of citric acid product
25. de SST sa da da linha de tratamento foi excedido Data SST mg l 26 03 2014 55 20 05 2014 36 29 05 2014 40 Na linha s lida as flutua es da qualidade do floco de lama introduzem varia es na qualidade do espessamento mec nico podendo reduzir a efici ncia do espessamento Por sua vez 33 esta redu o de efici ncia implica uma maior aflu ncia de caudal digest o prejudicando esta etapa nomeadamente no que respeita produ o de biog s diminui o na qualidade e volume produzido Tamb m tende a ocorrer uma maior perda de s lidos atrav s da escorr ncia s lidos esses que retornam cabe a da ETAR obrigando a novo disp ndio de energia para o seu transporte para posterior oxida o O Quadro 3 9 apresenta o registo de algumas datas em 2014 em que se verificou que a efici ncia do espessamento foi reduzida sendo valores abaixo de 20 000 mg L considerados indicadores de mau espessamento Quadro 3 9 Registo dos dias em que a efici ncia de espessamento foi reduzida em resultado das flutua es de qualidade do floco de lama Data MS mg L 21 01 2014 18 000 1 7 05 03 2014 17 000 1 7 01 07 2014 14 500 1 4 05 08 2014 17 000 1 8 02 09 2014 13 000 1 3 Na desidrata o mec nica observa se a forma o do mineral estruvite Figura 3 4 Este mineral tende a incrustar nas tubagens da linha de lamas bem como nas centr fugas respons veis pela desidrata o mec nica A acumula o de estruv
26. de preia Ma ea eraa aaae Aa ae ea Aa aa aE EE E a a Ea AEE E Eae 74 Figura 5 44 Rela o entre a carga de salinidade afluente ETAR para diversas cotas de preia mar 75 xiv Figura 5 45 Rela o ente a carga de salinidade afluente ao interceptor da Amora e ao interceptor da Arrentela para diversas cotas de preia Mab ccccccccccccssssssssecececeesesesesececseseeeseeeeecesseseaaeseeeesseeeeaaees 75 Figura 5 46 Rela o entre o caudal afluente ao interceptor da Amora e ao interceptor da Arrentela para diversas cotas de preia mar ccccsessccccecsssesessececececseeasececececseeeaeseeeeeceesesessesececeesesasaeseesceeseneaeseeees 76 XV xvi Lista de Quadros Quadro 2 1 Caracter sticas f sicas qu micas e biol gicas das guas residuais dom sticas n o tratadas 4 Quadro 2 2 Concentra es m dias de v rios constituintes presentes em guas residuais dom sticas n o tratadas se A A ide 5 Quadro 2 3 Valores dos par metros microbiol gicos relativos s guas conqu colas balneares e destinadas a eri naa nica 8 Quadro 2 4 Valores dos par metros microbiol gicos relativamente a qualidade das guas balneares 8 Quadro 2 5 Classifica o dos materiais presentes na agua do mar e as respectivas gamas de CONCENTACOS citan cacdennmsstciscnscnaeceasettndensoaneumestadecacacancenseslefenseedaaeessheasedadeuscensettatandsetuamasseatecednadhd 10 Quadro 2 6 Quantida
27. figura podemos verificar que a medida que a cota de preia mar aumenta a condutividade afluente a caixa 70 tamb m aumenta Os dados empiricos obtidos parecem evidenciar uma excelente correla o entre a condutividade e a altura de mar conforme se pode constatar por um coeficiente de Pearson muito pr ximo da unidade quando os dados s o ajustados por um modelo exponencial atrav s do m todo dos m nimos quadrados A import ncia de realizar uma an lise caixa 70 que esta recebe os caudais provenientes de todas as outras caixas do interceptor da Amora e n o recebe mais nenhum caudal para al m deste Este facto de extrema import ncia pois desta forma podemos compreender qual o contributo que o interceptor da Amora tem na condutividade afluente ETAR 49 A caixa 20 a ltima caixa do interceptor da Amora Figura 5 9 Contudo esta recebe para al m do caudal proveniente do interceptor da Amora o caudal proveniente do Interceptor da Arrentela Depois da jun o destes dois caudais na caixa 20 o caudal total encaminhado para a E E Porto da Raposa Caixa 20 25000 20000 15000 10000 5000 Condutividade us cm 3 12 3 35 3 51 3 73 4 02 Altura de Mar m Figura 5 9 Varia o da condutividade na caixa 20 para diversas cotas de preia mar Pela an lise da Figura 5 9 pode se verificar que para uma altura de mar de 3 12 m o valor de condutividade da caixa 20 de 9000 uS cm sendo muito superior ao valor
28. figuras 5 10 5 11 5 12 5 13 5 14 5 15 e 5 16 mostram a origem da intrus o salina em cada caixa de visita 51 52 Figura 5 10 Aflu ncia de mar registada na caixa 410 Figura 5 12 Rotura na caixa de visita 340 Figura 5 13 Entrada de gua pela descarga de Figura 5 14 Admissdo de agua pela selagem de emerg ncia descarga de emerg ncia Figura 5 15 Mau funcionamento da v lvula mar Figura 5 16 V lvula de mar da descarga da caixa 200 53 5 1 2 Interceptor da Arrentela A Figura 5 17 apresenta o esquema do Interceptor da Arrentela com a respectiva representa o das caixas de visita que foram analisadas para medi o do par metro condutividade EE da Arrentela Interceptor da Arrentela Figura 5 17 Interceptor da Arrentela com a respectiva representa o das caixas de visita No Interceptor da Arrentela o diagn stico tende a ser diferente do verificado no Interceptor da Amora De facto no Interceptor da Arrentela a altura da mar n o exerce uma influ ncia t o significativa no n vel de intrus o uma vez que se observa infiltra o de gua independentemente do n vel da mar Isto deve se ao facto de a infraestrutura estar bastante degradada permitindo constantemente infiltra es de gua estuarina A Figura 5 18 mostra a varia o da condutividade ao longo do Interceptor da Arrentela para diferentes cotas de preia mar 54 50000 45000 40000 35000
29. j material suficiente para que sejam postas em pr ctica algumas ac es que visem minimizar no imediato os fen menos de intrus o salina que se verificam no Munic pio do Seixal Desta forma passam se a listar por infraestrutura um conjunto de opera es a implementar com o objectivo de iniciar a resolu o das problem ticas em quest o Interceptor da Amora e Caixa 410 Dado o facto do problema identificado na caixa 410 estar diretamente relacionado com quest es da rede pluvial cuja gest o da responsabilidade da CM Seixal sugere se que sejam estabelecidos contactos com esta entidade no sentido de avaliar a possibilidade de desactivar as duas liga es existentes rede da SIMARSUL neste ponto ou caso esta hip tese n o exista de avan ar com a coloca o de v lvulas de mar para minimiza o do problema 77 Caixas 340 280 e 200 Nestes tr s casos prop e se que seja avaliado o funcionamento das v lvulas de mar existentes cuja instala o foi da responsabilidade da Simarsul procedendo se sua altera o ou substitui o caso tal seja necess rio Dever tamb m ser considerada a repara o imediata do bet o das caixas 340 e especialmente da caixa 280 Recomenda es Gerais Dada a idade avan ada da infraestrutura e o grau de degrada o apresentado recomenda se um exame mais rigoroso e minucioso ao estado de conserva o da mesma nomeadamente com recurso a inspec o v deo Deseja
30. recircula o e 2 1 1R bombas de purga de lamas em excesso Desinfec o em canais por meio de raios UV e um segundo canal de by pass Medi o final de caudal de gua tratada em descarregador rectangular Linha de Tratamento da Fase S lida Espessamento O espessamento de lamas prim rias realizado nos decantadores espessadores As lamas s o purgadas por gravidade de forma temporizada e regul vel pelo operador em fun o das caracter sticas da gua bruta e do grau de espessamento desejado lamas No tratamento biol gico as lamas em excesso s o extra das directamente da recircula o de O processo de espessamento de lamas biol gicas completa se com um equipamento de prepara o e dosagem de polielectr lito 29 e Estabiliza o Anaer bia As lamas prim rias espessadas e as lamas biol gicas em excesso s o homogeneizadas numa c mara de mistura As lamas homogeneizadas s o elevadas da c mara de homogeneiza o para os dois digestores A agita o e o aquecimento de lamas feita atrav s de um efeito de air lift devido injec o de g s em press o num tubo interior enquanto na caixa exterior circula gua quente e Desidratac o de Lamas O sistema de desidrata o de lamas constitu do por duas centr fugas e foi dimensionado para operar 7 horas dia e 5 dias por semana considerando as condi es de funcionamento do ano de arranque de projecto A lama a desidratar em conjunto co
31. rede e que depende das varia es das alturas da mar Contudo a evolu o da condutividade com a altura da mar n o segue uma tend ncia linear o que significa que para alturas de mar menores o aumento da condutividade derivado do aumento da altura da mar inferior ao aumento da condutividade para maiores alturas de mar Este resultado expect vel uma vez que para alturas de mar maiores h mais fontes que contribuem para o aumento da salinidade afluente ETAR tal como se pode constatar pelo cruzamento da informa o presente nos gr ficos das figuras 5 6 e 5 7 Por ltimo com o objectivo de compreender qual a EE que contribui de forma mais significativa na salinidade afluente ETAR e por conseguinte compreender qual o interceptor com maior contributo realizou se um balan o de massas para cada situa o cujos c lculos se mostram no Anexo VIII e no Anexo IX 73 A Figura 5 43 mostra a rela o entre a carga de salinidade afluente E E Porto da Raposa e a carga de salinidade afluente E E do Seixal para diversas cotas de preia mar 120000 100000 80000 60000 E E Porto da Raposa 40000 E E do Seixal Carga afluente kg d 20000 3 12 3 51 4 02 Altura de Mar m Figura 5 43 Rela o entre a carga de salinidade afluente E E do Porto da Raposa e E E do Seixal para diversas cotas de preia mar Pela an lise da mencionada Figura podemos verificar que o maior contributo de carga
32. 009 e a responsabilidade da realiza o da empreitada foi j da Simarsul uma infraestrutura nova que se estende ao longo de aproximadamente 1100 metros com di metro de 250 m tendo sido constru da em ferro d ctil Este interceptor descarrega na Esta o Elevat ria do Seixal A infraestrutura apresenta se no global em muito boas condi es Assim a intrus o salina n o se deve a problemas estruturais do emiss rio mas sim ao facto da rede em baixa estar ligada ao colector 3 2 ETAR do Seixal A ETAR do Seixal faz parte do grupo guas de Portugal SIMARSUL que concession ria do Sistema Multimunicipal de Saneamento de guas Residuais da Pen nsula de Set bal e abrange os munic pios de Alcochete Barreiro Moita Montijo Palmela Seixal Sesimbra e Set bal A ETAR do Seixal localiza se no concelho do Seixal freguesia de Aldeia de Paio Pires A ETAR est inserida no subsistema do Seixal que inclui al m desta infraestrutura cerca de 31 km de emiss rios e condutas e 7 Esta es Elevat rias A infraestrutura tem capacidade para no horizonte de projecto efectuar o tratamento de 44 000 m dia de guas residuais urbanas correspondendo a cerca de 156 000 habitantes equivalentes 3 2 1 Dados de Base Caudais e Cargas de dimensionamento Os Quadros 3 2 e 3 3 apresentam os dados de base de caudais e de cargas utilizados para efeitos de dimensionamento Quadro 3 2 Dados de base relativos ao Caudal para efeitos de dim
33. 3 33 sendo a altura de mar de 3 09 m e de 3 23 m respectivamente 14000 1400 12000 rt u 10000 1000 AM NEN ae a AN WU NI 200 2000 Y TON Horas do dia Figura 5 37 Variac o da condutividade e do caudal ao longo de um dia para alturas de mar s baixas Analisando a Figura 5 37 pode observar se que quando as alturas de mar n o s o muito elevadas o caudal tende a acompanhar o aumento da condutividade ou seja medida que a condutividade aumenta o caudal afluente a ETAR tamb m aumenta Desta forma pode compreender se que o aumento de caudal afluente a ETAR proveniente da preia mar uma vez que o aumento de caudal coincide com o aumento de condutividade 67 Condutividade uS cm Um outro aspecto que se pode verificar quando as alturas de mar s n o s o muito elevadas que a aflu ncia de condutividade ETAR n o ocorre durante muito tempo Conforme est patente na Figura 5 37 verifica se que o aumento de condutividade afluente ETAR dura cerca de uma hora e meia pelo que depois come a a diminuir A varia o da condutividade e do caudal ao longo de um dia em que as preias mar ocorreram s 04 35 e s 16 59 sendo a altura de mar de 3 70 m e 3 98 m respectivamente apresenta se na Figura 5 38 40000 1200 35000 AA A Yu Ton An MI Caudal m d Caudal ALA MI Ulla ala Cf Y 15000 0 0 Sl Y Y NS NS 0000005377333 TS CNSC NSNS ao a
34. 6 Prawoto Y Ibrahim K amp Wan Nik W B 2009 Effect of pH and chloride concentrations on the corrosion of duplex stainless steel The Arabian Journal for Science and Engineering Vol 34 Rinzema A Van Lier J amp Lettinga G 1988 Sodium inhibition of acetoclastic methanogens in granular sludge from a UASB reactor Enzyme and Microbial Technology Vol 10 101 109 Salvad H Mas M Menendez S Gracia M P 2001 Effects of shock loads of salt on protozoan communities of activated sludge Acta Protozool Vol 40 177 185 Soto M Mend z R amp Lema J M 1993 Sodium inhibition and sulphate reduction in the anaerobic treatment of mussel processing wastewaters Journal of Chemical Technology and Biotechnology Vol 58 1 7 86 Woolard C R Irvine R L 1995 Treatment of hypersaline wastewater in the sequencing batch reactor Water Research Vol 29 1159 1168 Yang W Vollertsen J amp Hvitved Jacobsen T 2005 Anoxic sulfide oxidation in wastewater of sewer networks Water Science and Technology Vol 52 191 199 Yongsiri C Vollertsen J amp Hvitved Jacobsen T 2004 Hydrogen sulfide emission in sewer networks a two phase modeling approach to the sulfur cycle Water Science and Technology Vol 50 161 168 87 88 Anexos Anexo Diagrama Linear Fase Liquida
35. Casal N ie A E sf 7 do Marco Poenis Posni de Pinhal de Frades spea een NE N y ek ida Bacia Figura 3 1 Rede de drenagem do subsistema do Seixal O caudal afluente ETAR proveniente da Esta o Elevat ria do Breyner da Esta o Elevat ria de Paio Pires e da Esta o Elevat ria Casal do Marco A esta o elevat ria do Breyner recebe os caudais provenientes da Esta o Elevat ria de Porto da Raposa Esta o Elevat ria do Seixal Interceptor da Quinta do Algarve Emiss rio da Murtinheira e o Emiss rio do Breyner A esta o elevat ria de Porto da Raposa recebe os caudais do Interceptor da Amora Interceptor da Quinta do Dami o Interceptor do Fogueteiro Interceptor de Casal do Marco Poente Emiss rio da Torre da Marinha Interceptor da Arrentela e da Esta o Elevat ria da Arrentela A Esta o Elevat ria da Arrentela recebe por sua vez o caudal proveniente do Emiss rio da Quinta da Fidalga A esta o elevat ria do Seixal recebe o caudal proveniente do Interceptor do Seixal 22 A esta o elevat ria de Paio Pires recebe o caudal oriundo do Interceptor de Bacelos de Galo Por sua vez a esta o elevat ria do Casal do Marco recebe os caudais origin rios do Interceptor da Bacia Poente de Pinhal de Frades Interceptor de Zi Casal do Marco Esta o Elevat ria Vale da Abelha e Emiss rio Almeir es A esta o elevat ria de Vale de Abelha recebe o caudal proveniente do Interceptor de V
36. Cristiana Isabel Gomes Serrano Licenciatura em Ci ncias de Engenharia do Ambiente q S S Somsa non St Impactes da Presen a de gua do Estu rio do Rio Tejo em ETAR Caso de Estudo ETAR do Seixal Disserta o para obten o do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente perfil Engenharia Sanit ria Orientadora Professora Doutora Leonor Monteiro do Amaral Professora Auxiliar FCT UNL Co orientador Engenheiro Jos Fialho Pacheco J ri Presidente Prof Doutor Pedro Manuel da Hora Santos Coelho Vogal Prof Doutora Leonor Miranda Monteiro do Amaral Vogal Prof Doutora Rita Maur cio Rodrigues Rosa FACULDADE DE CIENCIAS E TECNOLOGIA UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA Outubro 2014 Cristiana Isabel Gomes Serrano Licenciatura em Ci ncias de Engenharia do Ambiente q S S Somsa non St Impactes da Presen a de gua do Estu rio do Rio Tejo em ETAR Caso de Estudo ETAR do Seixal Disserta o para obten o do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente perfil Engenharia Sanit ria Orientadora Professora Doutora Leonor Monteiro do Amaral Professora Auxiliar FCT UNL Co orientador Engenheiro Jos Fialho Pacheco J ri Presidente Prof Doutor Pedro Manuel da Hora Santos Coelho Vogal Prof Doutora Leonor Miranda Monteiro do Amaral Vogal Prof Doutora Rita Maur cio Rodrigues Rosa FACULDADE DE CI NCIAS E TECNOLOGIA UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA Outubro 2014 Impacte
37. a a forma o de ettringite respons vel pela grande expans o do volume contribuindo assim para um aumento da press o interna e deteriora o do bet o Monteny et al 2000 e Corros o dos Equipamentos Tubagens e acess rios em a o A corros o dos equipamentos tubagens e acess rios em a o outro efeito decorrente do tratamento de guas salinas Como referido anteriormente um dos principais constituintes da gua salina o i o cloreto Quando a gua salina entra em contacto com estes materiais em a o ocorre um fen meno denominado de corros o por picadas pitting corrosion A corros o por picadas ocorre quando h uma diminui o significativa do pH e um aumento da concentra o de i es cloreto tendo como resultado a forma o de cido clor drico Figura 2 4 e 2 5 Fong Yuan Ma 2012 rec ME Natl HCI 3 E E E 4 o Us a 2 8 o 2 cs a 5 y O HERREN HER A vo al mm 0 dz 4 DY we Z BP 40 Concentrac o cloretos Prawoto 2009 Figura 2 4 Efeito dos cloretos na taxa de corros o 7 6 E 5 E 3 4 3 5 3 vo 82 E e pH Prawoto 2009 Figura 2 5 Efeito do pH na taxa de corros o 19 20 Caso de Estudo 3 1 Rede de Drenagem do Subsistema do Seixal A rede de drenagem do Subsistema do Seixal composta por um conjunto de infraestruturas cujas caracter sticas se listam no Quadro 3 1 Quadro 3 1 Constitui o da rede de drenagem do Seixal
38. a 5 13 Figura 5 14 Figura 5 15 Figura 5 16 Varia es de caudal das guas residuais em fun o da hora do dia 3 Varia o da resist ncia espec fica de filtra o em fun o dos diferentes n veis de salinidade da lama com e sem adi o de QUIMICOS ccccccccecessessssececececseseeaeceeececeeeaseseecesceesesaeseeecsceeseaasaeseeseeeees 17 Varia o do tempo para filtrar em fun o dos diferentes n veis de salinidade da lama com e semradic o de QU MICOS a NN 17 Efeito dos cloretos na taxa de corros o err ccoo nnnnnn ccoo nnnnnn ccoo acena cre nnnnnnccns 19 Efeito do pH Naitaxa de COrrOSdO e adobes 19 Rede de drenagem do subsistema do Seixal ccsesscccccceeseseseseeececsessaececececeeseeaeeeesceceeseaeaeeeesceeses 22 Esquema simplificado da reparti o percentual dos caudais afluentes das EE 33 Decantador ECU ina dat dba 33 Forma o do mineral estruvite na centr fuga coccoooconncncnononoonannnnncnonnnnonnnncnnnnnonnnnnnnnnnnnnenonncnncnnnnnnns 34 Varia o da concentra o de Sulfidr co presente no biog s em fun o da altura de mar 36 Oxida o do material de a o carb nico pela presen a de grandes concentra es de cloretos 36 Corros o do bet o pela presen a de cido sulf rico cccocccocconooncconononaannoncnnconononnnnncnnonannnnnnnnnncos 36 Sonda de Condutividade WTW Multi 340i ccccccccccececscecec
39. a desta nos 40 000 us cm Na Figura 5 31 mostra se a varia o da condutividade ao longo do Interceptor do Seixal para uma mar de 3 73 metros Altura de Mar 3 73 m 50000 40000 30000 20000 Condutividade us cm 10000 E E 2 9 12 15 Caixas de Visita Figura 5 31 Varia o da Condutividade ao longo do interceptor do Seixal para uma cota de preia mar de 3 73 metros 63 Pela an lise da Figura 5 31 pode verificar se que para uma altura de mar de 3 73 m os valores de condutividade sdo bastante elevados No entanto estes ndo diferem muito dos valores de condutividade para uma altura de mar de 3 12 m isto porque a influ ncia da altura da mar n o relevante pois seja baixa ou elevada ocorre sempre intrus o A varia o da condutividade na E E do Seixal em fun o da cota de preia mar no Interceptor do Seixal est representada na Figura 5 32 EE do Seixal 43000 42000 41000 40000 39000 38000 37000 36000 35000 34000 Condutividade us cm 3 12 3 51 4 02 Altura de mar m Figura 5 32 Varia o da condutividade no interceptor do Seixal em fun o da cota de preia mar A an lise da Figura 5 32 permite compreender que para qualquer altura de mar os valores de condutividade s o sempre elevados not rio que medida que a altura de mar aumenta a intrus o salina tamb m aumenta mas n o da forma que ocorria no Interceptor da Arrentela nem como no Interceptor da Amora Em r
40. a ozoniza o Por outro lado dos processos f sicos refere se a radia o UV radia o gama e as membranas O Quadro 2 3 mostra os valores dos par metros microbiol gicos relativos s guas conquicolas balneares e destinadas rega estabelecidos segundo o DL 236 98 de 1 de Agosto Quadro 2 3 Valores dos par metros microbiol gicos relativos as guas conquicolas balneares e destinadas rega Par metros microbiol gicos CF 100 mL CT 100 mL CF 100 mL Estreptococos fecais 100 mL Salmonelas 1L Enterov rus PFU 10 L CF 100 mL Ovos de parasitas intestinais N L PFU unidade formadora de placas DL 236 98 de 1 de Agosto VMR guas conquicolas lt 300 na polpa do molusco e no l quido intervalar guas balneares 500 100 100 guas destinadas rega 100 VMA 10 000 2 000 o No Quadro 2 4 apresentam se os valores do DL 135 2009 de 3 de Julho que altera o DL 236 98 de 1 de Agosto no que se refere a monitorizac o e classificac o da qualidade das aguas balneares Quadro 2 4 Valores dos par metros microbiol gicos relativamente a qualidade das aguas balneares Par metros microbiol gicos Enterococcos intestinais ufc 100 mL Escherichia coli ufc 100 mL Enterococcos intestinais ufc 100 mL Escherichia coli ufc 100 mL Qualidade excelente boa Aguas interiores 200 400 500 1000 Aguas costeias e de transi o 100 200 250 500
41. a simplicidade de opera o e manuten o e da evolu o previs vel das normas de rejei o Concentra o M dia 720 500 200 300 210 160 50 10 190 140 430 40 15 25 NN JJOO 50 30 90 10 10 10 10 Forte 1230 860 340 520 400 315 85 20 350 260 800 70 25 45 o 12 10 90 50 100 10 10 10 10 1 Tratamento Preliminar e Gradagem Tamisa o A primeira opera o unit ria normalmente encontrada numa esta o de tratamento de guas residuais a gradagem O principal objectivo da gradagem remover do fluxo de entrada os materiais grosseiros que podem 1 por em perigo os equipamentos dos processos seguintes 2 reduzir a efectividade do tratamento e 3 contaminar os cursos de gua A gradagem e a tamisa o diferem entre si pela dimens o do espa amento da malha A gradagem normalmente utilizada para a remo o de materiais grosseiros em que a abertura da malha est compreendida entre 6 e 150 mm Por sua vez a tamisa o utilizada para a remo o de materiais finos e a abertura da malha inferior normalmente a 6 mm Metcalf amp Eddy 2003 e Desarenamento Desengorduramento O objectivo da opera o de desarena o a remo o de areias e de outros materiais inertes tais como cascalho cinzas e de outros materiais s lidos pesados que t m velocidades ou gravidades espec ficas substancialmente maiores do que os s lidos org nicos putresc veis na
42. acteria in UASB reactors fed with low strength wastes containing different levels of sulphate Water Research 355 367 Hilton B L amp Oleszkiewicz J A 1988 Sulphide induced inhibition of anaerobic digestion Journal of Environmental Engineering Vol 114 1377 1391 How Y Ng Say L Ong amp Wun J Ng 2005 Effects of Sodium Chloride on the Performance of a Sequencing Batch Reactor Journal of Environmental Engineering Vol 131 1557 1564 Hvitved Jacobsen T Vollertsen J amp Tanaka N 2000 An integrated aerobic anaerobic approach for prediction of sulphide formation in sewer Water Science Technology Vol 41 107 115 84 Irene M C Lo Keith C K Lai amp Chen G H 2001 Salinity effect on mechanical Dewatering of Sludge with and without chemical conditioning Environmental Science Technology Vol 35 4691 4696 Kargi F Din er A R 1997 Biological treatment of saline wastewater by fed batch operation Journal of Chemical Technology and Biotechnology Vol 69 167 172 Kargi F 2002 Enhanced biological treatment of saline wastewater by using halophilic bacteria Biotechnology Letters Vol 24 1569 1572 Kelleher B P Leahy J J Henihan A M O Dwyer T F Sutton D Leahy M J 2000 Advances in poultry litter disposal technology a review Bioresource Technology Vol 83 27 36 Kincannon D F amp Gaudy A F 1968 Response of Biological
43. ada de gua pelo bet o da caixa de visita Entrada de gua pelo bet o da caixa de visita Entrada de gua pelo bet o da caixa de visita Entrada de gua pelo bet o da caixa de visita Entrada de gua pelo bet o da caixa de visita Entrada de gua pela conduta elevat ria da Arrentela Figura 5 23 5 24 5 25 5 26 5 27 5 28 Notas Caixa de visita altamente danificada devendo ser avaliada a admiss o de gua estuarina pelo fundo da caixa Caixa de visita altamente danificada devendo ser avaliada a admiss o de gua estuarina pelo fundo da caixa Caixa de visita altamente danificada devendo ser avaliada a admiss o de gua estuarina pelo fundo da caixa Caixa de visita altamente danificada devendo ser avaliada a admiss o de gua estuarina pelo fundo da caixa Caixa de visita altamente danificada devendo ser avaliada a admiss o de gua estuarina pelo fundo da caixa Generalidade do caudal elevado pela EE da Arrentela gua de mar Intercetor que sofre fen menos de intrus o em todas as preia mar tendo sido usada uma mar de 3 68 metros como refer ncia As figuras 5 23 5 24 5 25 5 26 5 27 e 5 28 mostram os principais problemas que est o na origem da intrus o salina nas caixas de visita 59 60 Figura 5 24 Admiss o de gua pelo corpo da caixa 70 Figura 5 25 Caixa 120 altamente deteriorada Figura 5 26 Admiss o de gua pel
44. ale da Abelha A Figura 3 2 apresenta um esquema simplificado da reparti o percentual dos caudais nas elevat rias a t tulo aproximado e estimado Relativamente aos restantes interceptores e emiss rios n o poss vel realizar essa reparti o uma vez que n o existe medi es de caudais nos mesmos ETAR EE Casal do Marco 13 EE do Breyner EE de Paio Pires 80 7 EE Porto da Raposa 90 EE Seixal 10 Figura 3 2 Esquema simplificado da reparti o percentual dos caudais afluentes das EE Uma vez que se considerou que o Interceptor do Seixal Amora e Arrentela s o determinantes para o caso de estudo visto considerar se que nestes que ocorre intrus o salina importa fazer uma an lise detalhada dos mesmos O Interceptor da Amora data de 1989 tendo ficado responsabilidade da Simarsul a partir de 2010 O interceptor de gr s e bet o e estende se ao longo de 1700 m com di metros compreendidos entre os 300 e os 800 mm sendo o seu local de destino a Esta o Elevat ria EE Porto da Raposa O Interceptor da Arrentela foi constru do em 1989 pela C mara Municipal do Seixal tendo posteriormente transitado para a responsabilidade da Simarsul Esta infraestrutura tamb m 23 constitu da por gr s e bet o e estende se por cerca de 1000 metros apresentando di metros de 500 e 600 mm descarregando na Esta o Elevat ria Porto da Raposa O Interceptor do Seixal foi constru do em 2
45. alta Interceptor do Seixal e By pass Geral da Esta o Elevat ria do Seixal No caso da aus ncia de v lvula de mar detectada na caixa de entrega do by pass geral da EE do Seixal prop e se que seja contactado de imediato o empreiteiro respons vel pela realiza o da obra da EE devendo se interceder junto do mesmo para que seja instalada no imediato um equipamento para que esta situa o seja resolvida e Caixa9 Mais uma vez sugere se a pronta interven o do empreiteiro respons vel pela obra na remedia o do caso levantado para a caixa 9 e Caixas8e 15 Nas caixas 8 e 15 visto que a origem se deve a entradas de mar por via da rede em baixa cuja gest o da responsabilidade da CM Seixal deve esta ser interpelada no sentido de ser promovida a sua integra o e envolvimento na resolu o das quest es problem ticas que se verificam actualmente 79 80 Conclus es Atrav s dos resultados obtidos pode verificar se que a origem da intrus o salina se deve ao facto de ocorrer infiltra es na rede a montante da ETAR Como se observou parte da rede de drenagem do subsistema do Seixal situa se em zonas pr ximas do Estu rio do Tejo Nesta zona predominam colectores unit rios de idade avan ada e em mau estado de conserva o O presente trabalho recaiu a sua an lise sobre o Interceptor do Seixal Amora e Arrentela visto serem focos de fen menos de intrus o salina e onde a equipa da SIMARSUL cr conse
46. amb m aumenta Contudo quando a altura de mar come a a diminuir a concentra o de sulf drico n o diminui logo de seguida isto porque o tempo de reten o do digestor de 10 a 12 dias permanecendo grandes concentra es deste g s durante esse per odo 35 Para al m destes impactes referidos evidencia se tamb m que a salinidade provoca oxida o no material de a o carb nico devido a forte presen a de ides cloreto e corros o do bet o atrav s do cido sulf rico que se forma a partir do sulf drico proveniente dos i es sulfacto da gua do mar O Quadro 3 10 apresenta os valores de condutividade obtidos na gua de servi o da ETAR Quadro 3 10 Valores de condutividade obtidos na gua de servi o da ETAR Data Condutividade na Agua de Servi o uS cm 08 05 2014 3190 09 05 2014 3080 10 05 2014 3120 11 05 2014 3120 12 05 2014 3310 14 05 2014 3020 15 05 2014 3290 17 05 2014 3200 19 05 2014 3260 20 05 2014 6300 21 05 2014 3100 22 05 2014 3220 Como se pode verificar os valores de condutividade na agua de servico sdo bastante elevados o que uma indica o de que a concentra o de cloretos tamb m bastante elevada A Figura 3 6 mostra os efeitos provocados pelos cloretos no material de a o carb nico da ETAR Figura 3 6 Oxida o do material de a o carb nico pela presen a de grandes concentra es de cloretos A figura 3 7 mostra os efeitos provocados pelo cido sulf rico no bet o
47. autom tico qu mico e mec nico Este sistema capaz de regular a intensidade da l mpada para garantir com precis o a dose necess ria para se atingir o n vel de desinfec o pretendido Esta regula o efectuada com base em v rios par metros nomeadamente caudal transmit ncia e intensidade de UV medida por sensor No Quadro 3 6 apresenta se o resumo das principais opera es envolvidas no tratamento da fase l quida da ETAR do Seixal 28 Quadro 3 6 Resumo das principais opera es no tratamento de guas residuais fase l quida 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Fase L quida Bombagem de gua Bruta para Obra de Entrada Obra de Entrada Gradagem Tamisa o incluindo canais do tamisador de 3 mm e um canal de by pass com grelha manual de 10 mm Transporte compacta o e armazenamento de gradados Desarena o e Remo o de Gorduras incluindo desarenadores equipamento de arejamento classifica o e armazenamento de areias e concentrador de gorduras Decanta o Prim ria Lamelar Espessamento incluindo lamelas raspadores de fundo eleva o de sobrenadantes e de lamas espessadas Reactores Biol gicos Tanques de Arejamento com alimenta o em fluxo pist o incluindo selectores anaer bios com agita o mec nica difusores de bolha fina e 3 2 1R compressores de arejamento Decanta o Secund ria com 3 decantadores de suc o e fundo plano de 36 m de di metro 3 2 1R bombas de
48. cado da ETAR Linha de Tratamento da Fase L quida e Gradagem Tamisac o A gradagem tamisac o das guas residuais efectuada por dois tamisadores em paralelo do tipo Rotoscreen com abertura inferior a 3 mm instalados em dois canais de sec o rectangular A operac o de tamisagem totalmente autom tica utilizando para o efeito uma vareta de n vel que colocada no canal De forma complementar existe um terceiro canal de by pass onde est instalada uma grelha de limpeza manual com um espacamento entre grades de 10 mm Os gradados s o sujeitos a compactac o em equipamento apropriado do tipo parafuso sem fim atrav s de um crivo de s lidos inferiores a 3 mm Os gradados s o encaminhados para um contentor de 5 m de capacidade 26 e Desarenacdo Desengorduramento A etapa de desarena o desengorduramento realizada em duas linhas em paralelo Estes rg os s o constitu dos por um tanque de sec o rectangular com escoamento horizontal lento A injec o de ar nos desarenadores feita atrav s de turbinas submers veis de difus o gasosa As areias s o extra das dos desarenadores por interm dio de duas bombas uma por desarenador de eixo vertical Esta etapa possui tamb m um lavador de areias do tipo parafuso e com concentrador de gorduras As gorduras provenientes dos desarenadores desengorduradores e dos decantadores prim rios s o recolhidas pelo sistema de desengorduramento sendo elevadas pa
49. ceptor of Seixal Amora and Arrentela because they are considered focus of phenomena of saline intrusion and where the team of SIMARSUL believes can take the most effective measures to mitigate the current problem For the analysis of interceptors Amora Seixal and Arrentela understood that such infiltrations were due primarily to the following factors 1 advanced state of degradation of concrete constituent manholes 2 delivery of sewarage in low 3 absence or poor operation of valves tide installed in the discharge emergency The main measures identified in the action plan to minimize the salt intrusion are 1 alteration or replacement of valves tide 2 conducting a video inspection with the aim of understanding the condition of the collectors 3 investment in infrastructure improvement to not allow infiltrations and 4 Meeting with the city council of Seixal to participate in this resolution of problems related of delivery sewarage in low Keywords saline wastewater biological wastewater treatment sodium chloride inhibition anaerobic digestion Indice Introdu o A a cera DIR eia PANDA AS cubes E E ope cas sack CR O dad PEA Ha Pre SE 1 1 1 Problem tica A Bestie Ines 1 1 27 Contextualiza o zur Bouse de Aia EO AS EA ai AAA 1 153 CODEC OS ii A A ODOR AA eher 2 1 4 Estrutura da Disserta o ita 2 EStdt 3 Aguas Reside tr fontes da DART let don Er ne to eo de lala le Ls aNd A 3 MAS MM md EEE EE TA en E 10 2 3
50. cnccoconononnnoncnncononannnononnnnnnns 36 Quadro 4 1 Representa o dos dias seleccionados para as campanhas de monitoriza o e as respectivas cotas dr ee AO TA N E 40 Quadro 4 2 Representa o das caixas de visita seleccionadas para medi o do par metro condutividade 41 Quadro 4 3 M todos anal ticos utilizados na medi o dos restantes par metros na an lise da gua da ETA these cvededouscosedenenededstecsshcshdeedededscechdehevedsdcnecessdendeedadedececstehevededcnecs US PRP RE Rr 42 Quadro 5 1 Resumo dos principais problemas encontrados ao longo do interceptor da Amora 51 Quadro 5 2 Resumo dos principais problemas no interceptor da Arrentela oo occccconononoonnonononononannnanonnnanon 59 Quadro 5 3 Resumo dos principais problemas encontrados no interceptor do Seixal 65 xvii xviii Abreviaturas BRS Bact rias Redutoras de Sulfacto CBO Car ncia Bioqu mica de Oxig nio CE Condutividade El ctrica CF Coliformes Fecais CT Coliformes Totais CQO Car ncia Qu mica de Oxig nio EE Esta o Elevat ria ETAR Esta o de Tratamento de guas Residuais PCI Poder Calorifico Inferior SST S lidos Suspensos Totais xix XX Introducao 1 1 Problem tica Os n veis de salinidade nas guas residuais urbanas e lamas de ETAR podem ser relativamente altos particularmente em zonas costeiras onde pode ocorrer intrus o salina nas redes de san
51. dded gan nn DD SL SL O Hd Te nNnNnOoOonRr WD OAT NM T NORAD ODO Tamm Oo0o0o00o000000000444AAMA A A TI TA TN NNN Horas Figura 5 38 Varia o da condutividade e do caudal ao longo de um dia para alturas de mar s elevadas A varia o do caudal em fun o da varia o de condutividade n o t o not ria como na circunst ncia anterior Isto porque como as alturas de mar s o bastaste elevadas est sempre a ocorrer intrus o salina na rede de drenagem e deste modo o caudal afluente ETAR proveniente da gua do estu rio e n o da gua residual Pode observar se que o valor m nimo de condutividade se situa acima dos 2000 uS cm demonstrando desta forma que est a ocorrer intrus o salina continuamente contrariamente ao que se verificava na situa o anterior Nesta circunst ncia o aumento de condutividade afluente ETAR 68 Condutividade dura cerca de quatro horas e meia e s depois come a a diminuir contudo os valores ficam sempre acima do valor limite de refer ncia A Figura 5 39 evidencia a rela o entre a hora em que ocorre a preia mar e a hora em que ocorre o pico m ximo de condutividade afluente ETAR 30000 4 3 5 25000 E 20000 5 E 2 5 Y e 2 E 15000 z 2 5 Condutividade E 1 5 registada 10000 Altura Mar 1 5000 0 5 0 0 y yvyvoaoa oa a9 a9 a yvy y r yrvrveesnoa ao a9 a a9 ys TV TANNA NAN ND Peat tr ete eg nn nn nn LL 4 N O no OCAAN MoOoAANMT NN
52. de gua de refrigera o Finalmente refere se que a instala o de recupera o de energia se completa com um sistema de elimina o de H S no biog s de digest o composto altamente prejudicial para os motogeradores devido sua natureza corrosiva O processo consiste na injec o de cloreto f rrico na c mara de mistura de lamas No Quadro 3 7 apresenta se o resumo das principais opera es envolvidas no tratamento da fase s lida da ETAR do Seixal 31 Quadro 3 7 Principais opera es no tratamento de guas residuais fase s lida 1 2 3 4 5 6 7 8 Fase S lida Espessamento de lamas prim rias no pr prio decantador prim rio lamelar Espessamento mec nico das lamas biol gicas com espessador mec nico de tambor com reactor na entrada Homogeneiza o e armazenamento de lamas espessadas incluindo agita o mec nica e 2 bombas mono de lamas para digest o Digest o Anaer bia incluindo dois digestores anaer bios 6 sistemas Heatamix para aquecer e agitar as lamas 1 caldeiras 3 2 1R bombas de recircula o 3 2 1R compressores de biog s 1 gas metro de 780 m 1 queimador Flare de biog s em excesso Aproveitamento energ tico de biog s incluindo 1 motor de 345 kWh 2 1 1R compressores de biog s 3 permutadores de placas e 3 2 1R bombas de reagentes para doseamento de cloreto f rrico para a digest o anaer bia para elimina o de H2S no biog
53. de salinidade afluente ETAR proveniente da E E Porto da Raposa para qualquer que seja a altura de mar Figura 3 2 Uma vez mais pode verificar se que medida que a altura de mar aumenta a carga de salinidade afluente a qualquer uma das E E tamb m aumenta Por outro lado a an lise da Figura 5 44 permite verificar que a carga de salinidade afluente ETAR aumenta com o aumento da cota de preia mar o que concorda com o referido anteriormente em rela o s esta es elevat rias 74 ETAR 250000 200000 150000 100000 50000 Carga de Salinidade afluente kg d 3 12 3 51 4 02 Altura de Mar m Figura 5 44 Rela o entre a carga de salinidade afluente a ETAR para diversas cotas de preia mar Uma vez que o caudal afluente E E Porto da Raposa proveniente do interceptor da Amora e do interceptor da Arrentela importa compreender qual destes apresenta maior contributo de salinidade na E E Porto da Raposa e por conseguinte na ETAR Relativamente E E do Seixal n o necess rio realizar nenhum balan o de massas porque esta s recebe caudal apenas do interceptor do Seixal A rela o entre a carga de salinidade afluente ao interceptor da Amora e ao interceptor da Arrentela para diversas cotas de preia mar pode ser observada na Figura 5 45 70000 60000 50000 40000 30000 Amora Carga kg d gt Arrentela 20000 10000 2 88 3 12 3 35 3 51 4 02 Altura de Mar m Figura 5 45
54. de de ido presente na gua do MAP ccccoccccoccnccncconononnnnnnncnnnononnnnnnncnnnnnononnnnnnnnnnnnnnnnnncnninnns 11 Quadro 3 1 Constitui o da rede de drenagem do Seixal oooooocccncconocoooonnnncconononnnnnonccnnnnonnnnnoncnnonnnnnnnnnnnnninnns 21 Quadro 3 2 Dados de base relativos ao Caudal para efeitos de dimensionamento 24 Quadro 3 3 Dados de base relativos Carga para efeitos de dimensionamento ccccononononnnonononanennnnnnnonncnnnn 25 Quadro 3 4 Valores dos par metros CBOs CQO e SST na gua residual afluente ETAR cccccconccccncnncnonannn 25 Quadro 3 5 Valores limites de descarga sa da da linha de tratamento de acordo com a LD 26 Quadro 3 6 Resumo das principais opera es no tratamento de guas residuais fase l quida 29 Quadro 3 7 Principais opera es no tratamento de guas residuais fase S lida ocoocococonncconononaannnnnnnnnnnn 32 Quadro 3 8 Registo dos dias em que o valor limite da licen a de descarga de SST sa da da linha de tratamento Toi excedido ss ssisasssensese iesite e aiioe eni EE EAEE ahnen 33 Quadro 3 9 Registo dos dias em que a efici ncia de espessamento foi reduzida em resultado das flutua es de qualidade do floco de lama cccconcoooncnncnonononannnononncononononnncnnnnnononnnnncncnnnonnnnonnnnnos 34 Quadro 3 10 Valores de condutividade obtidos na gua de servi o da ETAR ooooooconc
55. do obtido todos os meios necess rios para a concretiza o deste projecto Queria tamb m agradecer por toda a sua amizade compreens o ajuda e motiva o na realiza o deste projecto Gostaria tamb m de agradecer a todos os meus outros professores do ISA e da FCT que contribu ram para a minha forma o n o s profissional mas tamb m pessoal Queria agradecer aos meus colegas do ISA C tia Neto In s Rodrigues Liliana Rodrigues Andreia Canadas Miguel Leong e Rui Bento por toda a amizade e companheirismo que vivemos durante estes anos Aos meus colegas da FCT Joana Monteiro Pedro Pinto Cl udia Mendes Rita Leite Nuno Silvestre e Joana Dias por toda a amizade e apoio bem todos os momentos que passamos juntos ao longo da realiza o deste mestrado Aos meus grandes amigos Pedro Serrano M rio Apar cio D rio Terrucha Diogo Ferreira Cristiana Palmela Diana Ant nio Ana Farinha e Tiago Martins por toda a amizade e incentivo que me prestaram ao longo de todos estes anos Ao meu namorado Cristiano Martinho por toda a dedica o amizade carinho paci ncia e motiva o que me deu na realiza o do meu mestrado bem como na realiza o da minha disserta o Aos meus c ezinhos Rocky e Ruca por toda a companhia que me fizeram nas tardes e noites em que tinha de estudar nunca me deixando sozinha Por ltimo os meus maiores agradecimentos v o para os meus pais aqueles que mais amo Por sempre acred
56. eamento onde a rede unit ria A presen a de elevadas concentra es de salinidade numa ETAR tem efeitos adversos quer no tratamento da gua residual quer na infraestrutura em si Ao n vel do tratamento da gua residual verifica se que elevadas concentra es de sais apresentam consequ ncias directas em todas as linhas de tratamento Problemas no tratamento biol gico e na decanta o secund ria inibi o da digest o anaer bia e degrada o da qualidade do biog s forma o de precipitados na etapa da digest o anaer bia e na desidrata o e dificuldades no espessamento e desidrata o de lamas s o os principais impactes decorrentes do tratamento de guas com elevada salinidade Relativamente aos impactes causados na infraestrutura evidenciam se a oxida o dos materiais e dos equipamentos provocada pelos cloretos e a corros o do bet o devido forma o do cido sulf rico a partir do sulf drico 1 2 Contextualizac o A ETAR do Seixal encontra se inserida no Subsistema do Seixal que inclui al m desta infraestrutura cerca de 31 km de emiss rios e condutas elevat rias e 7 Esta es Elevat rias Parte da rede de drenagem deste subsistema situa se em zonas circundantes do Estu rio do Tejo Nesta zona predominam colectores unit rios de idade avan ada e em mau estado de conserva o verificando se fen menos de intrus o salina Estes fen menos est o directamente relacionados com a varia o das mar s p
57. ececececececeeeceeeceeseeeeceeseeeeeeeeeeeeeeeeeers 41 Esquema do Interceptor da Amora com as caixas de visita ccconccocconncncnnnononnncnncnnnnnannononnnnncnnnns 41 Varia o da condutividade em fun o da cota de preia mar no Interceptor da Amora 44 Varia o da condutividade ao longo do interceptor da Amora para uma altura de mar de 3 12 on 1 o fear ENE RR ME E ENE RE RR REAR RAR RE RI 45 Varia o da condutividade ao longo do interceptor da Amora para uma altura de mar de 3 35 Metros rsss goi aera duas A eet aha wena Ra a EEA Nett Aalst ae aves a o 46 Varia o da condutividade ao longo do interceptor da Amora para uma altura de mar de 3 51 METROS near ED A A k aieiaa 47 Varia o da condutividade ao longo do interceptor da Amora para uma altura de mar de 3 73 MELLOS E RN 47 Variac o da condutividade ao longo do interceptor da Amora para uma altura de mar de 4 02 AA NN 48 Varia o da condutividade na caixa 70 para diversas cotas de preia MaF oooooccccncnononoonnnnnncnnnananannns 49 Varia o da condutividade na caixa 20 para diversas cotas de preia MaF ooooccccncconocoononcnnnnnnononnnnos 49 Aflu ncia da mar caixa 410 o ooooccnoccconacononanonnnononcnnnnnonononnnnnnnonnnnnn nc nor nana nn nor n anne nero nn nan nero rnnnnnn cronos 522 Tubagens de pluviais ligadas caixa 410 oooooccncccnnononooncnncnnnononononononncnnnnonnnnnonnnnnnnonnnnnnnncnnnnncnonnnnnos 522 Rotura hna ca
58. emens por metro mS m mas tamb m pode ser expressa em MicroSiemens por cent metro uS cm Metcalf amp Eddy 2003 O m todo mais utilizado pelo Standard Methods 1999 para determinar a salinidade o m todo de condutividade el ctrica Segundo Lewis et al 1978 este m todo o que apresenta maior sensibilidade e facilidade de medi o Deste modo a intrus o salina numa gua residual dom stica pode ser avaliada com recurso a medi es da condutividade da mesma No estu rio do Tejo medi es de campo realizadas no esteiro de Coina junto ETAR do Seixal mostraram valores entre os 40 000 e os 50 000 uS cm de condutividade Para caracteriza o de um afluente bruto numa ETAR sem intrus o salina foram feitas medi es no afluente da ETAR de Fern o Ferro tendo sido obtidos valores entre os 900 e os 1600 uS cm A gua pot vel da rede fornecida no concelho do Seixal apresentou valores entre os 300 e os 500 uS cm Deste modo s se ir considerar que ocorre intrus o salina quando os valores de condutividade forem superiores a 2000 US Cm 2 3 Problemas associados ao tratamento de guas residuais com elevada salinidade Desde muito cedo que se tornou evidente que os organismos presentes nas culturas convencionais de tratamento n o est o preparados para viver em ambientes com quantidades significativas de sais Lawton amp Eggert 1957 estudaram os efeitos da salinidade em leitos percoladores e conclu ram que oc
59. ensionamento Par metro Unidades Valor considerado Ano de Arranque Ano Horizonte Caudal m dio di rio de poca baixa m dia 25 100 42 050 Caudal m dio diario de poca alta m dia 26 440 43 850 Caudal de ponta de poca baixa m hora 1 620 2 660 Caudal de ponta de poca alta m hora 2 200 3 600 SIMARSUL 2007 24 Quadro 3 3 Dados de base relativos a Carga para efeitos de dimensionamento Par metro Unidades Valor Considerado Ano Arranque Ano Horizonte Car ncia Bioqu mica de Oxig nio CBO5 poca Baixa kg dia 5 600 7 940 poca Alta kg dia 6 810 9 340 Car ncia Qu mica de Oxig nio CQO poca Baixa kg dia 11 200 15 880 poca Alta kg dia 13 620 18 680 S lidos Suspensos Totais SST poca Baixa kg dia 8 410 11 900 poca Alta kg dia 10 220 14 000 SIMARSUL 2007 No que diz respeito a outros par metros de dimensionamento interessa referir os seguintes elementos condicionantes e Capita o de produ o de areias 0 1 m 10 m de gua residual afluente e Concentra o de leos e gorduras afluentes instala o para efeitos de dimensionamento da etapa de desengorduramento 50 mg l e Concentra o de coliformes fecais afluentes instala o para efeitos de dimensionamento da etapa de desinfec o 10 NMP 100 ml 3 2 2 Objectivos de Tratamento O Quadro 3 4 apresenta os valores m dios dos par metros CBOs CQO e SST na gua residual afluente ETAR Quadro 3 4 Valores da co
60. er bia e 4 compostagem Metcalf amp Eddy 2003 A digest o anaer bia envolve a degrada o e estabiliza o da mat ria org nica a partir de microrganismos em condi es anaer bias e conduz forma o de biog s uma mistura de di xido de carbono e metano e biomassa microbiana Kelleher et al 2000 e Desidratac o A desidrata o tem como principais objectivos 1 redu o do teor de humidade das lamas 2 redu o do volume de lamas 3 redu o dos custos com transporte de lamas para destino final 4 facilitar a movimenta o e armazenamento de lamas 5 reduzir custo associado com a secagem e ou incinera o de lamas aumento do PCI 6 viabilizar processos de compostagem de lamas e 7 viabilizar a deposi o de lamas em aterro Metcalf amp Eddy 2003 A desidrata o de lamas pode ser realizada naturalmente ou artificialmente Os principais tipos de desidrata o natural s o os leitos de secagem Os principais tipos de desidrata o artificiais de lamas s o os filtros banda os filtros prensa e as centr fugas 2 2 Aguas Salinas Os i es maiorit rios que est o presentes na agua do mar s o os cloretos s dio sulfato magn sio c lcio e o pot ssio Eles est o presentes em propor es aproximadamente constantes no oceano porque as concentra es s o controladas pelos processos f sicos associados ao movimento da gua A maioria dos outros solutos n o est o presentes em propor
61. esultado da an lise de campo realizada pode se identificar como principais problemas os seguintes e Foi poss vel notar na caixa de liga o do by pass geral da EE do Seixal a inexist ncia de uma v lvula de mar no tubo de descarga Tal aus ncia faz com que em mar s superiores a 3 9 metros ocorra entrada de caudal proveniente do estu rio na EE por interm dio desta 64 descarga A diferen a de condutividade de uma mar de 3 51 metros para uma mar de 4 02 metros significativa devido ao facto que a partir de uma mar de 3 9 metros ocorre intrus o salina pela caixa de liga o do by pass Na caixa de visita 8 encontram se localizadas duas entregas da rede em baixa de di metro 250 mm que durante as mar s cheias transportam maioritariamente caudal proveniente do estu rio do Tejo As admiss es neste ponto s o vis veis a partir de mar s superiores a 3 metros Na caixa de visita 9 foi poss vel observar uma ligeira fuga na selagem de bet o usada para tamponar uma entrega de pluviais desactivada Na caixa 15 semelhan a da 8 localiza se um ponto de entrega da rede em baixa tamb m de DN 250 Mais uma vez observamos que o caudal afluente por este ponto de entrega da rede em baixa maioritariamente gua de mar sendo este fen meno observ vel at mesmo nos per odos de baixa mar O resumo dos principais problemas encontrados nas caixas de visita do Interceptor do Seixal s o apresentados no Quadro
62. fluente ao interceptor da Amora e ao interceptor da Arrentela para diversas cotas de preia mar Podemos assim verificar que o interceptor da Amora apresenta um maior contributo de caudal relativamente ao interceptor da Arrentela para qualquer cota de preia mar Contudo pode verificar se que medida que a cota de preia mar aumenta o contributo do interceptor da Arrentela tamb m come a a aumentar e por sua vez o da Amora come a a diminuir 76 Deste modo pode verificar se que apesar do interceptor da Arrentela apresentar um maior contributo de carga de salinidade relativamente ao interceptor da Amora o caudal do interceptor da Arrentela muito inferior ao caudal do interceptor da Amora Assim o contributo de salinidade proveniente do interceptor da Arrentela acaba por ser atenuado pelo caudal proveniente do interceptor da Amora quando estes dois se associam na E E Porto da Raposa 5 2 Propostas de Medidas de Minimiza o Relativamente s propostas de medidas de minimiza o essas v o ser feitas apenas direccionadas para a rede de drenagem visto que na rede de drenagem que est a origem do problema e onde os custos associados s o menores Desta forma n o faz sentido apresentar medidas de minimiza o ou elimina o para a ETAR pois n o iria resolver a problem tica nem era economicamente vi vel Dada a quantidade consider vel de informa o recolhida decorrente dos trabalhos de campo efectuados entende se existir
63. gh salinities by conventional wastewater treatment process Journal of Water Pollution Control Federation Vol 37 1404 1416 Mem ria descritiva Projecto de Execu o da ETAR do Seixal SIMARSUL 2007 Mend z R Lema J M amp Soto M 1995 Treatment of seafood processing wastewaters in mesophilic and thermophilic anaerobic filters Water Environment Research Vol 67 33 45 Metcalf amp Eddy 2003 Wastewater Engineering Treatment and Reuse 4 ed McGraw Hill Inc New York Monteny J Vincke E Beeldens A De Belied N Taerwe L Van Gemert D amp Verstraete W 2000 Chemical microbiological and in situ test methods for biogenic sulfuric acid corrosion of concrete Cement and Concrete Research Vol 30 623 634 Ng H Y Ong S L Ng W J 2005 Effects of sodium chloride on the performance of a sequencing batch reactor Journal Environmental Eng ASCE 131 11 1557 1564 Parande A K Ramsamy P L Ethirajan S Rao C R K Palanisamy N 2006 Deterioration of reinforced concrete in sewer environments Proc Inst Civ Eng Municipal Eng Vol 159 11 20 Pelletier R 2005 Controlling Struvite without Chemicals or Changes in Plant Operation The Troubleshooting Way Water Resources Journal Florida Pohland F G amp Ghosh S 1971 Developments in anaerobic stabilization of organic wastes the two phase concept Environmental Research Letters Vol 1 255 26
64. gua residual Os desarenadores s o concebidos para 1 proteger o equipamento mec nico da abras o e desgaste anormal 2 reduzir a forma o de dep sitos pesados em condutas canais e tubagens e 3 reduzir a frequ ncia de limpeza dos digestores causada pela acumula o de areia Metcalf amp Eddy 2003 Por sua vez alguns desarenadores possuem uma ponte raspadora para que medida que a areia vai sendo removida as gorduras tamb m v o sendo retiradas 2 Tratamento Prim rio e Decantac o O objectivo do tratamento por decanta o remover os s lidos facilmente sediment veis e o material flotante e portanto reduzir o conte do de s lidos suspensos sediment veis A decanta o prim ria usada como uma etapa preliminar ao tratamento biol gico A sedimenta o prim ria permite uma efici ncia de remo o de s lidos suspensos de 50 70 e 25 40 de CBOs Os compostos sol veis n o s o removidos Metcalf amp Eddy 2003 3 Tratamento Secundario e Tratamento Biol gico Os objectivos do tratamento biol gico s o 1 transformar oxidar os s lidos dissolvidos e os constituintes biodegrad veis em produtos finais mineralizados 2 capturar e incorporar os s lidos suspensos e n o sediment veis coloidais num floco biol gico ou biofilme 3 transformar ou remover nutrientes tais como azoto e f sforo e 4 em alguns casos remover constituintes e compostos org nicos espec ficos Assim o grande object
65. guir tomar as medidas mais efectivas de atenua o do problema actual Deste modo realizaram se diversas campanhas de monitoriza o aos interceptores anteriormente referidos de modo a identificar os principais pontos cr ticos onde ocorre infiltra o de gua do estu rio Desta an lise resultou que tais infiltra es estavam relacionadas com a varia o da altura da mar pois medida que a cota de preia mar aumentava a condutividade afluente aos interceptores e posteriormente ETAR tamb m aumentava Pela an lise dos interceptores da Amora Seixal e Arrentela compreendeu se que tais infiltra es se deviam essencialmente aos seguintes factores 1 estado de degrada o avan ado no bet o constituinte das caixas de visita 2 entregas da rede em baixa e 3 aus ncia ou mau funcionamento da v lvula de mar instalada na descarga de emerg ncia Desta avalia o compreendeu se tamb m que o interceptor da Amora o que apresenta o maior contributo de condutividade afluente ETAR pois apesar de n o ser o interceptor onde ocorre maiores valores de condutividade o que tem o maior contributo de caudal afluente ETAR Deste modo sugere se que caso n o seja poss vel intervir em todos os interceptores ao mesmo tempo por motivos t cnicos ou econ micos que seja dada prioridade a este interceptor visto ser o principal contributo de salinidade afluente ETAR 81 Estas infiltra es na rede de drenagem do Sub
66. igura 2 2 mostra a REF da lama para diferentes n veis de salinidade Sem adi o de qu micos a REF da lama diminui com o aumento da salinidade Se a salinidade duplicar a resist ncia espec fica de filtra o diminui cerca de 30 Com a adi o de qu micos o efeito da salinidade torna se menos significativo Contudo medida que a salinidade aumenta o efeito qu mico dos coagulantes sobre a resist ncia espec fica de filtra o menor 16 5 0e 13 4 08 13 3 0e 13 E u W a 2 0e 13 1 0e 13 Sem adi o quimica O Alum 162 5 mg L Fes04 135 mg L P Polimero cati nico 3 5 mg L O Polimero ani nico 0 625 mg L O polimero n o i nico 0 625mg L 5000 7500 10000 12500 15000 17500 20000 Salinidade ppm Irene et al 2001 Figura 2 2 Varia o da resist ncia espec fica de filtra o em fun o dos diferentes n veis de salinidade da lama com e sem adi o de qu micos Como se pode verificar na Figura 2 3 o tempo para filtrar diminui medida que a salinidade aumenta quando n o ocorre adi o qu mica Por sua vez quando ocorre adi o qu mica o TPF aumenta medida que a salinidade aumenta TPF s 3000 e 2800 Sem adi o quimica 2800 O Alum 162 S mg l 0504 135 mg l 2400 lt P Polimero cati nico 3 5 mg L 2200 lt O Polimero ani nico 0 625 mg L O polimero n o i nico 0 625mg 2000
67. igura 5 1 Esquema do Interceptor da Amora com as caixas de visita 43 O Interceptor da Amora apresenta um comportamento caracter stico estando os fen menos de intrus o salina correlacionados com a varia o da altura das mar s Analisando a Figura 5 2 poss vel acompanhar o comportamento dos valores de condutividade ao longo do interceptor para um conjunto de diferentes cotas de preia mar Condutividade 44 uS cm INTERCEPTOR DA AMORA 50000 45000 30000 en Do Ne in 25000 A Ne 3 51 m 20000 3 35 m 15000 3 12 m A M u 0 E sc 70 80 120 280 340 350 380 410 Caixas de visita Figura 5 2 Varia o da condutividade em fun o da cota de preia mar no Interceptor da Amora Atrav s dos resultados obtidos e pela an lise de campo realizada pode se verificar que medida que a cota de preia mar aumenta a condutividade do fluxo presente em termos m dios no interceptor tamb m aumenta Na caixa 410 s ocorre intrus o salina quando a altura de mar de 4 02 m Tal facto justificado pela presen a de duas liga es de descarga de pluviais que em situa es de preia mar a partir dos quatro metros permite a aflu ncia de grandes volumes de gua salobra ao interceptor da Amora Deste modo pode se compreender o elevado aumento de condutividade quando se passa de uma altura de mar de 3 73 m para uma altura de mar de 4 02 m A caixa 380 e 350 s apresentam valores e
68. inte S lidos Totais Dissolvidos Totais Vol teis N o Vol teis Suspensos Totais Vol teis N o Vol teis S lidos Sediment veis CBO5 COT CQO Azoto total N Org nico Am nia Livre Nitritos Nitratos F sforo Total P Org nico Inorg nico Cloretos Sulfactos leos e Gorduras Coliformes Totais Coliformes Fecais Metcalf amp Eddy Inc 2003 Unidade mg L mg L mg L mg L mg L mg L mg L ml L mg L mg L mg L mg L mg L mg L mg L mg L mg L mg L mg L mg L mg L mg L N 100 ml N 100 ml Fraca 390 270 110 160 120 95 25 110 80 250 20 12 we ROO 30 20 50 10 10 10 10 2 1 1 Tratamento das Aguas Residuais As guas residuais antes de serem descarregadas no meio receptor t amp m de ser tratadas nas denominadas Estac es de Tratamento de guas Residuais ETAR de modo a cumprir os limites de descarga impostos pela legislac o vigente O tratamento das guas residuais numa ETAR engloba o tratamento da fase liquida e o tratamento da fase s lida Deste modo o tratamento das guas residuais tem como principais etapas 1 tratamento preliminar 2 tratamento prim rio 3 tratamento secund rio 4 tratamento terciario e 5 tratamento de lamas O grau de tratamento a implementar depende das caracteristicas do efluente bruto da qualidade exigida ao efluente tratado do custo e disponibilidade dos terrenos da disponibilidade de pessoal especializado d
69. ion wastewater Biodegradation Vol 9 233 245 Decreto Lei n 236 98 de 1 de Agosto Decreto Lei n 135 2009 de 3 de Julho 83 Decreto Lei n 152 97 de 19 de Junho Demirel B amp Yenig n O 2002 Two phase anaerobic digestion processes a review Journal of Chemical Technology and Biotechnology Vol 77 743 755 Dimroth P amp Thomer A 1989 A primary respiratory Na pump of ananaerobic bacterium the Na dependent NADH quinone oxidoreductase of Klebsiella pneumoniae Archives of Microbiology Vol 151 439 444 Doyle J D amp Parsons S A 2002 Struvite formation control and recovery Water Research Vol 36 3925 3940 Feijoo G Soto M M ndez R amp Lema J M 1995 Sodium inhibition in the anaerobic digestion process Antagonism and adaptation phenomena Enzyme and Microbial Technology Vol 17 180 188 Fong Yuan Ma 2012 Corrosive Effects of Chlorides on Metals Pitting Corrosion Prof Nasr Bensalah Ed ISBN 978 953 51 0275 5 InTech Fu X Shen amp W 1990 Physical Chemistry China Higher Education Publisher Vol 4 247 248 Gadekar S Nemati M amp Hill G A 2006 Batch and continuous biooxidation of sulphide by Thiomicrospira sp CVO reaction kinetics and stoichiometry Water Research Vol 40 2436 2446 Harada H Uemura S amp Monomoi K 1994 Interactions between sulphate reducing bacteria and methane producing b
70. itarem em mim dando me todo o apoio motiva o dedica o e carinho ao longo de todos estes anos e por todos os esfor os que fizeram para que eu me pudesse formar tornando o imposs vel no poss vel Dedico assim este trabalho aos meus pais vi Resumo Em zonas costeiras frequente ocorrer infiltra es de guas salinas na rede de drenagem Tais infiltra es originam efeitos adversos nas esta es de tratamento de guas residuais Problemas no tratamento biol gico e na decanta o secund ria inibi o da digest o anaer bia e degrada o da qualidade do biog s forma o de precipitados na etapa da digest o anaer bia e na desidrata o dificuldades no espessamento e desidrata o de lamas oxida o dos materiais e dos equipamentos provocada pelos cloretos e a corros o do bet o devido forma o do cido sulf rico a partir do sulf drico s o os principais impactes decorrentes do tratamento de guas com elevada salinidade O presente trabalho incidiu a sua an lise sobre o Interceptor do Seixal Amora e Arrentela visto considerar se que estes s o focos de intrus o salina e onde a equipa da SIMARSUL cr conseguir tomar as medidas mais efectivas de atenua o do problema actual Pela an lise dos interceptores da Amora Seixal e Arrentela compreendeu se que tais infiltra es se deviam essencialmente aos seguintes factores 1 estado de degrada o avan ado no bet o constituinte das caixas de visita
71. ite nestes pontos acaba por provocar problemas s rios podendo mesmo obrigar paragem dos equipamentos e a interven es regulares de manuten o com consequentes custos e implicando grande desgaste do equipamento Figura 3 4 Forma o do mineral estruvite na centr fuga 34 Na linha gasosa a qualidade do biog s afectada pela presen a de gas sulf drico O g s sulf drico altamente prejudicial para o motor de cogera o por provocar corros o de forma muito r pida e agressiva A etapa de dessulfuriza o do biog s instalada na ETAR do Seixal revela se insuficiente quando as concentra es deste g s s o elevadas Deste modo registam se elevad ssimas perdas financeiras uma vez que n o se pode utilizar o biog s na cogera o perdendo a oportunidade de produzir energia el ctrica Por outro lado assiste se tamb m a um aumento dos custos associados aos reagentes utilizados na etapa de dessulfuriza o A Figura 3 5 mostra a varia o da concentra o de H5S presente no biog s para diversas alturas de mar Concentra o do H S presente no Biog s 10000 9000 s g NR Concentra o de H S ppm 0 m 00 q a to D 00 m D A St to Q x m a E m m m m m st m N m m Altura de mare m Figura 3 5 Varia o da concentra o de Sulfidrico presente no biog s em fun o da altura de mar Como se pode verificar pela figura medida que a altura de mar aumenta a concentra o de H S t
72. ito mais significativo no primeiro caso Isto justificado pelo baixo caudal de gua residual afluente ETAR durante o per odo da noite n o havendo o efeito de dilui o Considerando as figuras 5 39 e 5 40 pode compreender se o efeito que a cota de preia mar tem na condutividade afluente ETAR Na Figura 5 39 verifica se que para uma altura de mar de 3 59 m a condutividade afluente ETAR de 26800 uS cm e para uma altura de mar de 3 40 ma condutividade afluente ETAR de 28300 uS cm Na Figura 5 40 pode observar se que para uma altura de mar de 3 70 m a condutividade de 36300 uS cm e para uma altura de mar de 3 98 ma condutividade afluente ETAR de 29800 Pelos resultados obtidos pode concluir se novamente que quando a altura de preia mar aumenta a condutividade afluente ETAR tamb m aumenta 71 A Figura 5 41 mostra a rela o entre a hora em que ocorre a preia mar e a condutividade maxima afluente a E E do Breyner 35000 30000 25000 20000 15000 Condutividade us cm 10000 5000 4 5 4 3 5 E 3 yw 255 2 lt 2 Condutividade 1 5 us cm gt Altura Mar m 1 0 5 0 AOA Moot OA WOTTON TA Ont A AAA AO NASAL AAN TNENNONATNNN vv no oa OAATANMMNDAA NA MT HNN ORR oo OAD Y Y 41 Aa TDI TD AT AT NNN NINN OO COOOO O OO O 0 0 O Horas Figura 5 41 Rela o entre a hora em que ocorre a preia mar e a condutividade maxima afluente E E do Breyner
73. ivo do tratamento secund rio remover os compostos sol veis o que se reflecte na carga expressa em CBO No tratamento secund rio consegue se remover cerca de 85 da carga de CBO e de SST Os processos biol gicos utilizados no tratamento de guas residuais podem ser divididos em duas principais categorias os processos de biomassa suspensa e os processos de biomassa fixa Nos processos de biomassa suspensa os microrganismos respons veis pelo tratamento s o mantidos numa suspens o l quida atrav s de m todos de mistura apropriados O sistema de biomassa suspensa mais utilizado o sistema de lamas activadas Nos processos de biomassa fixa os microrganismos respons veis pela convers o do material org nico ou nutrientes est o fixos num leito de material inerte O sistema de biomassa fixa mais comum s o os leitos percoladores Metcalf amp Eddy 2003 4 Tratamento terci rio e Desinfec o A desinfec o definida como a destrui o inactiva o de microrganismos patog nicos presentes nos efluentes e tem como objectivo limitar a polui o bacteriol gica Os processos de desinfec o podem ser naturais ou artificiais Dos processos naturais fazem parte as lagoas de matura o os leitos de macr fitas e a deposi o no solo Por sua vez os processos de desinfec o artificais est o divididos em duas categorias qu micos e f sicos Dos processos qu micos referem se como principais a cloragem di xido de cloro e
74. ixa d AAA o puta cuja Ti RO Ri en Pais Ca PO he Der un au 52 Entrada de gua pela descarga de emerg ncia cccsssccccecseseesscecececseseaesecececeeseasaeseescesseseaeeeaees 53 Admiss o de gua pela selagem de descarga de emerg ncia cccccccnonocooncnncnnnanonannnnncnncnnonanonnncncos 53 Mau funcionamento da v lvula mare nesesnnsnsssennennesennenennnennennnnsnnnsonnesonnanann nennen ennnen sn nnn sone nennen 53 V lvula de mar da descarga da caixa 200 o occccccononocoonnoncnnnononnnnnnnccnnonennnnnnncnnonnnnonnnnnnnnnnnonannnnnnnnos 53 xiii Figura 5 17 Interceptor da Arrentela com a respectiva representa o das caixas de Visita ccccccccceceesseeees 54 Figura 5 18 Varia o da condutividade ao longo do interceptor da Arrentela para algumas cotas de preia Mis a a tl suite a ad dra bestes in 55 Figura 5 19 Varia o da condutividade na caixa de visita n mero 20 em fun o da cota de preia mar 555 Figura 5 20 Varia o da Condutividade ao longo do interceptor da Arrentela para uma altura de mar de LIO METODO Saab da Meet ob ANS SD Hin 56 Figura 5 21 Varia o da Condutividade ao longo do interceptor da Arrentela para uma altura de mar de NN NN 57 Figura 5 22 Variac o da Condutividade ao longo do interceptor da Arrentela para uma altura de mar de CROPA O E NN 58 Figura 5 23 Admiss o de gua pelo corpo da caixa 50 ccoconocococnncnocononoonnnnonocnnon
75. levados de condutividade para uma mar de 4 02 m uma vez que recebem o caudal proveniente da caixa 410 e s nesta cota de preia mar que se verifica valores elevados de condutividade Contudo a condutividade vai diminuindo medida que nos dirigimos da caixa 410 para a caixa 350 pois sofre dilui o com a gua residual que vem de outros pontos de entrega da rede e Na caixa 340 verifica se um aumento de condutividade em rela o as caixas 350 e 380 para uma altura de mar de 3 73 m e de 4 02 m Neste caso este aumento explicado essencialmente por dois factores primeiro devido a um funcionamento deficiente da v lvula de mar instalada na descarga de emerg ncia deste local e segundo devido a entradas de caudal estuarino pelas fissuras do bet o da caixa de visita e Na caixa 280 semelhan a da caixa 340 os valores elevados de condutividade devem se ao mau funcionamento da v lvula de mar instalada na descarga de emerg ncia sendo que not rio apenas a partir dos 3 73 metros de mar Para al m deste problema uma deficiente selagem da tubagem de descarga mencionada permite igualmente a entrada de caudais de mar consider veis no interceptor da Amora e Apesar da caixa 200 n o aparecer nos resultados da Figura 5 2 atrav s da an lise de campo verificou se que a v lvula de mar que executa a descarga de emerg ncia presente neste ponto exibe um comportamento deficit rio permitindo a aflu ncia de gua
76. m o polielectr lito adicionado introduzida no rotor atrav s de um tubo de alimenta o Uma vez no interior e devido ao efeito da for a centr fuga separa se em duas fases os s lidos junto parede e o l quido clarificado no interior Os s lidos s o extra dos em cont nuo pela ac o do transportador sem fim O l quido avan a pelas janelas axiais especiais do transportador sem fim at aos orif cios de sa da regul veis sem desmontar a m quina Nas lamas a desidratar adicionado floculante preparado a partir de uma unidade de prepara o e doseamento autom tico As lamas desidratadas s o descarregadas numa tremonha dotada de parafuso transportador que as conduz para o sistema de eleva o para o silo 30 Linha de Tratamento da Fase Gasosa e Armazenamento e rede de g s em baixa press o O gas metro tem uma capacidade de armazenamento de g s de 6 0 h dia no ano horizonte Este gas metro permitiria nas condi es do ano de arranque utilizar o motogerador a 100 da sua capacidade durante 17 4 horas por dia A tocha de queima do biog s excedente foi dimensionada com capacidade para 200 da produ o m dia hor ria do biog s e Recupera o de energia Para a recupera o de energia foi instalado um motogerador O calor residual da gua das camisas e dos gases de escape do motogerador aproveitado no aquecimento das lamas da digest o para o qual se disp e de dois permutadores e correspondentes bombas
77. mento e sensibilidade s condi es ambientais Pohland amp Ghosh 1971 A incapacidade de conseguir manter o equil brio entre estes dois grupos de microrganismos a primeira causa de existir instabilidade no reactor Demirel amp Yenig n 2002 As subst ncias inibidoras quando presentes em concentra es significativas nas guas residuais e lamas s o tamb m uma das raz es para que o digestor anaer bio sofra perturba es e falhe Uma grande quantidade de subst ncias tem sido identificada como inibidora para o processo de digest o anaer bia Uma subst ncia considerada inibidora quando causa um efeito adverso na popula o microbiana ou inibi o do crescimento bacteriano Chen et al 2007 Segundo Kroeker et al 1979 a inibi o usualmente indicada atrav s de um decr scimo da taxa de produ o de metano e acumula o de cidos org nicos Os inibidores mais comuns presentes na digest o anaer bia s o a am nia sulf drico metais leves metais pesados e outros compostos tais como acetonas benzenos alcanos teres fen is entre outros Deste modo poss vel verificar que muitos dos constituintes da gua do mar s o inibidores da digest o anaer bia como o caso do sulfato e do s dio 14 Nos reactores anaer bios o sulfato reduzido a sulf drico pelas bact rias redutoras de sulfato BRS Koster et al 1986 Hilton amp Oleszkiewicz 1988 Dois tipos de inibi o ocorrem consequentes da
78. ncentra o dos par metros CBOs CQO e SST na gua residual afluente ETAR Par metro Unidades Valores CBO mg O L 340 cao mg 0 L 605 SST mg L 200 SIMARSUL 2007 O meio receptor das guas residuais tratadas pela ETAR do Seixal o Esteiro do Seixal no Estu rio do Tejo Nestas condi es o grau de depura o das guas residuais sa da da linha de tratamento obedece aos limites de descarga apresentados no Quadro 3 5 Estes limites de descarga obedecem aos valores da licen a de descarga LD que coincidem com os valores do DL 152 97 de 19 de Junho 25 Quadro 3 5 Valores limites de descarga sa da da linha de tratamento de acordo com a Licen a de Descarga Par metro Unidades Valores m ximos Efici ncia de Remo o CBO 20 C mg Oy l 25 92 65 cao mg O l 125 79 34 SST mg l 35 82 50 Coliformes Fecais NMP 100 ml 2000 SIMARSUL 2012 Relativamente a gest o da fase s lida os res duos e sub produtos gerados devem ter as seguintes caracter sticas e Grau de sicidade das lamas ap s desidrata o 20 2 e Teor de s lidos nas lamas prim rias 70000 mg l e Teor de s lidos nas lamas biol gicas espessadas 35000 mg l 3 2 3 Constituic o global do processo de tratamento A ETAR do Seixal constitu da por uma fase l quida fase s lida e uma fase gasosa com v rias linhas paralelas acrescida de um sistema de desodorizac o Nos Anexos l e ll encontra se o diagrama linear simplifi
79. nte nesta caixa Altura de Mar 3 51 m 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 Condutividade uS cm 70 120 280 340 Caixas de visita Figura 5 5 Varia o da condutividade ao longo do interceptor da Amora para uma altura de mar de 3 51 metros Para uma altura de mar de 3 51 m n o se verifica intrus o salina na caixa 340 Contudo nas caixas seguintes verifica se que os valores de condutividade j s o elevados Na caixa 280 como referido anteriormente ocorre intrus o salina atrav s da entrada de gua estuarina pela descarga de emerg ncia e pela selagem de descarga o que n o se verificava anteriormente Tamb m na caixa 200 ocorre intrus o salina contudo o grau de intrus o muito superior ao verificado no caso anterior Altura de mar 3 73 m 14000 12000 10000 8000 6000 4000 Condutividade us cm 2000 70 120 280 340 350 380 Caixas de Visita Figura 5 6 Varia o da condutividade ao longo do interceptor da Amora para uma altura de mar de 3 73 metros 47 48 Para uma altura de mar de 3 73 m n o se verifica intrus o salina nas caixas 380 e 350 Por m verifica se valores de condutividade elevados na caixa 340 o que n o se verificava anteriormente para alturas de mar menores Como referido anteriormente a raz o pela qual isto sucede que para esta altura de mar verifica se a entrada de gua estuarina pela descarga de emerg ncia assim como pelas fissuras presentes no bet o
80. o corpo da caixa 130 Figura 5 28 Entrada de caudal de mar elevado pela EE da Arrentela na caixa 180 61 5 1 3 Interceptor do Seixal A Figura 5 29 apresenta o esquema do Interceptor do Seixal com a respectiva representa o das caixas de visita que foram analisadas para medi o do par metro condutividade 4 EE do Seixal Interceptor do Seixal Emiss rio Qta da Fidalga EE da Arrentela Figura 5 29 Interceptor do Seixal com a respectiva representa o das caixas de visita O Interceptor do Seixal semelhan a do Interceptor da Arrentela apresenta uma influ ncia quase permanente da mar nos caudais afluentes ao mesmo inclusivamente em per odos de baixa mar No entanto esta influ ncia n o est relacionada com problemas estruturais do emiss rio como sucedia no interceptor da Arrentela mas sim ao facto de a rede em baixa estar ligada ao colector e esta ser maioritariamente unit ria A Figura 5 30 mostra a varia o da condutividade ao longo do Interceptor do Seixal para uma mar de 3 12 metros 62 Altura de Mar 3 12 m 50000 40000 30000 20000 Condutividade us cm 10000 E E 2 8 9 12 15 Caixas de Visita Figura 5 30 Varia o da condutividade ao longo do Interceptor do Seixal para uma mar de 3 12 metros Como se pode verificar mesmo em per odos de mar baixa a condutividade presente no caudal afluente ao interceptor do Seixal elevada situando se a m di
81. o longo do interceptor da Arrentela para uma altura de mar de 4 02 metros Para situa es de mar de 4 02 m constata se que 58 A caixa 180 tem valores de condutividade bastante elevados uma vez que aquando se realizou a medi o o sistema de bombagem da E E da Arrentela estava em funcionamento medida que a altura de mar se torna mais elevada o grau de intrus o aumenta e o sistema de bombagem da esta o elevat ria entra mais vezes em funcionamento Na caixa 120 a condutividade mais baixa do que na caixa 180 porque apesar de esta permitir infiltra es pelas fissuras encontradas no bet o o caudal afluente a esta caixa j sofreu algumas dilui es com as entregas de gua residual Para esta altura de mar o efeito de dilui o devido s entregas de gua residual s se faz sentir na caixa 70 pois na caixa 100 este valor aumenta em rela o caixa 120 Isto significa que para esta altura de mar tamb m ocorre intrus o salina na caixa 100 o que n o se verificava para as outras situa es O Quadro 5 2 resume os principais problemas encontrados nas caixas de visita do Interceptor da Arrentela Quadro 5 2 Resumo dos principais problemas no interceptor da Arrentela Caixa 50 70 120 130 140 180 Mar m 3 68 3 68 3 68 3 68 3 68 3 68 Condutividade Maxima Registada US cm 26800 18200 36500 33400 41000 44000 Origem do Problema Entr
82. ois medida que a cota de preia mar aumenta a condutividade afluente ETAR tamb m aumenta Estes niveis de condutividade elevados no caudal afluente a ETAR do Seixal determinam efeitos negativas no sistema de tratamento da agua residual e na propria infraestrutura Destes efeitos evidenciam se os riscos de incumprimento da licen a de descarga impossibilidade de utiliza o do sistema de cogera o e danos estruturais na pr pria instala o quer em rg os quer em equipamentos 1 3 Objectivos O presente trabalho tem como objectivos 1 identificar os principais impactes causados pelo tratamento de guas residuais com elevada salinidade em ETAR atrav s de uma revis o bibliogr fica do tema 2 para um determinado caso de estudo identificar a origem das guas residuais com elevada salinidade 3 para o caso em estudo propor medidas de minimiza o ou mitiga o para resolu o do problema 1 4 Estrutura da Disserta o Esta disserta o tem como organiza o Cap tulo 1 este cap tulo identifica a problem tica do tratamento de guas residuais com elevada salinidade faz uma contextualiza o do problema identifica os objectivos do presente trabalho e por conseguinte expl cita a estrutura do trabalho Cap tulo 2 este cap tulo faz uma revis o bibliogr fica acerca das guas residuais guas salinas e dos problemas associados ao tratamento de guas residuais com elevada salinidade Cap
83. onnnnnnncnnnnnnnnnnnnncnnnnnonnnnnnncnnannnnnnos 60 Figura 5 24 Admiss o de gua pelo corpo da caixa 70 coconocococnncnccononooncnnnnccnnnnnnonnnnccnnnnnnnnnnnncnnnnnonnnnnnncnnannnnnnos 60 Figura 5 25 Caixa 120 altamente deteriorada cccccoconcnnccocononnonnnncnnnononannnnnnnnonnnnnnnnnnoncnnnnnennnnnnncnnnnnenonnnnncnncnnnns 600 Figura 5 26 Admiss o de gua pelo corpo da caixa 130 coconcccoccnncconononooncnncncnnnonnnonnnncnnonnonnonnnnccnnnnnnnnnnncnncnnnns 611 Figura 5 27 Admiss o de gua pelo corpo da caixa 140 coconcococcnnccocononooncnnnnnnnnononnnnnnncnnnnnnnnnnnoncnnnnnnnnnnnncnnnnnnns 611 Figura 5 28 Entrada de caudal de mar elevado pela EE da Arrentela na caixa 180 611 Figura 5 29 Interceptor do Seixal com a respectiva representa o das caixas de visita cccoconncoonnononinonnn 622 Figura 5 30 Variac o da Condutividade ao longo do interceptor do Seixal para uma cota de preia mar de 3 12 Metros se a e de Bate oan E edt 63 Figura 5 31 Variac o da Condutividade ao longo do interceptor do Seixal para uma cota de preia mar de 3 73 MOOS eeror iaeiei orre E AEOS A EEEE EEO E ESE EKETE Ai PDR ER 63 Figura 5 32 Varia o da condutividade no interceptor do Seixal em fun o da cota de preia mar 64 Figura 5 33 Marca da entrada de caudal pela caixa da descarga de emerg ncia da EE do Seixal 66 Figura 5 34 Entrega de gua de mar pela rede em bai
84. orriam redu es na efici ncia de remo o org nica quando os leitos percoladores eram expostos a concentra es de sal superiores a 20 000 mg L Concluiram tamb m que quando os leitos percoladores s o expostos a concentra es de sal de 50 000 mg L a CBO do efluente 68 superior CBO do afluente 12 Tamb m Ludzack amp Noran 1965 investigaram os efeitos provocados por elevadas concentra es de sal em lamas activadas Diminui o da efici ncia de remo o org nica aumento de s lidos no efluente e deficiente flocula o s o alguns dos efeitos causados quando este tipo de sistemas operado com elevadas concentra es de cloreto de s dio 2 3 1 Tratamento Biol gico e Decanta o Secund ria Problemas na decanta o t m sido frequentemente citados por diversos autores e v rias raz es t m sido dadas para este tipo de fen meno ocorrer Em primeiro lugar a densidade da gua salgada maior do que a da gua doce criando assim resist ncia decanta o Lefebvre amp Moletta 2006 e em segundo lugar os microrganismos utilizados nos sistemas convencionais de tratamento s o muito sens veis a varia es das for as i nicas Conforme Kincannon amp Gaudy 1968 Lawton amp Eggert 1957 e Ludzack amp Noran 1965 mudan as r pidas na concentra o de sais causam tipicamente mais problemas do que mudan as graduais Contudo as perturba es podem ser tempor rias e em certos casos os organismo
85. pH promove a precipita o da estruvite Roy Pelletier 2005 No entanto a solubilidade come a a aumentar a partir de um pH de 9 Booker et al 1999 2 3 4 Espessamento Desidrata o de Lamas A desidrata o uma opera o unit ria essencial nos sistemas de tratamento de guas residuais uma vez que os custos de transporte das lamas para destino final adequado s o substancialmente mais baixos quando o volume desta reduzido Al m disso as lamas desidratadas s o muito mais f ceis de manusear e transportar A remo o da humidade das lamas aumenta o poder calor fico para incinera o torna as lamas menos putresc veis e com menos odor e reduz a quantidade de lixiviados em aterro Metcalf amp Eddy 2003 Em reas costeiras os teores de salinidade das guas residuais e das lamas s o usualmente elevados comprometendo deste modo a etapa de desidrata o de lamas nas ETAR s O efeito da salinidade na desidrata o de lamas foi estudado por Irene et al 2001 atrav s da realiza o do ensaio de funil de Buchner em que a desidrata o da lama vem expressa em termos de resist ncia espec fica de filtra o REF e tempo para filtrar TPF Este estudo realizou se em lamas com tr s n veis diferentes de salinidade 5000 10 000 e 20 000 ppm Coagulantes como sulfato de alum nio sulfato de ferro Il e polielectr litos org nicos foram adicionados de forma a estudar a sua influ ncia na desidrata o da lama A F
86. ra recolher amostras para medi o do par metro condutividade Quadro 4 2 Caixas de visita seleccionadas para medi o do par metro condutividade Interceptor N mero das Caixas Amora 20 70 80 120 280 340 350 380 410 Seixal 2 8 9 12 15 Arrentela 20 40 50 70 90 100 110 120 130 160 180 190 200 No Anexo lll encontra se representada a planta onde se podem identificar os interceptores da Amora Arrentela e Seixal Por fim colocou se ainda a medir em cont nuo uma sonda de condutividade na obra de entrada com o objectivo de compreender quando ocorria o pico m ximo de condutividade na ETAR e qual a influ ncia que cada cota de preia mar tinha na condutividade do afluente bruto 4 2 Materiais e M todos Para a determina o do par metro condutividade recorreu se a uma sonda de medi o de condutividade Figura 4 1 O m todo utilizado para a determina o deste par metro o m todo de condutimetria e os resultados obtidos v m expressos em US cm pa Figura 4 1 Sonda de Condutividade WTW Multi 340i 41 Os m todos anal ticos utilizados para avaliar os restantes par metros encontram se resumidos no Quadro 4 3 Quadro 4 3 M todos anal ticos utilizados na medi o dos restantes par metros na an lise da gua da ETAR Par metros F sico Qu micos pH Temperatura S lidos Suspensos Totais SST S lidos Suspensos Vol teis SSV Car ncia Bioqu mica de Oxig nio CBO Mat ria Seca
87. ra a c mara de mistura de lamas Ap s homogeneiza o a mistura de gorduras e das lamas produzidas na ETAR elevada para os digestores anaer bios para tratamento e Decanta o Prim ria Esta etapa constitu da por 2 decantadores espessadores lamelares de geometria quadrada de soleira inclinada e circular com mecanismo de raspagem e concentra o de lamas de accionamento central com uma altura vertical por debaixo das lamelas de 6 07 m As lamelas s o constitu das em m dulos em forma de colmeia completamente submersas com um ngulo de inclina o de 60 A extrac o de sobrenadantes dos decantadores prim rios efectuada por interm dio de colectores que conduzem os sobrenadantes at ao sistema de desengorduramento A extrac o de lamas dos decantadores prim rios realiza se por gravidade e de forma temporizada e Tratamento secund rio Reactor Biol gico O tratamento secund rio baseia se em reactores de biomassa suspensa em m dia carga de funcionamento cont nuo e com uma configura o de tipo fluxo de pist o Este possui tr s linhas de tratamento com 33 3 de capacidade cada uma Cada reactor possui um selector biol gico an xico para o controlo da biomassa filamentosa Os 3 reactores s o alimentados de forma equitativa atrav s da c mara de reparti o O arejamento realizado atrav s de difusores de bolha fina e compressores de arejamento com varia o de frequ ncia 27 e Decan
88. redu o do sulfato A primeira inibi o devida competi o entre as BRS e as anaer bias pelos substractos org nicos e inorg nicos suprimindo desta forma a produ o de metano Harada et al 1994 A segunda inibi o resulta da toxicidade do sulf drico para os outros grupos de bact rias Anderson et al 1982 Colleran et al 1995 Colleran et al 1998 Por outro lado os ides met licos leves que est o normalmente presentes nos digestores anaer bios incluem s dio pot ssio c lcio e magn sio Estes nutrientes quando presentes em concentra es moderadas estimulam o crescimento microbiano Contudo em concentra es elevadas os mesmos podem causar s rias inibi es e ou toxicidade Soto et al 1993 O s dio quando presente em baixas concentra es fundamental para a metanog nese porque participa na forma o da adenosina trifosfato ou na oxida o de NADH Dimroth amp Thomer 1989 Por m elevadas concentra es de s dio podem afectar a actividade dos microrganismos e interferir com o seu metabolismo Mend z et al 1995 Desde h muito tempo que se sabe que a presen a de elevadas concentra es s dio e ou cloretos produzem efeitos inibidores t xicos significativos no tratamento anaer bio de guas residuais Rinzema et al 1988 Concentra es de s dio que excedam 10 g L inibem fortemente a metanog nese Kugelman amp McCarty 1965 Segundo Feijoo et al 1995 concentra es de s dio en
89. registado na caixa 70 para a mesma altura de mar 1744 uS cm Deste modo pode se compreender que o Interceptor da Arrentela tamb m contribui na condutividade afluente ETAR Os principais problemas encontrados nas caixas de visita do interceptor da Amora s o sistematizados no Quadro 5 1 50 Quadro 5 1 Resumo dos principais problemas encontrados ao longo do interceptor da Amora Caixa 410 340 280 200 Mar m 4 02 3 51 3 70 3 51 Condutividade Maxima Registada HS cm 43000 46000 38000 Origem do Problema Liga o de duas descargas de pluviais caixa de visita Entrada de gua pela descarga de emerg ncia e pelo bet o da caixa de visita Entrada de gua pela descarga de emerg ncia e pelo bet o da caixa de visita Entrada de gua pela descarga de emerg ncia Figura 5 10 e 5 11 5 12 e 5 13 5 14 e 5 15 5 16 Preia mar a partir da qual ocorrem problemas na caixa de visita Notas Descargas do pluvial no estu rio com liga o rede em alta sem v lvula de mar instalada Descarga de emerg ncia equipada com v lvula de mar cujo funcionamento se revela deficiente Descarga de emerg ncia equipada com v lvula de mar cujo funcionamento se revela deficiente Devido localiza o da caixa de visita n o foi poss vel fazer uma observa o do estado de conserva o da mesma recomendando se que o mesmo seja feito no futuro As
90. s Biog s Reagentes 91 92 Anexo III Planta de Localiza o do Interceptor da Arrentela Amora e Seixal eee ap RR EM da Quinta MES da Fidalga EE da Medideira EE da Arrentela Interceptor da Arrentela Interceptor da Amora 93 94 Anexo IV Valores de condutividade obtidos ao longo do Interceptor da Amora para varias cotas de preia mar Condutividade us cm 2 88 3650 5500 1760 E 7 le x 3 35 8200 11200 2480 7 1185 1208 E 3 73 14500 21000 12570 12110 12980 8730 1500 1358 95 96 Anexo V Valores de Condutividade obtidos ao longo do Interceptor do Seixal para varias cotas de preia mar Condutividade us cm Altura Mar E E 2 8 9 12 15 m N Caixa 3 12 36800 47100 42700 38900 41100 38900 3 35 3 51 37000 i 3 73 S 44000 29700 33800 35500 4 02 42400 97 98 Anexo VI Valores de condutividade obtidos ao longo do Interceptor da Arrentela para v rias cotas de preia mar Condutividade us cm 2 88 10470 9720 4050 2510 3250 3380 7100 1436 1383 950 3 35 22300 E A m a 3 68 24800 21400 15500 13300 27000 35500 36500 33400 41800 41000 1020 982 99 100 Anexo VII Valores de condutividade obtidos no afluente bruto da ETAR para varias cotas de preia mar Altura mar m Condutividade max ETAR 2 87 5540 3 02 8390 3 09 9860 3 10 9890 3 12 11000 3 17 10210 3 23 10790 3 31 9450 3 35 13550 3 44
91. s conseguem se habituar a viver satisfatoriamente n o perturbando o desempenho do sistema No entanto mesmo quando estes j est o aclimatados o desempenho do sistema depende de n o existir perturba es nas for as i nicas e nem varia es s bitas do teor de salinidade nas guas residuais Segundo Woolard amp Irvine 1995 guas residuais com elevados teores de salinidade gt 3 5 s o problem ticas de tratar quando se utiliza culturas convencionais de microrganismos sendo necess rio recorrer a microrganismos do tipo halof licos uma vez que possuem adapta es pr prias para sobreviver neste tipo de ambientes Em terceiro lugar elevadas concentra es de sais provocam a plasm lise celular e a morte dos microrganismos presentes na lama devido ao aumento da press o osm tica Isto resulta numa redu o do tamanho da part cula e da respectiva densidade levando desta forma a que as efici ncias de remo o org nica sejam menores Kargi 2002 Conforme Ng et al 2005 quando a concentra o de sal igual ou superior a 30 g L a turva o do efluente final aumenta significativamente isto porque ocorre a liberta o dos componentes celulares n o dissolvidos em resultado da plasm lise celular dos microrganismos Por ltimo a hipersalinidade reduz a quantidade de bact rias filamentosas e protozo rios que s o essenciais para a integridade e estrutura dos flocos Ludzack and Noran 1965 Salvad et al 2001 13
92. s da Presen a de agua do Estu rio do Rio Tejo em ETAR ETAR do Seixal Caso de Estudo Copyright em nome de Cristiana Isabel Gomes Serrano da FCT e da UNL A Faculdade de Ci ncias e Tecnologia e a Universidade Nova de Lisboa t m o direito perp tuo e sem limites geogr ficos de arquivar e publicar esta disserta o atrav s de exemplares impressos reproduzidos em papel ou de forma digital ou por qualquer outro meio conhecido ou que venha a ser inventado e de a divulgar atrav s de reposit rios cient ficos e de admitir a sua c pia e distribui o com objectivos educacionais ou de investiga o n o comerciais desde que seja dado cr dito ao autor e editor Agradecimentos Em primeiro lugar gostaria de agradecer ao Engenheiro Jos Pacheco por todo o apoio disponibilidade empenho dedica o e amizade que me prestou ao longo do meu est gio na SIMARSUL e na realiza o da minha disserta o Gostaria tamb m de agradecer Engenheira Lisete Epif neo pela disponibilidade e apoio prestado na realiza o da minha disserta o assim como pela sugest o do tema para a mesma Agrade o tamb m a todos os operadores da SIMARSUL pelo esp rito de abertura com que me receberam e carinho bem como a ajuda concedida para efectuar a recolha de dados para a realiza o deste trabalho professora Leonor Amaral gostaria de agradecer o facto de ter aceite a minha proposta para fazer um trabalho aplicado a um caso real ten
93. salina rede Nas Figuras 5 3 5 4 5 5 5 6 e 5 7 efectua se de forma mais detalhada uma an lise para cada cota de preia mar Altura de Mar 3 12 m 2000 1500 1000 500 Condutividade uS cm 70 280 340 380 Caixas de visita Figura 5 3 Varia o da condutividade ao longo do interceptor da Amora para uma altura de mar de 3 12 metros 45 46 e Para uma altura de mar de 3 12 m n o se verifica intrus o salina no interceptor da Amora uma vez que o valor mais elevado de 1744 us cm sendo menor que 2000 uS cm valor considerado como refer ncia acima do qual existe intrus o salina Altura de Mar 3 35 m 3000 N u o o e xn 1500 1000 Condutividade uS cm 500 70 280 340 Caixas de Visita Figura 5 4 Varia o da condutividade ao longo do interceptor da Amora para uma altura de mar de 3 35 metros e Para uma altura de mar de 3 35 m os valores de condutividade na caixa 340 e 280 s o baixos 1208 uS cm e 1185 us cm respectivamente No entanto na caixa 70 j se verifica a exist ncia de intrus o salina apesar dos valores de condutividade n o serem muito elevados 2480 uS cm Isto deve se ao facto de a caixa 70 receber o caudal proveniente da caixa 200 Como referido anteriormente apesar de n o se ter conseguido medir a condutividade nesta caixa visto estar selada verificou se que a intrus o salina devia se entrada de gua estuarina pela descarga de emerg ncia prese
94. se que a caracteriza o obtida seja o mais completa poss vel refor ando desta forma as ferramentas de apoio decis o para uma melhor e definitiva resolu o do problema Interceptor da Arrentela 78 Caixas 50 70 120 130 e 140 Devido natureza transversal dos problemas detectados nesta infraestrutura aconselha se que antes de tomada qualquer ac o seja realizado um levantamento e cadastro deste intercetor que permita uma melhor caracteriza o do mesmo Igualmente e porque este interceptor j apresenta uma idade consider vel sugere se a realiza o de uma inspec o v deo ao longo de todo o colector para uma melhor compreens o do grau de dano do mesmo nomeadamente do fundo das caixas de visita Consoante o resultado desta an lise inspec o mais cadastro dever ser decidido qual o melhor caminho a seguir na resolu o do problema em quest o podendo ser necess rio vir a considerar a necessidade de realizar investimento numa ptica de melhoraria da infraestrutura e com o prop sito de evitar as admiss es de gua estuarina que se verificam presentemente e Caixa 180 No caso da caixa 180 deve avancar se com um estudo equivalente aos ja realizados para o Emiss rio da Quinta da Fidalga que serve a EE da Arrentela pois grande a probabilidade de ser esta mais uma fonte ainda que ligeira devido aos pequenos caudais elevados pela esta o elevat ria de entrada de agua estuarina na rede em
95. sistema do Seixal repercutem graves problemas na capacidade de tratamento da ETAR e nos custos de explora o que lhes est o associados Ao n vel do tratamento da gua residual verificam se problemas na decanta o secund ria inibi o da digest o anaer bia e degrada o da qualidade do biog s forma o de precipitados na etapa da digest o anaer bia e na desidrata o e dificuldades no espessamento das lamas Relativamente aos impactes causados na infraestrutura evidenciam se a oxida o dos materiais e dos equipamentos provocada pelos cloretos e a corros o do bet o devido forma o do cido sulf rico a partir do sulf drico Destes efeitos evidenciam se os riscos de incumprimento da licen a de descarga impossibilidade de utiliza o do sistema de cogera o e danos estruturais na pr pria instala o quer em rg os quer em equipamentos Assim afigura se urgente a entrada em vigor de um plano de ac o para que sejam tomadas uma s rie de medidas que foram apresentadas necess rias para a minimiza o das intrus es salinas ocorrentes na rede de drenagem do Seixal e deste modo minimizar ou mitigar os impactes ocorrentes na ETAR do Seixal Desta forma sugere se que sejam envolvidos neste plano os Departamentos de Opera o Manuten o e Engenharia bem como algumas entidades externas tais como a CM Seixal devendo desta intera o interdepartamental resultar a implementa o de medidas com a finalidade
96. sua presen a insignificante mesmo em pH elevado Eq 3 Fu amp Shen 1990 H2S aq O H HS pKa 7 04 2 HS e Ht S7 pKa 11 96 3 Apenas H S pode ser transformado a partir da interface gua ar dando origem emiss o de sulf drico da gua residual para a atmosfera Eq 4 Fu amp Shen 1990 HzScag O A2Sqg Kerr 468 atm 4 A emiss o de sulfidrico um processo fisico quimico que envolve a fase l quida e a fase gasosa das redes de drenagem de guas residuais Este processo depende da temperatura pH condi es hidr ulicas e ventila o Yongsiri et al 2004 Pesquisas realizadas por Gadekar et al 2006 referem que a oxida o do sulf drico nas redes de guas residuais pode ocorrer simultaneamente atrav s de processos qu micos e biol gicos tornando a oxida o total um processo complexo Segundo o autor a oxida o biol gica do sulf drico pode ter lugar na camada superficial dos fluxos de drenagem das guas residuais verificando se a a 18 presen a das bact rias aer bias autotr ficas Thiobacillus sp as quais podem oxidar o sulfidrico a cido sulf rico H SO Gadekar et al 2006 O cido sulf rico ao reagir com o hidr xido de c lcio HC do bet o forma gesso Por sua vez o gesso reage com o aluminato de c lcio hidratado formando um mineral denominado de ettringite Este mineral tem um volume muito superior aos compostos que contribu ram para a sua forma o Desta form
97. tac o Secund ria Esta etapa constitu da por 3 decantadores de planta circular e fundo plano um por cada linha de arejamento com um di metro de 36 m Cada rg o equipado com uma ponte raspadora com raspador de fundo para lamas secund rias tubos de suc o e raspador de superf cie para remo o de escumas A admiss o do efluente no decantador faz se no centro do rg o por tubagem envolta num deflector met lico cil ndrico cujo di metro de cerca de 8m No que se refere s escumas formadas superf cie estas s o retidas pelo deflector perif rico e conduzidas pelo raspador de superf cie integrado na ponte raspadora para uma tremonha A partir desta a mistura gua escumas ser conduzida graviticamente at ao po o de bombagem que as elevar para o concentrador de gorduras As tremonhas dos decantadores secund rios encontram se directamente ligadas esta o elevat ria de recircula o de lamas A partir da esta o elevat ria as lamas s o elevadas para os selectores an xicos ou para o espessador de lamas biol gicas Os descarregadores s o de a o inox Os decantadores possuem ainda de deflectores em a o inox de modo a evitar a descarga de escumas e outros flutuantes juntamente com o efluente decantado e Desinfec o A desinfec o realizada atrav s de um sistema de desinfec o para canal aberto recorrendo a l mpadas de baixa press o e alta intensidade e a um sistema de limpeza
98. tivo como no Interceptor da Amora como se pode verificar pela compara o das express es matem ticas de ajustamento para os dados recolhidos para as duas caixas Figuras 5 8 e 5 19 Tal deve se ao facto de no Interceptor da Arrentela ocorrerem infiltra es independentemente da altura de mar n o se verificando a mesma situa o no caso do Interceptor da Amora Nas Figuras 5 20 5 21 e 5 22 efectua se uma an lise discreta para cada cota de preia mar Altura de Mar 2 88 m 12000 10000 20 40 50 70 90 100 110 120 130 160 180 Caixas de Visita Condutividade us cm Figura 5 20 Varia o da Condutividade ao longo do interceptor da Arrentela para uma altura de mar de 2 88 metros Pela an lise da Figura 5 20 e atrav s do trabalho de campo realizado pode verificar se que e Na caixa de visita 180 os valores de condutividade s o baixos uma vez que a entrada de gua de mar ocorre por interm dio da conduta elevat ria da E E da Arrentela As entradas de mar s ocorrem quando o sistema de bombagem da esta o elevat ria come a a funcionar Quando este est desligado n o ocorre entradas de mar Na altura de medi o o sistema de bombagem estava parado da os valores de condutividade serem baixos 56 Nas caixas de visita 50 70 120 130 e 140 do intercetor da Arrentela foi possivel identificar uma patologia semelhante Em todos estes casos foi verificada a exist ncia de um estado de degrada o es
99. tre 3 a 16 mg L causam 50 de inibi o no processo de digest o anaer bia quando n o existe a presen a de outros nutrientes ou sais 2 3 3 Forma o de Precipitados O mineral estruvite MgNH PO 6H20 um composto qu mico formado por um fosfato hidratado com am nia e magn sio Doyle et al 2002 Normalmente forma se dentro dos digestores das tubagens das lamas digeridas no sistema de drenagem de sobrenadantes das lamas ou nas centrifugas A precipita o deste mineral pode causar problemas operacionais visto que reduz a sec o livre das tubagens e imobiliza o funcionamento das v lvulas Tamb m pode originar uma perda de capacidade por debilitar os processos de controlo e rendimento dos sistemas de transporte de lamas Batista amp Jeong 2006 B scaran 2003 Na forma o da estruvite durante a digest o anaer bia o f sforo fornecido atrav s dos Ortofosfatos PO provenientes das lamas A am nia prov m da degrada o do azoto contido no material das lamas prim rias O magn sio prov m da degrada o do material org nico ou quando a 15 esta o de tratamento se encontra numa rea costeira onde existe suficiente magn sio para promover a precipita o da estruvite Batista amp Jeong 2006 A forma o deste mineral ocorre quando as concentra es de cada um destes constituintes s o satisfeitas e o pH adequado A solubilidade da estruvite diminui com o aumento do pH e portanto um aumento de
100. tro lado estas infiltra es aumentavam medida que a altura de mar tamb m aumentava Em segundo lugar verificou se a condutividade ao longo do interceptor do Seixal para a mesma altura e pelos mesmos motivos que anteriormente Ap s esta avalia o repetiu se o processo de medi o de condutividade nas caixas selecionadas para outras alturas de mar Por fim analisou se o interceptor da Arrentela uma vez que para uma altura de mar de 3 12 m verificou se intrus o salina na caixa de jun o dos caudais provenientes dos interceptores da Amora e Arrentela apesar de n o haver intrus o salina nas caixas do interceptor da Amora Desta forma compreendeu se que havia evid ncias de fen menos de intrus o salina nas caixas do interceptor da Arrentela Deste modo realizou se uma an lise ao longo do interceptor da Arrentela para compreender em que caixas ocorria intrus o salina e desta forma selecionar aquelas que tinham que ser analisadas para medi o da condutividade para outras alturas de mar No Quadro 4 1 apresentam se os dias em que se efectuaram as campanhas de monitoriza o e as respectivas alturas de preia mar Quadro 4 1 Representa o dos dias seleccionados para as campanhas de monitoriza o e as respectivas cotas de preia mar Dia 05 08 20 06 24 06 27 06 14 05 14 07 Altura de mar m 2 88 3 12 3 35 351 3 73 4 02 40 No Quadro 4 2 apresentam se as caixas que foram selecionadas em cada interceptor pa
101. trutural avan ado nos an is de bet o constituintes das caixas de visita sendo observ vel entrada de gua salgada pelo corpo das caixas em todos estes locais Altura de Mar 3 68 m 45000 40000 35000 30000 15000 Condutividade us cm 10000 5000 20 40 50 70 80 90 100 110 120 130 140 160 180 190 200 Caixas de Visita Figura 5 21 Varia o da Condutividade ao longo do interceptor da Arrentela para uma altura de mar de 3 68 metros Verifica se pela an lise da Figura 5 21 que Na caixa 180 os valores de condutividade s o bastante elevados contrariamente ao que sucedia na situa o anterior A raz o pelo qual isto se verifica que na altura em que se mediu a condutividade na caixa de visita o sistema de bombagem da E E da Arrentela estava em funcionamento debitando um grande caudal de gua salobra no interior da caixa Para esta altura de mar tamb m ocorre intrus o salina nas caixas de visita 50 70 120 130 e 140 contudo o grau de infiltra o bastante superior ao anterior A caixa 70 100 e 120 t m entregas de gua residual contudo o efeito de dilui o n o se verifica na caixa 120 uma vez que o estado de degrada o desta caixa est bastante avan ado 57 Condutividade us cm Altura de Mar 4 02 m 50000 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 20 50 70 100 120 180 Caixas de Visita Figura 5 22 Varia o da Condutividade a
102. tulo 3 neste cap tulo exp e se o caso de estudo que se selecionou e caracteriza se a rede de drenagem do subsistema do Seixal e a ETAR do Seixal Cap tulo 4 neste cap tulo explica se a metodologia utilizada no presente trabalho onde se descreve todo o procedimento realizado assim como quais os materiais e m todos utilizados para a obten o dos resultados Cap tulo 5 apresenta os resultados obtidos neste trabalho e a respectiva discuss o dos mesmos Identifica quais as medidas a adoptar de forma a minimizar ou mitigar os efeitos decorrentes do tratamento de guas residuais salinas bem como apresenta algumas perspectivas relativamente ao que poder o ser os desenvolvimentos futuros na tem tica abordada Cap tulo 6 neste cap tulo exp e se as principais conclus es do presente trabalho Estado da Arte 2 1 Aguas Residuais A natureza das guas residuais descrita pelas suas caracter sticas quantitativas e qualitativas As caracter sticas quantitativas caudal dependem das varia es de comunidade para comunidade clima dimens o do aglomerado populacional tipo de habita es pre o da gua n vel econ mico e social das popula es e qualidade e perman ncia do abastecimento de gua da rede p blica das varia es di rias e das varia es sazonais As caracter sticas qualitativas podem ser f sicas qu micas e biol gicas e dependem das varia es de comunidade para comunidade e das varia
103. vamente ao n vel dos custos Deste modo o presente estudo incidiu a sua an lise sobre o Interceptor da Amora Seixal e Arrentela visto serem focos de fen menos de intrus o salina e onde a equipa da SIMARSUL cr conseguir tomar as medidas mais efectivas de atenua o do actual problema Para isso realizaram se diversas campanhas de monitoriza o aos interceptores anteriormente referidos de modo a identificar os principais pontos cr ticos onde ocorre infiltra o de gua do estu rio Ao mesmo tempo analisou se a tabela de mar s do Instituto Hidrogr fico com 39 a finalidade de relacionar a intrusdo de agua salina na rede com as diversas cotas de preia mar no estuario Para tal adoptou se o seguinte procedimento Em primeiro lugar come ou se por medir a condutividade ao longo do interceptor da Amora para uma altura de mar de 3 73 m de forma a compreender em que caixas do interceptor que ocorria intrus o salina Este interceptor foi escolhido em primeiro lugar uma vez que dos tr s interceptores estudados este o que apresenta maior caudal e portanto era expect vel que apresenta se maior influ ncia nos resultados obtidos Ap s esta an lise verificou se que muitas destas caixas sofriam fen menos de intrus o salina e que era essencial medir a condutividade nestas caixas para outras alturas de mar S assim se poderia compreender se tais infiltra es ocorriam para outras alturas de mar menores ou se por ou
104. xa na caixa B cccccconococoonnoncnonononnnnnnnccnnanononnnonccnnnnannnnos 66 Figura 5 35 Entrada de gua pelo tamp o do colector danificado cccoccooononncnononononnnnnoncnnnanonnnnnnnccnnananonons 66 Figura 5 36 Entrega de gua de mar pela rede em baixa na caixa 15 cccconococconncncnonnnonnnncnncnnnononnnnnnncnnnananonnns 66 Figura 5 37 Varia o da condutividade e do caudal ao longo de um dia para alturas de mar s baixas 67 Figura 5 38 Varia o da condutividade e do caudal ao longo de um dia para alturas de mar s elevadas 68 Figura 5 39 Rela o entre a condutividade registada ao longo de um dia na ETAR com as alturas de mar ocorrentes nesse dia baixa mar e preia mar cccccescccsessececsssceceessececesssececssseceesaececessseceenseeeceeaas 69 Figura 5 40 Rela o entre a condutividade registada ao longo de um dia na ETAR com as alturas de mar ocorrentes nesse dia baixa mar e preia mar ccccsccccesssececssscececssececsessececsssseceesaeeecsesseceeaesecesaas 71 Figura 5 41 Rela o entre a hora em que ocorre a preia mar e a condutividade m xima afluente E E do Breyner ono ale Dee bD EO ones Dad oO A Dea nD io EAE 73 Figura 5 42 Varia o da condutividade afluente a ETAR para diversas cotas de preia Mar ccconoccccnnconcnnnanononnss 73 Figura 5 43 Rela o entre a carga de salinidade afluente E E do Porto da Raposa e E E do Seixal para diversas cotas

Impactes da Presença de Água do Estuário do Rio Tejo em

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