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REDE COOPERATIVA DE PESQUISAS

1. Indicador digital de vaz o Flotador para Bomba d gua satura o Calha Parshall By pass geral do efluente dos reatores anaer bios Tanque de contato Figura 4 5 ETE Cambu fluxograma dos processos de flocula o flota o e desinfec o Vai para o corpo receptor rio Cambu 130 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Produ o do desinfetante Desinfec o com misturas oxidantes geradas in loco A gera o in loco de desinfetantes tem sido preconizada para pequenas instala es de tratamento de gua e efluentes por v rias vantagens dentre as principais est o sua portabilidade por empregar poucos ou nenhum reagente qu mico e sua simples opera o Processos eletrol ticos empregando cloreto de s dio abertos ou fechados podem produzir hipoclorito cloratos cloritos e em menor escala oz nio di xido de cloro singlets de oxig nio vapor d gua al m de excesso de hidrog nio e outros gases reduzidos Se um hipoclorador for do tipo aberto perdem se por volatiliza o os gases oz nio singlets de oxig nio hidrog nio al m de outros gases da e
2. Concentra o Si tema de Esta o Desinfec o Data Paran THM T C tratamento mg L DQO Nego N NH N NO N NO 9 17 9 2002 6 0 77 2 88 18 57 0 18 1 05 2 7 22 17 9 2003 6 0 74 3 66 18 2 0 17 1 56 3 1 22 UASD TB 24 9 2002 6 0 20 1 31 15 17 0 25 2 61 3 6 18 alta taxa 1 10 2002 5 9 53 25 14 7 0 24 1 25 20 lnstala ao 8 10 2002 5 9 66 2 80 25 58 0 02 0 49 2 2 26 piloto 1 Hipoclorito 6 3 2002 7 5 108 E z z 2 9 23 UASB LA PPn 6 3 2002 7 5 38 E z E 2 3 6 23 alta taxa batelada 10 4 2002 48 36 2 98 23 23 0 11 0 25 3 2 25 10 4 2002 48 47 4 17 22 34 0 11 0 25 25 25 10 9 2002 4 0 19 1 83 1 04 0 14 13 00 4 5 20 LA ETE 10 9 2002 5 0 19 1 83 1 04 0 14 13 00 7 4 20 aera o Bel m prolongada Jar test 1 10 2003 5 0 34 3 03 0 27 0 09 10 20 11 6 22 1 10 2003 6 0 34 3 03 0 27 0 09 10 20 16 8 22 18 9 2003 5 8 147 2 90 34 02 2 1 0 19 6 ETE dal 18 9 2002 5 0 132 3 92 34 28 a 1 3 20 6 RALF FAD Cambu n de 2 cloro 25 9 2003 4 0 97 2 76 23 55 0 0 20 2 9 10 2002 6 1 45 1 20 36 16 E 2 1 21 9 Nota 1 Instala o piloto na ETE Bel m da Sanepar Curitiba PR 2 ETE Cambu da Sanepar Campo Largo PR ps q ope pide gt otdeJo TAA 148 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Subprodutos gerados pelo di xido de cloro Uma das grandes vantagens do uso de di xido de cloro CIO est no fato
3. 20 C Unidades log removidas E E Rela o L B l 2 3 4 6 8 10 12 1 0 0 48 0 51 0 54 0 56 0 59 0 61 0 62 0 63 1 5 0 32 0 34 0 35 0 36 0 38 0 38 0 39 0 39 i 2 0 0 24 0 25 0 26 0 26 0 27 0 28 0 28 0 28 2 5 0 19 0 20 0 20 0 20 0 21 0 21 0 21 0 21 1 0 0 68 0 75 0 81 0 85 0 91 0 95 0 97 1 00 1 5 0 48 0 51 0 54 0 56 0 59 0 61 0 62 0 63 2 0 0 36 0 39 0 40 0 41 0 43 0 44 0 45 0 45 2 5 0 29 0 31 0 32 0 32 0 33 0 34 0 35 0 35 1 0 1 05 1 21 1 33 1 42 1 55 1 65 1 72 1 78 1 5 0 77 0 86 0 92 0 98 1 05 1 10 1 14 1 17 a 2 0 0 60 0 66 0 70 0 74 0 78 0 81 0 84 0 85 2 5 0 49 0 54 0 56 0 59 0 62 0 64 0 65 0 66 1 0 1 34 1 57 1 74 1 88 2 08 2 24 2 35 2 45 1 5 0 99 1 13 1 24 1 32 1 44 1 52 1 59 1 64 di 2 0 0 79 0 89 0 95 1 01 1 09 1 14 1 18 1 21 25 0 66 0 72 0 77 0 81 0 87 0 90 0 93 0 95 Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 309 Tabela 7 13 Continua o Unidades log removidas di E Rela o L B 1 2 3 4 6 8 10 12 1 0 1 57 1 87 2 09 2 27 2 54 2 75 2 91 3 04 1 5 1 17 1 36 1 50 1 61 1 78 1 90 1 99 2 06 ii 2 0 0 95 1 08 1 17 1 25 1 36 1 43 1 49 1 54 2 5 0 79 0 89 0 96 1 01 1 09 1 15 1 19 1 22 1 0 1 77 2 13 2 40 2 62 2 95 3 21 3 41 3 58 1 5 1 34 1 57 1 74 1 88 2 08 2 24 2 36 2 45 j 2 0 1 08 1 25 1 37 1 46 1 60 1 71 1 78 1 85 2 5 0 91 1 04 1 13 1 20 1 30 1 37 1 43 1 47 1 0 1 95 2 37 2 68 2 94 3 33 3 63 3 87
4. Di xido Afluente Efluente Instituic Sist TDH CT log CF log CT log CF log nstitui o sistema min Dosagem Residual DQO E ST SSV NMP NMP NMP NMP mgL mgL mgL P mg L mg L 100 ml 100ml 100ml 100 ml 1 1 1 1 5 z E a 1 30 1 00 10 E E E 1 00 1 00 15 D E 1 30 1 00 2 6 11 3 00 3 00 20 1 83 0 62 25 L sa f 2 64 1 41 UFSC Lodos f 30 gt E a z 2 70 1 57 ativados 5 E 1 32 1 00 4 111 0 6 75 6 38 7 18 10 z G z 0 00 0 00 5 6 103 0 6 63 E 4 86 3 75 0 00 0 00 5 R E B 1 00 1 00 10 58 0 6 59 5 32 4 56 10 a 0 00 0 00 RALF PUCPR Eai 286 4 9 1 06 105 1 5 8 6 6 356 33 3 50E 06 4 60E 05 4 10E 03 4 90E 02 Nota 1 a unidade para a PUCPR NMP 100 ml tendo sido avaliada Escherichia coli em vez de coliformes fecais 2 contato na tubula o de descarga do efluente SOueIIUeS Sajuan 13 op oLIDajuisag 091 Cap 4 Clora oe Desclora o 161 O PROSAB 3 apoiou no Paran o monitoramento da ETE Cambu projetada pela Sanepar em 1996 cujo in cio de opera o ocorreu em abril de 1998 Seu fluxograma utiliza a flota o por ar dissolvido EAD como p s tratamento de efluente anaer bio de reator UASB aqui denominado RALF O efluente final desinfetado com di xido de cloro gerado in loco com tecnologia PROMINENT e aplicado em tanque de contato que emprega o conceito do fluxo pist o Seu volu
5. 1000 4 O Vi veis N o vi veis Ovos g TS A O o So o a e oO 200 4 Entrada Chicana 1 Chicana 2 Chicana 3 Chicana 4 Sa da Pontos de amostragem dentro da lagoa chicaneana Figura 7 18 Distribui o dos ovos de helmintos no lodo ao longo de uma lagoa piloto chicaneada ap s um ano de opera o com indica o da viabilidade e da n o viabilidade 328 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Ovos de helmintos no lodo 25E407 4000 T 2 0E 074 800 9 Ss 2 1 5E 07 t600 OS E 5 D 2g E 1 0E 077 400 98 o3 O 1 2 3 4 5 Compartimentos da lagoa Contagem total lt Contagem g TS Figura 7 19 Perfil longitudinal do ac mulo de ovos de helmintos no lodo de uma lagoa piloto chicaneada no Sudeste do Brasil ap s um ano de opera o Distribui o das esp cies de helmintos no lodo 10000 1000 4 9 H 1004 dD S 10 4 1 0 1 ese seo er Dodo es mi et gas Ser SIT De AE a a a Entrada Chicana 1 Chicana 2 Chicana 3 Chicana 4 Sa da O Ancilostoma E Trichuris o Ascaris Figura 7 20 Distribui o das esp cies de helmintos no lodo ao longo de uma lagoa piloto chicaneada no Sudeste do Brasil ap s um ano de opera o Exemplo de dimensionamento Dimensio
6. w o Is B Acerola 0 Parcela experimental O S b 4 Dreno Ci Cil E eis I E superficial J 4 Corpo receptor Unidade piloto de re so hidroagr cola Conven es Corpo receptor EEE Esta o elevat ria de esgoto UASB Reator anaer bio Tn Tanque de acumula o Efluente do UASB GB Grade de barras LP Lagoa de polimento CB Casa de bombas Efluente da lagoa CA Caixa de areia PV Po o de visita Pn An Bn Ponto de gua pot vel Compesa CP Calha Parshall CI Caixa de inspe o Cn Dn 7 Ponto de coleta das amostras Efluente do dreno subterr neo Figura 8 12 ETE Mangueira em Recife e unidade experimental da UFPE Caracteriza o dos efluentes l quidos aplicados O monitoramento da qualidade f sico qu mica da gua de abastecimento e f sico qu mica e bacteriol gica do efluente da esta o de tratamento de esgoto da ETE Mangueira permitiu conhecer os fatores que limitam sua reutiliza o nas atividades agr colas Os pontos de coleta do efluente s o mostrados na Figura 8 11 Nestes foram realizadas tr s vezes por semana coletas de amostras a serem analisadas no Laborat rio de Saneamento Ambiental da UFPE LSA UFPE De modo geral foram adotados os procedimentos do Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater
7. Figura 1 1 Processos de desinfec o de esgotos sanit rios O desempenho de determinado processo de desinfec o depende diretamente da resist ncia espec fica dos diferentes organismos patog nicos ao agente desinfetante cin tica de decaimento bem como da maneira pela qual ocorre o escoamento do l quido em seu interior comportamento hidrodin mico No que se refere ao primeiro aspecto sabe se que os organismos presentes no esgoto possuem sensibilidades diferentes qualidade tipo e quantidade dose dos diversos agentes desinfetantes Mesmo que determinado produto desinfetante seja fornecido em quantidade suficiente inativa o de determinada esp cie de organismo fundamental que o contato entre o desinfetante e os organismos ocorra de forma adequada Por isso importante que sejam considerados os padr es de escoamento l quido nos processos a fim de que o comportamento hidrodin mico seja compat vel com os resultados esperados Uma abordagem detalhada sobre os aspectos relativos cin tica reacional e hidr ulica dos reatores de desinfec o realizada no Cap tulo 3 Cap 1 Introdu o 15 No que se refere aos processos artificiais de desinfec o as principais op es dispon veis s o e Clora o O cloro largamente o desinfetante mais utilizado para guas e esgotos uma tecnologia mundialmente conhecida normalmente aplicada nas formas de cloro gasoso hipoclorito de s di
8. 750 1 000 1 250 1 500 1 750 2 000 2 250 2 500 Tempo ap s partida horas Figura 6 9 Instabilidade da intensidade de radia o UV devido a flutua es de voltagem na rede el trica Avida til das l mpadas tamb m varia muito em fun o da qualidade do material bem como do n mero de acionamentos e das condi es de opera o Os principais fatores que contribuem para redu o da efici ncia de emiss o de radia o incluem falhas nos eletrodos deposi o de merc rio nas paredes escurecimento e solariza o do inv lucro Usepa 1984 Fatores f sicos que influenciam o desempenho de processo de desinfec o Dentre os aspectos f sicos que exercem grande influ ncia no desempenho de desinfec o de um reator UV destacam se a distribui o espacial da radia o UV e seu comportamento hidrodin mico nas diferentes condi es operacionais Uma breve descri o desses fatores apresentada a seguir Distribui o espacial da radia o UV a quantidade o arranjo e o posicionamento das l mpadas UV s o de grande import ncia para o bom desempenho do reator UV na desinfec o A distribui o espacial da radia o UV emitida depende desses fatores 236 Desinfec o de Efluentes Sanit rios que deve ser a mais homog nea poss vel nas tr s dimens es do reator UV comprimento largura e profundidade Esse objetivo n o foi atingido no exemplo apresentado na Figura 6 10 que ilustra as curvas de iso intensida
9. Cultura lavoura IV Trabalhador V Consumidor LE Lagoa de estabiliza o TSC Tratamento secund rio convencional Risco Risco Risco Percurso dos Barreiras elevado reduzido controlado pat genos sanit rias m 4 Am Figura 8 1 Diagrama de avalia o de riscos de contamina o humana considerando o efeito de medidas de controle sanit rio aplicadas em sistema de irriga o com esgoto Fonte Adaptado de Blumenthal et al 1989 apresentado por OMS 1989 354 Desinfec o de Efluentes Sanit rios A intensidade do sombreamento nos setores circulares denota o grau de contamina o em guas residu rias campo de irriga o e culturas respectivamente correspondente ao risco imposto a consumidores e trabalhadores rurais parte branca n o sombreada indica a suposta aus ncia de risco para a sa de humana sugerindo que as barreiras sanit rias interpostas s o adequadas ao tipo de re so pretendido Os coment rios alusivos s diversas situa es propostas no diagrama s o apresentados a seguir Cartaxo 2003 e Barreira A Restri o de culturas irriga o restrita A an lise do modelo revela que essa solu o quando aplicada isoladamente protege somente os consumidores e n o traz benef cios para os trabalhadores Isso porque n o estabelece padr es para a qualidade do efluente usado na irriga o se atendo apenas ao tipo de cultura que n o deve ser ingerido
10. Tendo em vista a influ ncia do n vel de clarifica o do esgoto tratado na efici ncia de desinfec o a inser o dos processos UV no fluxograma de tratamento geralmente ocorre ap s a etapa de tratamento secund rio aer bio mecanizado Isso n o significa que um processo UV n o possa ser utilizado diretamente para desinfec o de efluentes anaer bios ou de lagoas de estabiliza o facultativas por exemplo Entretanto em fun o dos n veis de turbidez que caracterizam esses efluentes as doses necess rias para obter efluentes de qualidade s o muito elevadas e em geral antiecon micas do ponto de vista operacional L mpadas UV Al m da radia o UV natural presente na luz solar pequenas fra es de radia o UV artificial podem ser emitidas por l mpadas comuns l mpadas de halog nio l mpadas fluorescentes telas de computadores entre outras Para efeito de desinfec o de guas e esgotos quantidades de radia o UV muito superiores a estas s o necess rias o que obtido utilizando l mpadas de vapor de merc rio como fonte geradora As l mpadas germicidas de baixa press o de merc rio e baixa intensidade de radia o UV s o as mais comuns sendo constitu das por um tubo de quartzo com um eletrodo de tungst nio em cada extremidade O tubo preenchido com vapor de merc rio a baixa press o e um g s inerte geralmente arg nio que resulta na luz azul esverdeada vista na l mpada em funcionamento Um r
11. 12 Desinfec o de Efluentes Sanit rios a Destrui o ou danifica o da parede celular do citoplasma ou do n cleo celular O agente desinfetante atua sobre os componentes dessas estruturas celulares impedindo que desenvolvam suas fun es elementares adequadamente b Altera o de importantes compostos envolvidos no catabolismo como enzimas e seus substratos alterando o balan o de energia na c lula c Altera o nos processos de s ntese e crescimento celular mediante altera o de fun es como a s ntese de prote nas de cidos nucl icos e coenzimas Tabela 1 6 Padr es de balneabilidade Resolu o Conama 274 2000 Balneabilidade A Padr es para o corpo d gua categoria p xp 8 M ximo de 250 CF 100 ml ou 200 EC 100 ml ou 25 Excelente enterococos 100 ml em 80 ou mais das amostras das cinco semanas anteriores M ximo de 500 CF 100 ml ou 400 EC 100 ml ou 50 Pr pria Muito boa enterococos 100 ml em 80 ou mais das amostras das cinco semanas anteriores M ximo de 1000 CF 100 ml ou 800 EC 100 ml ou 100 Satisfat ria enterococos 100 ml em 80 ou mais das amostras das cinco semanas anteriores a N o atendimento aos crit rios estabelecidos para as guas pr prias b Incid ncia elevada ou anormal na regi o de enfermidades transmiss veis por via h drica indicadas pelas autoridades sanit rias c Valor obtido na ltima amostragem for super
12. C 0 vB Substituindo se o valor de k RA vB c LO cer 20 ER vB vB C Bt Bt c ple Coe 3 12 Essa a equa o geral para o regime n o estacion rio Para t gt tem se c LG vB Q O QC QC Co os z kV V r 2 Vk Q Vk Q KY V Q id ntica Equa o 3 10 Exemplo 1 Um esgoto sem tratamento com concentra o de E coli de 10 org 100 ml descarregado em tr s lagos em s rie cujos regimes podem ser interpretados como de Cap 3 Cin tica e Hidr ulica dos Processos de Desinfec o 103 mistura completa A vaz o de esgotos de 1 600 m dia e os volumes dos lagos s o respectivamente 3 200 6 400 e 9 600 m Supondo que ocorre uma rea o de primeira ordem com k 2 6 d nos tr s lagos determine a concentra o de E coli no efluente do terceiro Esquema para solu o Co 10 GE C G _ t 4d Q 1 600 m d Observa o t V Q a C lculo da concentra o de E coli sa da da primeira lagoa C gre 10 l k t 1 2 6x12 0 031x10 3 1x 10 org 100 ml b C lculo da concentra o de E coli sa da da segunda lagoa C 1 6x10 1 DS A na I k t 1 2 6x4 2 0 14x10 14x10 org 100 ml c C lculo da concentra o de E coli sa da da terceira lagoa C 14x10 Gahi HO 0 084x10 8 4x 10 org 100 ml quo DP E oe ad Exemplo 2 Qual seria a concentra o final de E co
13. Cap 1 Introdu o 17 membranas o ultra som e a radia o gama A radia o gama pode penetrar profundamente no meio l quido independente da presen a de s lidos e turbidez tendo por fonte de radia o o cobalto 60 N o obstante seu custo ainda pouco competitivo em rela o aos processos convencionais de desinfec o Outras alternativas com base na combina o de produtos e processos como os chamados processos oxidativos avan ados ex H O oz nio ou UV O t m sido testadas na desinfec o de esgotos sanit rios Dentre os processos naturais de desinfec o podem ser citados e Lagoas de estabiliza o As lagoas de estabiliza o s o processos de tratamento de esgotos utilizados principalmente para remo o de mat ria org nica No entanto com algumas adapta es no fluxograma no n mero e na geometria das lagoas pode ser alcan ada elevad ssima efici ncia de remo o de organismos patog nicos lagoas de matura o Tem se ainda as lagoas de polimento conceitualmente similares s lagoas de matura o mas que recebem essa nomenclatura espec fica por realizarem o polimento de efluentes de reatores anaer bios principalmente os reatores tipo UASB reator anaer bio com manta de lodo e fluxo ascendente Os principais fatores naturais que atuam como agente desinfetante nessas lagoas s o temperatura insola o pH escassez de alimento organismos predadores competi o compostos t xic
14. Figura 4 12 Tanque de contato com chicanas ETE Cambu Campo Largo PR Cap 4 Clora oe Desclora o 139 Figura 4 13 Tanque de contato com regime de escoamento de fluxo pist o ETE Ca adores Camb PR Armazenamento dos produtos qu micos Hipoclorito de c lcio Esse produto a que se d o nome de cal clorada apresenta se como um p branco seco com porcentagem relativamente elevada de cal livre Mantendo o livre de umidade sua durabilidade relativamente longa Quando se umedece libera cloro de forma mais ou menos intensa Em contato com calor cidos combust veis org nicos ou materiais oxid veis pode provocar inc ndio O material fornecido em tambores de madeira ou papel o Deve ser armazenado em local seco e separado de outros produtos qu micos principalmente daqueles que poderiam facilitar seu umedecimento ou combinar se com ele Para utiliza o dissolvido em gua sendo a dosagem feita por via mida A presen a de certa concentra o de cal torna a solu o incrustante afetando o funcionamento de bombas dosadoras Manfrini 1987 Hipoclorito de s dio Apresenta se como solu o fornecida em recipientes pl sticos de 60 kg cujo conte do s vezes dilu do em tanques maiores obtendo uma solu o que ent o dosada Esse produto tamb m pode ser fornecido em carros tanque de 6 12 ou 24 toneladas Di Bernardo 1993 A perda de cloro dispon vel tanto maior
15. Necator americanus Elevada Elevada Sim solo Penetra o cut nea contato com solo contaminado com esgotos Strongyloides stercoralis Moderada Reduzida Sim solo 2 Penetra o cut nea contato com solo contaminado com esgotos song ue s u nj4J ap oeIDajuisog OL Tabela 2 3 Continua o Agente etiol gico Carga excretada a Dose infectante 2 Imunidade conferida pela infec o Sobrev no solo gua 3 E Lat ncia est gio desenv no solo e na gua Reservat rio animal hospedeiro intermedi rio Inativa o por desinfec o 4 Remo o filtra o sedim 5 Principais modos de transmiss o Enterobius vermicularis Reduzida Reduzida N o gt Fecal oral Contato pessoal mecanismo m o boca f mites e alimentos Hymenolepis nana Elevada Reduzida C N o Sim Fecal oral Contato pessoal mecanismo m o boca f mites e alimentos Ingest o acidental do hospedeiro intermedi rio insetos Taenia Elevada Moderada Sim zoonose Alimentos de origem animal Fecal oral Ve culos alimentos e gua contaminados com esgotos Contato pessoal mecanismo m o boca f mites e alimentos eueunH apnes e aJgos sojio 7 o sodIugbojeg sowsjuebio qide gt lZ Ta
16. Radia o ultravioleta Recentemente se t m observado muitos avan os com a pr tica da desinfec o com radia o ultravioleta A energia ultravioleta absorvida pelos microrganismos causando altera es estruturais no DNA que impedem a reprodu o Ocorre assim a inativa o dos microorganismos Uma caracter stica principal relativa radia o UV sua maior capacidade de inativa o de cistos de protozo rios e v rus O m todo totalmente f sico sendo vantajoso por sua efici ncia e simplicidade n o requerendo qualquer adi o de subst ncia qu mica ou aditivos Por outro lado n o h qualquer interfer ncia das caracter sticas f sico qu micas do esgoto salvo da maior ou menor concentra o de s lidos em suspens o Isto porque a radia o emitida deve atingir o microrganismo requerendo se assim um efluente com baixa concentra o de SST e de turbidez preferencialmente menos que 10 mg SST L No entanto pesquisas desenvolvidas no PROSAB mostraram ser poss vel boa inativa o de CF em efluentes com 20 30 40 mg SST L Chernicharo 2001 evidentemente quanto pior a qualidade do efluente maior a dosagem de aplica o necess ria maior o consumo de energia e menor a efici ncia sendo praticamente necess rio um efluente tratado em n vel secund rio pelo menos As vantagens principais dos sistemas de UV al m da maior aplicabilidade inativa o de protozo rios e v rus podem assim ser ditas e
17. T N Di xido de enxofre Ia gasoso Dosador koea Cloro gasoso gasoso comprimido Di xido de enxofre quido Evaporador E Injetor Solu o de di xido de enxofre Efluente desinfetado Corpo receptor E Cilindro de di xido de enxofre Di xido de enxofre gasoso Figura 4 4 Fluxograma de um sistema de clora o e de desclora o com aplica o de di xido de enxofre Fonte Chernicharo et al 2001 citando Metcalf amp Eddy 1991 A aplica o do di xido de cloro se d com id ntico fluxograma lembrando que o mesmo gerado in loco a partir de rea es controladas Na Esta o de Tratamento de Esgoto ETE Cambu da Sanepar localizada em Campo Largo PR aplicado o di xido de cloro ap s um sistema de tratamento que inclui reatores anaer bios tipo RALF e flocula o flota o por ar dissolvido Figura 4 5 TU m E Er g O 0 N v fo S o E F Pa os Do os 5 S T No Comporta de manobra og 3 No s 7 ES do by pass So 28 5 ee o a EE 88 SG 2 18 5 s 2 q o e 72 T e o o 5 q Ss ses ls a ulg 3 lt E 7 iaa 4 o Indicador de E Tq de gua p vaz o satura o 7 Medidor Compressores y de vaz o g Floculador tipo H v xX Misturador r pido turbina dz 2 N E g A o Raspador Edo Ff E Es 1 h h Cra B 5 PE L Pee Ss S el Es ES l DS 2 b ia Tanques de flocula o
18. V Q x t 1478 m dia x 5 min 5 m Para fluxo pist o recomenda se a rela o di metro D altura L 1 10 Como o volume grande projeta se o tratamento para duas colunas cada uma com 2 5 m D L 110 5 L 10D V AxL 2 5 nD 4 x 10D D 0 68 m L 10D 6 80 m c C lculo do consumo de oxig nio m h Consumo de O2 100 x consumo de Os kg h densidade O g m x rendimento gerador Consumo de Os 100 x 0 25 1 44 x 6 Consumo de Os 2 89 m h Como o consumo de oxig nio muito grande e apenas 6 transformado em oz nio deve se aproveitar o oxig nio em excesso para outras unidades de tratamento como o processo biol gico Refer ncias bibliogr ficas BASSANI L Desinfec o de efluentes dom sticos por ozoniza o 2003 Disserta o Mestrado em Engenharia Ambiental Departamento de Engenharia Sanit ria e Ambiental Universidade Federal de Santa Catarina Florian polis BITTON G Wastewater microbiology Wiley Liss 1994 p 478 CAIRNS J R J DICKSON K L Estimating hazard of chemicals substances to aquatic life Philadelfia A S T M Special Technical Publication n 657 1980 208 Desinfec o de Efluentes Sanit rios CARRANO A V NATAJARAM A T Considerations for population monitoring using cytogenetic techniques Mutation Research v 34 p 351 359 1996 CETESB Procedimentos para a utilizac o de testes de toxicidade no controle de efluentes l quidos
19. o de moluscos s Dos ua Sim agricultura ou ind stria Avalie a possibilidade de desinfetar os esgotos com cloro O uso do cloro para a 1 desinfec o do esgoto produz algum risco para a sa de humana prejudica a qualidade da gua no ponto de uso potencial H outra raz o para desinfec o Avalie a possibilidade de desinfectar os esgotos sazonalmente Sim Descarte o uso do cloro H potencial de toxidade induzida pelo cloro na vida aqu tica N o Sim A desinfec o com Avalie formas cloro aceitavel alternativas de desinfec o Sim Selecione o m todo de prote o N o y Prepare a documenta o para o rg o ambiental Figura 1 2 Fluxograma para avalia o local da necessidade e dos requisitos da desinfec o dos esgotos Fonte Chernicharo et al 2001 com base na adapta o de Usepa 1986 22 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Informa es complementares sobre os processos de desinfec o de esgotos sanit rios Nesta se o o leitor encontrar sob a forma resumida de tabelas Tabelas 1 10 a 1 13 os principais aspectos relativos utiliza o dos processos de clora o clora o desclora o ozoniza o radia o UV lagoas de estabiliza o e tratamento no solo para desinfec o de esgotos sanit rios S o considerados o n vel d
20. sempre prevenir a exposi o da radia o ultravioleta Portanto os operadores necessitam de instru es sobre os danos causados pela UV Abaixo s o citadas algumas precau es a serem tomadas pelos operadores e o operador nunca dever se expor direta ou indiretamente aos raios ultravioleta e nunca olhar diretamente para a l mpada germicida quando estiver ligada qualquer que seja a opera o que exija remo o das l mpadas o operador dever primeiro deslig las e pode ser previsto interruptor de seguran a que desligar as l mpadas sempre quando houver risco de exposi o dos operadores radia o ultravioleta Tal medida proteger o operador em caso de erro de opera o na manuten o do refletor sem desligamento manual do respectivo circuito el trico A melhor prote o a preven o exposi o de qualquer parte do corpo luz ultravioleta pelo uso de luvas e protetores faciais que ret m esse tipo de radia o Os operadores devem utilizar uniformes com mangas compridas e cal a Devido proximidade da eletricidade gua precau es devem ser tomadas quanto a conex es el tricas aterramento e interruptores Experi ncias do PROSAB 3 Projeto de pesquisa da UFES O projeto de pesquisa da UFES abordou a desinfec o dos efluentes produzidos em uma ETE do tipo UASB Biofiltro Aerado Submerso BFs Filtro Terci rio FT por meio de um reator UV do tipo canal com l mpadas emersas objetivan
21. 04 1 8 E 06 LOE 03 99 944 242 44 296 2 4 43 85 105 11 10 H FBAS 1 0 E 06 94 E 03 2 5 E 05 15E 02 99 940 866 34 232 3 1 43 85 135 02 10 HI UASB 9 4 E 06 22E 03 1 7 E 06 2 8E 02 99 984 255 2 8 43 85 121 83 181 TV FB 1 6 E 06 L9E 03 28E 05 3 2 E 02 99 886 263 20 0 19 03 380 15 q 1 CT e EC m dia geom trica 2 intensidade mW cm calculada a partir da pot ncia da l mpada 16 W sobre a rea do reator 3 absorb ncia calculada pela f rmula A log 10 1 T 4 mWs n e jonenjNn ogeipey Jod og5 gt zuis q 9 dep SSZ 256 Desinfec o de Efluentes Sanit rios 99 990 i o 99 960 4 g 99 930 A A gt 99 900 7 99 870 4 EEC 99 840 4 99 8104 99 780 r r r r y i 0 10 20 30 40 50 60 70 SST mg L lt Fase m Fase Il A Fase Ill Figura 6 23 Desinfec o de efluentes sanit rios utilizando tecnologia UV gr fico E e x SST para efluente do sistema UASB FBAS e para efluente do reator UASB Projeto de pesquisa da UFMG O projeto de pesquisa da UEMG enfocou o desenvolvimento e a avalia o de fotorreator FR simplificado de radia o UV na desinfec o de diferentes tipos de efluentes Os experimentos desenvolvidos pelo DESA UFMG dando continuidade tem tica aos trabalhos conduzidos por Castro Silva 2001 que pesquisou o p s tratamento de efluentes d
22. 348 1993 LANGLAIS B RECKHOW D A BRINK D R Ozone in water treatment aplication and engeneering Lewis Publishers 1991 569 p LIMA A F Problemas de engenharia sanit ria Recife Editora da Universidade Federal de Pernambuco 1996 p 301 NUVOLARI A Coord Esgoto sanit rio coleta transporte tratamento e re so agr cola S o Paulo Editora Edgard Blucher Ltda Fatec 2003 519 p SENS M L LE SAUZE N LAPLANCHE A LANGLAIS B Effets des anions min raux sur la decomposition de l ozone das l eau Revue des Sciences de Leau v 3 p 325 341 1990 Cap tulo 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta Ricardo Franci Gon alves Bruno Coraucci Filho Carlos Augusto Lemos Chernicharo Fl vio Rubens Lapolli Miguel Mansur Aisse e Roque Passos Piveli Introdu o Os efeitos ben ficos da luz solar sobre ferimentos e na preven o de certas doen as s o conhecidos pelo homem h v rios s culos No s culo XVIII Isaac Newton ao observar a passagem da luz solar atrav s de um prisma de cristal descobriu a exist ncia de radia es que n o s o vis veis ao olho humano Sabe se atualmente que significativas quantidades de radia o vis veis s o produzidas pelo sol e que fra es importantes dessas emiss es s o eficientemente absorvidas na atmosfera terrestre em n veis compat veis com a vida na terra Entretanto os primeiros pesquisadores a evidenciarem o efeito da luz sobre bact r
23. 60 1 08 x 107 2 09 x 106 1 18 x 10 2 81 x 10 8 42 x 10 80 7 48 x 10 4 49 x 10 2 82 x 105 7 43 x 10 1 38 x 10 100 3 89 x 10 7 85 x 10 2 56 x 10 2 39 x 10 4 36 x 10 Projeto de valas de infiltra o para efluente anaer bio equivalente ao consumo de resid ncia unifamiliar O projeto foi instalado na Esta o de Tratamento de Esgotos da Graminha conforme projeto do filtro de areia A instala o foi constitu da por um conjunto de reatores cil ndricos como filtros anaer bios com volume de 500 L cada operando com tempos de deten o hidr ulico de 3 horas possuindo enchimento de an is de bambu seguido de vala de filtra o modificada O termo vala de filtra o modificada foi empregado pois havia v rias alturas do meio filtrante revestido por manta imperme vel nas laterais e no fundo que n o s o especificamente as recomenda es da norma ABNT 13969 1997 As valas estudadas tinham camada de areia com 0 25 0 50 e 0 75 m de espessura e aplicaram se taxas hidr ulicas na faixa de 20 a 40 L m dia 20 25 30 35 e 40 L m 2 dia de forma cont nua 24 horas por dia Os ensaios f sicos dessa areia Cap 8 Disposi o no Solo 365 apresentaram valores de U 4 516 D Dio e De 0 093 mm D o sendo considerada areia m dia de constru o civil A Figura 8 11 apresenta o esquema do sistema de valas de filtra o Muro de arrimo Alvenaria Efluente Anaer
24. 8 Padr es de balneabilidade eai red ata aaa A a 8 Padr es para uso Agricola iss psasasra ss iron crer iba ao paladar aaa pra ll Processos de desinien o sus pues eae RE o SG qa aaa 11 Sele o de alternativa com base no objetivo de desinfec o 20 Informa es complementares sobre os processos de desinfec o d esgot s SAIAS ads a lap re ai 22 Pesquisas sobre desinfec o de esgotos do Edital 3 PROSAB 24 Composi o e objetivos da rede tem tica 2 do Edital 3 PROSAB 24 Efluentes processos de desinfec o e objetivos de qualidade pesquisados 24 Refer ncias bibliogr ficas said ipa is s o pia 26 Cap tulo 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 27 ERON CR EA 27 Organismos patog nicos relacionados a esgotos sanit rios caracter sticas epidemiol gicas e ambientais umas dns 29 Jo TA A A E REEE asas aiteta N PELE o cd er rr Ge dn UTC STO EE EENAA 29 RAS a DA DRA ORAR NESSE UE AR ORI RE RARE AN 38 BrOLOZO TIOS xana e o DE TEDSDSEI SEEN SONS da EA a SEDE SENSO sal 47 Helmintos essas Lisos estro topos donas a aa as Dal onto NN a Sa Soda S 55 Nemat ides intestinais humanos 58 Resumo das caracter sticas ambientais e epidemiol gicas dos organismos patog nicos associados aos esgotos sanit rios 64 OrganismosindicadoreSosen pra RT ia a 74 Principais organismos indicadores sssesseseeeisississererssre
25. antifototr pica isto n o se d o bem na presen a de luz Se o solo for compacto e desnudo n o h onde se refugiar e perecem por desseca o ou falta de pigmentos em seu tegumento que n o suporta a insola o direta d Porosidade A porosidade controla al m da condutividade hidr ulica de solos a fauna ed fica Solos em que predomina a macroporosidade como os podz licos permitem melhor circula o de organismos que necessitam de migra es para a busca de alimentos As minhocas encontram no ac mulo de g s carb nico uma limita o a sua exist ncia A drenagem adequada impede o ac mulo de gua estagnada j a umidade excessiva induz migra o da fauna do solo e Temperatura A temperatura do solo estabiliza se a aproximadamente 0 50 m de profundidade Contudo a maioria da fauna sobrevive nas camadas de 0 20 a 0 30 m onde h oxig nio e mat ria org nica A eleva o da temperatura do solo leva desseca o de organismos recobertos por tegumentos finos incapazes de proteg los do excesso de calor A microbiota A microbiota inclui as algas do solo verde e verde azuladas as bact rias os fungos e os protozo rios Pertencem ao reino dos Protistas ou seja que n o possuem constitui o celular As bact rias e cianobact rias s o procariotos enquanto os fungos as algas e os protozo rios s o eucariotos Os v rus constituem grupo parte As bact rias s o unicelulares possuem paredes ce
26. econ mico para esgotos fs protegidas pelo material com muito SS DBO ou DQO particulado e O extremamente irritante e e gerado in situ com f cil possivelmente t xico armazenamento e manuseio e O custo do tratamento pode ser e Eleva o oxig nio dissolvido relativamente alto OD no efluente tratado A e Efetiva na inativa o de v ruse e Baixas dosagens n o inativam E esporos alguns v rus esporos e cistos E e N o necessita de gera o e Os microrganismos podem se 2 manuseio transporte ou multiplicar por fotorreativa o F estocagem de produtos ou recupera o no escuro A qu micos e Necessita de controle da s Ultravioleta e N o gera efeitos residuais forma o de biofilmes nos prejudiciais reatores de contato e Opera o simples e E sens vel turbidez e a s lidos E e Tempo de contato muito curto suspensos totais no esgoto S de 20 a 30 s e mais caro do que a clora o e Z e Menor demanda de espa o do mais barato do que a que outros processos clora o desclora o e Melhora significativamente a e Efici ncia vari vel e inespec fica qualidade f sico qu mica do em rela o aos pat genos efluente e Requer produtos qu micos de Filtra o e Realiza a remo o coagula o flocula o l doa complementar de f sforo do o Funcionamento intermitente esgoto devido necessidade de lavagem e Fficiente na remo o de ovos e dos filtros larvas de helmintos e cistos de e Demanda operacional com n
27. ligadas por pontes de hidrog nio Figura 6 4a S o essas liga es que fazem com que as duas fitas do DNA permane am ligadas dando origem estrutura conhecida como dupla h lice As mol culas de DNA dos organismos a serem inativados absorvem radia es com comprimento de onda entre 200 e 300 nm em especial aquelas em torno de 260 nm que alteram sua composi o e comprometem sua funcionalidade Chang 1977 A radia o UV atravessa a parede celular e absorvida pelos cidos nucl icos e em menor extens o pelas prote nas e por outras mol culas biologicamente importantes Daniel amp Campos 1992 A energia absorvida rompe as liga es n o saturadas principalmente as bases nitrogenadas pirim dicas provocando a dimeriza o de pirimidinas adjacentes de um mesmo fio de cromossomo do DNA White et al 1986 Figura 6 4b Os d meros formados em consequ ncia das altera es provocadas pela radia o UV podem resultar em timina timina timina citosina e citosina citosina As mol culas pirim dicas resultantes uma vez unidas deformam a estrutura helicoidal do DNA e dificultam a replica o do cido nucl ico Caso a replica o ocorra as novas c lulas ser o mutantes descendentes incapazes de se duplicar WEF 1995 222 Desinfec o de Efluentes Sanit rios UV A C AA CA A C AA CA C A C C A C E E ES O a DNA duplo filamento b Dimeriza o da timina Figura 6 4 Efeito da radia o UV sobre a cade
28. o atrav s do meio l quido Usepa 1986 Os principais m todos para estimativa da intensidade m dia em um reator UV bioavalia o actinometria modelagem matem tica e medi o direta s o descritos a seguir Ichobanoglous et al 1996 Bioavalia o neste procedimento utilizada uma cultura pura de organismo indicador sens vel ao UV geralmente constitu da por esporos de Bacillus subtilis Sommer et al 1997 Em ensaios cin ticos obt m se o decaimento da densidade do indicador em fun o de doses espec ficas de radia o UV gerando uma curva de calibra o Ent o o microrganismo injetado na unidade em funcionamento cont nuo Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 217 e em intervalos de tempo al quotas s o coletadas para quantifica o do indicador A dose equivalente estimada com a curva de calibra o e em um gr fico dose versus tempo obt m se a intensidade m dia pelo coeficiente angular da reta ajustada aos pontos obtidos Usepa 1986 WEF 1996 Esse m todo de determina o requer trabalho de laborat rio confi vel e preciso e pode ter alto custo quando comparado a outros m todos Entretanto pode ser utilizado para calibra o de instrumentos de medi o direta Sommer et al 1997 Actinometria neste m todo s o utilizadas subst ncias actinom tricas que sofrem rea es fotoqu micas em comprimentos de onda espec ficos As subst ncias utilizadas como actin metros dev
29. o de contato prim rio padr es de balneabilidade est o definidos na Resolu o Conama Cap 1 Introdu o 9 2174 2000 Segundo Jord o amp Pessoa 2003 as recomenda es e os padr es de balneabilidade foram inicialmente estabelecidos nos Estados Unidos visando prote o ao banho em guas doces e no mar O primeiro indicador recomendado como controle foi o de coliformes totais CT sendo j em 1968 desenvolvido o de coliformes fecais CF pela Administra o Federal de Controle da Polui o americana FWPCA USA Em 1979 a maioria dos estados americanos adotava os CF como padr o de balneabilidade Em 1986 a Ag ncia de Prote o Ambiental EPA USA passou a adotar como indicador os enterococos Tabela 1 4 Classifica o das guas doces em fun o dos usos preponderantes Resolu o Conama n 20 18 06 86 Classe Uso Doces Salinas Salobras Especial 1 2 3 4 5 6 7 8 Em x x x Abastecimento dom stico x a b b Preserv equil natural das va x comun aqu ticas Recrea o de contato prim rio x x x x Prote o das comunidades sa x x x x aqu ticas Irriga o E O x c d e Cria o de esp cies aq icultura x x x x Dessedenta o de animais x Navega o x x x Harmonia paisag stica x x x Recrea o de contato secund rio X x Usos menos exigentes x Notas a ap s tratamento simplificado b ap s tr
30. o por radia o ultravioleta com l mpadas emersas e fluxo cont nuo foi bastante eficiente na inativa o de E coli Tabela 6 16 Resultados da desinfec o UV em reator cont nuo com l mpadas emersas AL SO 4 a SST Turbidez Absorb Rope Dose UV C totais E coli mg L mg L mg L UNT 254 nm seg mJ cm NMP 10 ml NMP 10 ml 0 0 6 8 x 10 6 1 x 10 50 1 33 22 0 772 50 15 4 1 4 x 10 6 1 x 10 0 0 7 7 x 10 1 1 x 10 50 1 93 25 0 880 50 12 7 2 4 x 102 4 1 x 10 0 0 5 4 x 10 9 2 x 10 80 1 80 36 112 50 ll 5 7 x 10 1 2 x 10 0 0 6 8 x 10 6 1 x 10 10 2 33 22 0 772 10 30 8 2 3 x 10 lt 1 0 0 7 7 x 10 1 1 x 10 10 2 93 25 0 880 10 25 3 2 4 x 10 2 0 x 10 0 0 5 4 x 10 7 2 x 10 10 l 43 17 0 463 50 23 7 2 4 x 10 lt 1 0 0 1 5 x 10 1 2 x 10 131 0 61 32 0 690 50 16 1 1 2 x 10 6 7 x 10 0 0 5 4 x 10 7 2 x 10 20 2 43 17 0 463 10 47 4 2 4 x 10 3 1 x 10 Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 265 Projeto de pesquisa da UFSC A Universidade Federal de Santa Catarina UFSC juntamente com a Casan Companhia Catarinense de Aguas e Saneamento desenvolveu estudos de desinfec o de efluentes sanit rios por irradia o ultravioleta em escala piloto As Figuras 6 3la e 6 32b mostram o piloto reator em cont nuo utilizado nos experimentos projetados com base em trab
31. pePROSAE REDE COOPERATIVA DE PESQUISAS DESINFEC O DE EFLUENTES SANIT RIOS REMO O DE ORGANISMOS PAT GENOS E SUBST NCIAS NOCIVAS APLICA ES PARA FINS PRODUTIVOS COMO AGRICULTURA AQUICULTURA E HIDROPONIA INSTITUI ES PARTICIPANTES UFES UFRN UFPB UFSC UFPE UFV EPUSP USP UFMG UFRGS PUC PR UNICAMP 4 an PROSAB Apresenta o Esta publica o um dos produtos da Rede de Pesquisas sobre o tema Desinfec o de efluentes sanit rios remo o de organismos pat genos e subst ncias nocivas Aplica es para fins produtivos como agricultura aq icultura e hidroponia do Programa de Pesquisas em Saneamento B sico PROSAB Edital 03 coordenada pelo Prof Ricardo Franci Gon alves do Departamento de Saneamento Ambiental da UFES O objetivo geral do Programa desenvolver e aperfei oar tecnologias nas reas de guas de abastecimento guas residu rias e res duos s lidos que sejam de f cil aplicabilidade baixo custo de implanta o opera o e manuten o e que resultem na melhoria da qualidade de vida da popula o brasileira especialmente as camadas menos favorecidas Operacionalizado atrav s de redes cooperativas e gerenciado pela FINEP o PROSAB j lan ou 3 editais para a sele o de institui es capacitadas para desenvolver projetos em temas priorit rios 1996 1998 e 2000 Contando com o apoio da ABES o financiamento do PROSAB compartilhado pela FINEP CNPq e CAIXA que alocam r
32. 2 Fecal oral Ve culos alimentos e gua contaminados com esgotos Contato pessoal mecanismo m o boca f mites e alimentos Cryptosporidium parvum Moderada Reduzida 0 Sim zoonose Fecal oral Ve culos alimentos e gua contaminados com esgotos Contato pessoal mecanismo m o boca f mites e alimentos eueunH apnes e aJgos soy 4F soojugbojeg sousiuebio gde 69 Tabela 2 3 Continua o Agente etiol gico Carga excretada 1 Dose infectante 2 Imunidade conferida pela infec o Sobreviv no solo gua 3 6 Lat ncia est gio desenv no solo e na gua Reservat rio animal hospedeiro intermedi rio Inativa o por desinfec o 4 Remo o filtra o sedim 5 Principais modos de transmiss o HELMINTOS Reduzida Inexistente limitada Ascaris lumbricoides Elevada Elevada Sim solo Fecal oral Ve culos alimentos e gua contaminados com esgotos Contato com solo contaminado m os e unhas Trichuris trichiura Elevada Elevada Sim solo Fecal oral Ve culos alimentos e gua contaminados com esgotos Contato com solo contaminado m os e unhas Ancylostoma duodenale Elevada Elevada Sim solo Penetra o cut nea contato com solo contaminado com esgotos
33. 2003 REBHUN M et al Formation of desinfection byproducts during chlorination of secondary effluent and renovated water Water Environment Research v 69 n 6 1997 WEF Wastewater desinfection FD 10 Water Environment Federation 1996 Health guidelines for the use of wastewater in agriculture and aquaculture Genebra WHO 1989 WHITE G C Handbook of chlorination New York Van Nostrand Reinhold 1972
34. 37 p 47 54 2008 ODUM E P Fundamentos de ecologia 4 ed Lisboa Editora da Funda o Calouste Gulbenkian 1988 927p OMS Diretrices sanitarias sobre el uso de aguas residuales en agricultura y acuicultura Ginebra Organizaci n Mundial de la Salud 1989 65 p Serie Informes Tecnicos 778 REICHARDS L A Diagnosis and improvement of saline and alkaline soils Washinfton USDA U S Government Printing Office 1954 160 p Agriculture Handbook 60 PRIMAVESI A O manejo ecol gico do solo 5 ed S o Paulo Livraria Nobel S A 1982 541 p SIM O S Cereja das Antilhas In Manual de fruticultura S o Paulo Agron mica Ceres 1971 cap 15 p 477 485 SHUVAL H I Wastermater irrigation in developing countries health effects and technical solutions Washington World Bank 1986 World Bank Technical Paper n 51 VAN BUUREN J C L ABUSAM A ZEEMAN G LETTINGA G Primary effluent filtration in small scale installations Water Science Technology v 39 n 5 p 195 202 1999 VIEIRA D B 1999 Curs aprofitament agr cola dels recursos hidrics de les Conques Solsona Universitat de Lleida WHITBY G E PALMATEER G The effects of UV transmission suspended solids and photoreactivation on microorganism in wastewater treated with UV light Water Science Technology v 27 n 3 4 p 379 385 1993 Cap tulo 9 Outros Processos de Desinfec o S rgio J De Luca e Luis O Monteggia Intro
35. 8 00 7200 S E E E PRRIEREESEIDS ERETESEEEEETEREERES 0 0E 00 T T T T T peac T T T T T Po o 1 Po o 6 Po o 7 Po o 8 Po o 9 Po o 10 Po o 11 Controle Areia Areia Figura 8 6 Resultados da concentra o de Estreptococus faecalis no len ol fre tico situado na rea das parcelas de milho irrigadas com efluente sanit rio A concentra o de E coli no aqu fero n o sofreu mudan a significativa na rea de tratamento Amostras coletadas no po o controle e nos demais po os apresentam valores muito pr ximos indicando um comportamento muito similar e que provavelmente se trata da caracter stica do pr prio len ol fre tico Analisando os resultados apresentados na Figura 8 7 verifica se que os valores da concentra o est o pr ximos e inferiores a 1000 coli 100 ml Cap 8 Disposi o no Solo 361 3 504 06 11 01 221 01 02 18 02 02 m06 03 02 n 18 03 02 3 007 201 04 02 0222 04 02 n13 05 02 n04 06 02 29 06 02 2 504 ec escala e santos cesssese eds 2 00 1 504 1 007 E E coli log10 NMP 100 mL 0 507 t E 000 Po o 1 Po o 6 Po o 7 Po o 8 Po o 9 Po o 10 Po o 11 Figura 8 7 Resultados da concentra o de E coli no len ol fre tico situado na rea das parcelas de milho irrigadas com efluente sanit rio Projeto de p s tratamento de efluente anaer bio em filtros de areia para posterior re so agr cola A constru o dos filtros
36. A desinfec o portanto configurou se como o mais recente objetivo do Programa de Pesquisa em Saneamento B sico PROSAB no sentido de desenvolver tecnologia apropriada e compat vel com os esfor os de desenvolvimento tecnol gico realizados at hoje A rede de pesquisas cooperativas n 2 formada por meio do edital 03 2000 do PROSAB teve por tema central a Desinfec o de efluentes sanit rios remo o de pat genos e subst ncias nocivas Aplica es para fins produtivos como agricultura aquicultura e hidroponia Os principais resultados e as tecnologias desenvolvidas ou adaptadas s condi es mais frequentemente encontradas no Brasil bem como os aspectos de cunho fundamental e aplicado e os mais atuais do conhecimento humano sobre o assunto s o abordados neste livro Organismos patog nicos em esgotos sanit rios A contamina o de seres humanos por esgotos sanit rios pode ser causada por bact rias v rus ent ricos ou parasitas intestinais protozo rios e helmintos presentes em grandes quantidades no esgoto sanit rio A diversidade e a quantidade dos organismos patog nicos no esgoto depende de v rios fatores dentre os quais a quantidade de indiv duos infectados na popula o e a densidade de organismos patog nicos nos excrementos desses indiv duos Conforme ser visto em detalhes no Cap tulo 2 a transmiss o dos pat genos pode ser facilitada pelos seguintes fatores 1 alta carga excretada 2 baixa dose
37. GALV O M V MELO H N S MELO J L S RODRIGUES J I C Desinfec o de efluente de filtros anaer bios pesquisa em jar test e em tanque de contato In CONGRESSO INTERAMERICANO DE ENGENHARIA SANIT RIA E AMBIENTAL 28 2002 Cancun Anais Cancun FEMISCA ABES 2002 BEM AMOR H DE LAAT J DORE M Mode of action of chorine dioxide on organic compounds in aqueous medium Water Research v 18 1984 CHERNICHARO C A de L DANIEL L A SENS M CORAUCCI FILHO B P s tratamento de efluentes de reatores anaer bios por sistemas de desinfec o In CHERNICHARO C A Coord P s tratamento de efluentes de reatores anaer bios Belo Horizonte 2001 p 377 454 CHLORINE INSTITUTE Benefits and risks of wastewater chlorination Philadelphia 1997 Pamphlet 157 COUTINHO A R CAMARGO J G Ativa o de feltros de fibras de carbono em atmosfera de CO In REUNI O ANUAL DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE QUIMICA 23 2000 Po os de Caldas Anais Po os de Caldas SBQ 2000 p 98 DANIEL L A Processos de desinfec o e desinfetantes alternativos na produ o de gua pot vel Rio de Janeiro ABES 2001 155 p DE LUCA S J PROSAB II Tema 1 Rio de Janeiro FINEP 2000 Relat rio final de pesquisa DE LUCA S J REGGIO E Desinfec o de efluentes tratados com hipoclorito de s dio In CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITARIA E AMBIENTAL 22 Joinville 2003 Anais Rio de Janeir
38. Inativa o por desinfec o 4 Remo o filtra o sedim 5 Principais modos de transmiss o V rus da hepatite E VHE 2 N o 2 Fecal oral Ve culos alimentos e gua contaminados com esgotos V rus Norwalk Fecal oral Ve culos alimentos e gua contaminados com esgotos V mito oral contato pessoal Contato pessoal mecanismo m o boca f mites e alimentos Rotav rus 2 N o Fecal oral Ve culos alimentos e gua contaminados com esgotos Contato pessoal mecanismo m o boca f mites e alimentos SOueJIUe s u nj4J ap oeIDajuisag 89 Tabela 2 3 Continua o Agente etiol gico Carga excretada 1 Dose infectante 2 Imunidade conferida pela infec o Sobreviv no solo gua 3 68 Lat ncia est gio desenvolv no solo e na gua Reservat rio animal hospedeiro intermedi rio Inativa o por desinfec o 4 Remo o filtra o sedim 5 Principais modos de transmiss o PROTOZO RIOS Inexistente limitada Reduzida moderada 5 0 Entamoeba hystolitica Elevada Reduzida moderada N o N o Fecal oral Ve culos alimentos e gua contaminados com esgotos Contato pessoal mecanismo m o boca f mites e alimentos Giardia lamblia Elevada Reduzida Sim zoonose
39. Irriga o de culturas da categoria B se o p blico e os trabalhadores n o ficam expostos Nenhum N o se aplica N o se aplica Fonte OMS 1989 a Em casos espec ficos de acordo com os fatores ambientais epidemiol gicos locais e socioculturais devem ser consideradas modifica es das recomenda es b esp cies dos nemat ides Ascaris Trichuris Necator americanus e Ancilostoma duodenale c durante o per odo de irriga o d recomenda es mais rigorosas devem ser consideradas lt 200 CF 100 ml para gramados p blicos com os quais o p blico tem contato direto e no caso de rvores frut feras a irriga o deve ser suspensa duas semanas antes da colheita sem que sejam apanhadas do ch o A desinfec o pode ser realizada por meio de processos artificiais ou naturais Figura 1 1 Tanto os processos artificiais como os naturais utilizam isoladamente ou de forma combinada agentes f sicos e qu micos para inativar os organismos alvo No caso dos processos naturais h ainda o concurso de agentes biol gicos na inativa o de pat genos Entre os agentes f sicos pode se citar a transfer ncia de calor aquecimento ou incinera o as radia es ionizantes a radia o UV e a filtra o em membranas O aquecimento uma t cnica reconhecidamente eficiente na desinfec o de guas mas n o encontra aplica o pr tica no tratamento de esgotos por ser extremamente antiecon mica
40. M et al Occurrence and removal of Ascaris sp by kenyan and french waste stabilization ponds systems In IAWQ INTERNATIONAL SPECIALIST POND CONFERENCE 3 Jo o Pessoa Proceedings ILAWQ 1995 HELLER L et al Avalia o de risco sa de humana associado ingest o de protozo rios e da efici ncia de processos de tratamento de guas de abastecimento na remo o de oocistos de Cryptosporidium e cistos de Giardia Relat rio final de pesquisa 2002 Projeto Vigisus 914 BRA 02 VIGISUS FUNASA MS HOFSTRA H HUISIN T VELD J H J Methods for the detection and isolation of Escherichia coli including pathogenic strains In LUND B M JONES D STRINGER M F Eds Enterobacteriaceac in the environment and as pathogens London Blackwell Scientitic Publication 1988 Society for Applied Bacteriology Simposium Series 17 JONES D Composition and properties of the family Enterobacteriaceae In LUND B M JONES D STRINGER M F Eds Enterobacteriaceae in the environment and as pathogens London Blackwell Scientitic Publication 1988 Society for Applied Bacteriology Simposium Series 17 82 Desinfec o de Efluentes Sanit rios KNUDTSON M L HARTMAN P A Routine procedures for isolation and identification of enterococci and streptococci Applied and Environmental Microbiology v 58 n 9 p 3027 3031 1992 KRIEG N R HOLT N G Eds Bergey s manual of sistematic bacteriology Baltimore Wil
41. O potencial de oxida o do on ferrato VI de 2 20 V em meio b sico A obten o do oxidante por via mida feita pela s ntese de Scheyer amp Ockermann 1951 A obten o do desinfetante por via eletrol tica obtida em uma c lula com duas c maras separadas De Luca amp de Luca 2003 por uma membrana semiperme vel ao on s dio ionicamente condutora e quimicamente est vel A c mara an dica carregada com uma solu o alcalina e um reagente que fornece ferro Este reagente por vezes o pr prio nodo eletrodo de sacrif cio feito de ferro gusa com teor de carbono entre 3 6 e 4 2 A c mara cat dica preenchida com a mesma solu o alcalina variando de 7 a 14 a concentra o molar de hidr xido de s dio Densidade de corrente entre 15 e 25 A cm sob tens o de 9 V tem sido empregada 392 Desinfec o de Efluentes Sanit rios A equa o eletroqu mica de produ o do on ferrato VT Fe 2NaOH 2H50 gt NasFeO 3H 9 1 Em m dia 2 de concentra o do on ferrato VI obtida em cerca de cinco horas dependendo do potencial e da corrente cont nua ou alternada empregados com resfriamento da solu o pois o calor diminui a efici ncia do processo Na gera o do desinfetante i nico tamb m liberado H a exemplo do que ocorre em c lulas de combust vel O on ferrato V desinfetante Os efeitos bactericidas do on ferrato VI tem sido atribu dos a mecanismos ox
42. Os protozo rios s o organismos unicelulares portanto microrganismos eucariotas quimio heterotr ficos e pertencem ao Reino Protista O ciclo de vida dos protozo rios relacionados a esgotos sanit rios composto basicamente por dois est gios um est gio vegetativo ou ativo onde se verifica a alimenta o e a reprodu o do organismo caracterizado pela presen a de formas denominadas trofozo tos e um est gio de resist ncia ou inativo caracterizado pela forma o de uma c psula protetora cisto a qual permite ao organismo sobreviver em condi es adversas at mesmo fora do hospedeiro De modo geral ap s a ingest o dos cistos ao passarem pelo est mago o ambiente cido induz o rompimento dos cistos desencistamento e a libera o dos trofozo tos que geralmente parasitam o 48 Desinfec o de Efluentes Sanit rios intestino Os trofozo tos se reproduzem por divis o bin ria ou esquizogonia podendo dar sequ ncia ao processo parasit rio ou formar novos cistos e serem excretados Fora do hospedeiro n o h reprodu o Os cistos excretados apresentam se em forma imediatamente infectante a um novo hospedeiro humano as doses infectantes s o em geral baixas podendo um nico cisto desencadear um processo infeccioso Os cistos apresentam sobreviv ncia moderada no meio ambiente por m s o bem mais resistentes que bact rias e v rus a o dos desinfetantes usualmente empregados em processos de tratam
43. PESSOA C A Tratamento de esgotos dom sticos 3 ed Rio de Janeiro ABES 2003 MINIST RIO DA SA DE Portaria 1469 00 de 29 12 2000 OMS Health guidelines for the use of wastewater in agriculture and aquaculture Genebra 1989 USEPA Wastewater disinfection Cincinnati Center for Environmental Research Information 1986 EPA 625 1 86 021 VON SPERLING M Princ pios do tratamento biol gico de guas residu rias 2 ed Minas Gerais Departamento de Engenharia Sanit ria e Ambiental UFMG 1996 v 1 243 p VON SPERLING M CHERNICHARO C A L Urban wastewater treatment technologies and implementation of discharge standards in developing countries In Urban Water v 4 issue 1 p 105 114 mar 2002 Cap tulo 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana Rafael Kopschitz Xavier Bastos Paula Dias Bevilacqua e Regina Keller Introdu o No atual est gio do conhecimento cient fico torna se redundante reafirmar a import ncia das excretas e dos esgotos sanit rios na transmiss o de diversos organismos patog nicos bact rias v rus protozo rios e helmintos via contamina o de guas utilizadas para recrea o fontes de abastecimento de gua para consumo humano e irriga o al m dos alimentos e do solo Mais recentemente assumem particular import ncia algumas zoonoses dadas as especificidades na perpetua o dos elos de transmiss o via esgotos sanit rios e dejetos de animais
44. R 406 25 o cd 70 m R 30 00 R 2 100 00 R 0 00 R 0 00 e mm Pemas l unidade R 50 00 R 50 00 R 50 00 R 50 00 tubula es PVC diam 100 mm M o de obra l unidade R 200 00 R 200 00 IR 350 00 R 350 00 R 4 562 50 R 1 447 50 A viabilidade do sistema al m do baixo custo de implanta o e manuten o deve se ao fato de n o requerer m o de obra especializada para implanta o e manuten o uma vez que a manuten o quase inexistente A manuten o requerida consiste apenas na retirada anual de parte do lodo acumulado no fundo do tanque Cap 8 Disposi o no Solo 385 s ptico ou do filtro anaer bio e na retirada quinzenal de gorduras e leos que ficam retidos na caixa de gordura com posterior disposi o adequada desses em ETEs ou leitos de secagem Outro cuidado necess rio quando se notar a satura o de uma das valas o desvio do fluxo na caixa de distribui o para outra vala que estiver em repouso deixando assim descansar a vala que estava sendo utilizada Esse per odo de descanso ocorrer at o momento em que a outra vala saturar e assim por diante Nota se portanto a import ncia de haver no m nimo duas valas por sistema para garantir a altern ncia entre elas Refer ncias bibliogr ficas ABNT Associa o Brasileira de Normas T cnicas NBR 13969 Tanques s pticos unidades de tratamento complementar e disposi o final dos efluentes l qu
45. Se positivo como o caso de sistemas de re so de gua o No de tais efluentes dever estar compreendido entre 3 000 e 10 000 NMP 100 ml de coliformes totais Considerando N 10 000 e N 2 2 NMP 100 ml pode se calcular C 2 25 mg L para t 30 minutos Nessas condi es os efluentes dever o requerer dosagens de cloro de 5 a 7 mg L Um efluente filtrado com coagula o qu mica pr via mas sem sedimenta o possui concentra o de coliformes significativamente superior da ordem de 50 000 NMP 100 ml Nesse caso considerando N 2 2 NMP 100 ml obt m se C 3 96 mg L para t 30 minutos quase o dobro do valor calculado anteriormente Modelo de Selleck Collins Esse modelo representa um refinamento do anterior sendo descrito pela equa o Rx 4 6 em que R concentra o de cloro residual ao final do tempo de contato t mg L b ponto em que a reta intercepta o eixo x quando N N 1 ou log N N O b chamado de tempo de retardamento do decaimento bacteriano que n o ocorre at quando Rt gt b n declividade da reta Um modo f cil de utilizar essa equa o lan ar em gr fico os valores dos logaritmos em papel aritm tico Log N N no eixo y e Log Rt no eixo x Examinando a equa o observa se que quando N N n o h decaimento N deve ser menor que N para que haja decaimento Quando n o h N N 1 e Log 1 0 Assim a reta inicia se em zero no eixo y Quando RT b RT b 1 e
46. UASB escoamento superficial Lodos ativados convencionais Aera o prolongada Reator por batelada Lodos ativados com remo o biol gica de N Lodos ativados com remo o biol gica de N P Lodos ativados filtra o terci ria Filtro biol gico percolador de baixa carga Filtro biol gico percolador de alta carga Biofiltro aerado submerso Biofiltro aerado submerso com remo o biol gica de N Biodisco Qualquer das tecnologias anteriores desinfec o Vari vel Fonte Von Sperling amp Chernicharo 2002 L dep g5npon u ot n Z 8 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Padr es de qualidade Do ponto de vista da engenharia sanit ria a desinfec o pode ser definida como a etapa respons vel pela redu o das densidades de microrganismos de interesse at os limites estabelecidos pela legisla o para os diferentes tipos de usos da gua Para cada um desses usos aplicam se crit rios e padr es de qualidade em que n o apenas as incid ncias e as concentra es m ximas de organismos s o consideradas mas os pr prios organismos grupos e tipos Verifica se no Brasil que a legisla o federal estabelece padr es microbiol gicos para guas tratadas destinadas a consumo p blico padr es de potabilidade padr es microbiol gicos para guas brutas destinadas a diversos usos como capta o e tratamento para consumo preserva
47. a Re Wo E TES VESES ms RES Areia Brita 1 Interliga o das valas Tubo de ventila o Efluent a a Tubula o de distribui o Tubula o de coleta Figura 8 13 Cortes longitudinal e transversal de uma vala de infiltra o Caixa de Vi distribui o Efluente O 7 o Rae da a Po Filtro anaer bio Vala de filtra o Figura 8 14 Croquis de um sistema de tratamento com um conjunto de valas de infiltra o 378 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Filtro de areia a Descri o O filtro de areia segue os mesmos princ pios da vala de filtra o ou seja o tratamento ocorre quando da passagem do esgoto pela camada de areia onde se processa a depura o por meio f sico reten o e bioqu mico oxida o devido aos microrganismos fixos na superf cie dos gr os de areia Sua utiliza o recomendada como uma forma de p s tratamento nos mesmos casos apresentados para a vala de filtra o b Crit rios e par metros de projeto Segundo a NBR 13969 1997 as taxas de aplica o s o id nticas s da vala de filtra o sendo o valor limitado a 100 L m dia quando da aplica o direta de efluentes de tanques s pticos e 200 L m dia para efluentes de processos aer bios de tratamento Para locais cuja temperatura m dia mensal do esgoto inferior a 10 C essas taxas devem ser limitadas respectivamente a 50 L m 2 dia e 100 L m dia
48. a preval ncia de helmintoses e protozooses costuma ser mais elevada em crian as e adolescentes e em popula es de baixa renda Ilustra se essa afirma o com dados recentes de pesquisa realizada por Heller et al 2002 no munic pio de Vi osa MG Tabela 2 2 cuja cobertura de servi os de saneamento urbano registra respectivamente 96 e 85 de atendimento com servi os de abastecimento de gua e esgotamento sanit rio O trabalho envolveu um estudo de demanda laboratorial avaliando 3 463 exames parasitol gicos de fezes As parasitoses mais frequentes ascarid ase e ancilostomatose revelaram preval ncia de indiv duos positivos de 8 2 e 3 1 respectivamente A preval ncia de exames positivos foi maior para as faixas et rias inferiores a 1 ano 11 4 mil habitantes e de 1 a 14 anos 20 5 mil habitantes e em bairros com qualidade de vida e infra estrutura de saneamento mais prec rias logo na popula o de mais baixa renda Tabela 2 2 Distribui o dos exames positivos propor o de indiv duos e preval ncia de indiv duos positivos na amostra estudada segundo o enteroparasita Vi osa MG 1999 a 2001 Parasita Exames Propor o de exames Preval ncia de indiv duos positivos positivos positivos Entamoeba coli 297 32 7 8 6 Ascaris lumbricoides 283 31 2 8 2 Ancylostomidae 106 11 7 3 1 Giardia lamblia 96 10 6 2 8 Entamoeba histolytica 9 10 2 6 els 74 19 o 55 14 Tric
49. acerola Os dados climatol gicos precipita o e evapotranspira o foram obtidos diariamente durante todo o per odo experimental Para o primeiro fez se uso de um pluvi metro Ville de Paris e para o segundo de um tanque Classe A Para a necessidade de irriga o das culturas foram aplicadas taxas de acordo com as ofertas de precipita o e demanda da evapotranspira o A tens o de umidade do solo foi monitorada durante o referido per odo por r guas tensiom tricas cujos tensi metros se encontravam instalados a 20 40 e 60 cm de profundidade As esta es tensiom tricas 1 e 2 se encontravam instaladas nos blocos 1 e 2 com a cultura de acerola O manejo adequado dos l quidos tem por objetivo avaliar as perdas por percola o profunda tendo em vista que excessos de nitrog nio podem levar a processos de degrada o do len ol fre tico Resultados Na Tabela 8 8 s o apresentados os resultados m dios dos exames bacteriol gicos e as an lises qu micas do l quido percolado nos quatro blocos experimentais da UFPE pontos A2 B2 C2 e D2 sendo os dois primeiros com cultura de acerola e os dois ltimos com cultura de milho O bloco C se refere ao bloco irrigado com esgoto tratado Al e o bloco D com gua mais solu o nutritiva 372 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 8 8 Resultados de coliformes no l quido percolado dos 4 blocos experimentais Coliformes totais NMP 100 ml Coliformes fecais NM
50. ao menos idealmente ser representada por microrganismos ou subst ncias qu micas cujas densidades ou concentra es presentes possam ser relacionadas a riscos sa de dos frequentadores desses corpos d gua justamente com base nos resultados obtidos historicamente entre evid ncia epidemiol gica e dados quantitativos dos diversos indicadores que tem ocorrido a evolu o de recomenda es e padr es Ainda segundo Jord o amp Pessoa 2003 verifica se que o desenvolvimento das recomenda es e dos padr es para banho ou para guas de recrea o de contato prim rio tem seguido um caminho mais ou menos l gico e Primeiro foram adotados par metros e crit rios relativos melhor tecnologia de controle dispon vel na verdade com pouca evid ncia epidemiol gica e praticamente nenhum relacionamento entre risco de contrair uma enfermidade e presen a de poluentes Foi o caso dos coliformes totais e Em um segundo passo considerou se a rela o entre risco poss vel ou detect vel e presen a de poluentes existindo j pleno conhecimento de que a presen a de CT n o representava necessariamente contamina o fecal J os coliformes fecais se mostravam mais representativos da contribui o fecal e podiam ser indica o mais realista de risco sa de Estudos epidemiol gicos buscando relacionar densidade de organismos CF e efeitos sa de risco detect vel foram desenvolvidos nesta fase e Um terceiro passo foi a
51. baixas contagens lt 1 NMP 100 ml de coliformes fecais ap s quatro horas de teste cont nuo em esta o piloto para efluentes de lagoas de estabiliza o RSB e lodos ativados com dosagem de 13 mg L de desinfetante Para o efluente anaer bio no entanto apenas a partir de oito horas de opera o da esta o piloto se conseguiu t o baixa contagem de organismos indicadores Na maioria dos testes realizados com os efluentes tratados houve recrescimento gradativo ap s 20 horas de armazenamento do efluente para re so Os efluentes brutos mesmo dilu dos apresentaram toxidez aguda a Pimephales promellas Efluentes brutos denitrificados n o foram t xicos a alevinos de Til pica nil tica Efluentes brutos com alto teor de nitrog nio amoniacal mesmo dilu dos foram altamente t xicos aos alevinos desse indicador Tabela 4 16 Compara o entre resultados obtidos pelas entidades integrantes do PROSAB 3 empregando desinfetantes alternativos clorados Helmintos Etluente Centro Efluente Desinf Doses ias F Efici ncia Toxidez Sub ovos L 5 Cryp E Custo de clorado aplica o t min produtos Gi rdia 3 pesquisa L mg L m m dia Log CE peixe 6 ug L cistos R m Sistema t cargas Afl Efl 100 L RSB 3 5 S 2 3 HAA 1 23 10 3 0 042 IPH LA E NaOCI 6 13 10 38 22 118 4 6 S HAA 1 52 D 7 10 k UFRGS L estab 1 4 6 S HAA 1 53 E 0 045 UASB 4 6
52. componentes de um sistema de desinfec o UV s o as l mpadas tipo arco de merc rio o equipamento de acionamento e o reator H dois tipos de configura es de reatores de desinfec o UV tipo de contato e tipo de n o contato Em ambos o esgoto pode fluir de forma perpendicular ou paralela s l mpadas No reator de contato as l mpadas de merc rio podem ser colocadas em tubos de quartzo para minimizar o efeito de resfriamento pelo esgoto Em reatores de n o contato as l mpadas UV s o suspensas externamente a um condutor transparente que conduz o esgoto para desinfec o Em ambas as configura es o equipamento de acionamento reator starter controla a voltagem de partida das l mpadas e mant m a continuidade da corrente Uma abordagem ampla da desinfec o por interm dio de radia o UV realizada no Cap tulo 6 e Outros processos de desinfec o Al m dos processos mais difundidos v rios processos e desinfetantes alternativos v m sendo desenvolvidos para desinfec o de esgotos sanit rios tratados Conforme pode ser observado no Cap tulo 9 dentre os principais os desinfetantes qu micos podem ser citadas as cloraminas as misturas oxidantes Moggod o permanganato de pot ssio o on ferrato VI o cido perac tico o H O o dicloroisocianurato de s dio os sais de bromo o iodo o ouro a prata o gluturalde do e o fenol fenato No que se refere aos processos f sicos devem ser citados a filtra o por
53. concentra o de coliformes fecais no afluente Ng 1 x 107 NMP 100 ml valor m dio anual x h e concentra o de coliformes fecais no efluente desinfetado N 1 000 NMP 100 ml e viscosidade do l quido esgoto m 0 0001029 kgf m s T 20 C Dimensione ainda a vaz o do dosador de solu o de cloro e o volume dos tanques de hipoclorito 162 Desinfec o de Efluentes Sanit rios a Dimensionamento do tanque de mistura r pida Ado o do tempo de resid ncia no tanque de contato t Adotado o valor de t 5 s valores usuais entre 5 e 10 s Ado o do gradiente de mistura no tanque de contato G Adotado o valor de G 1 500 s valores usuais entre 1 500 e 3 000 s7 C lculo do volume do tanque de contato de acordo com a Equa o 4 14 V Qmeaxt 0 017ms x 5 s 0 085 m C lculo da pot ncia do misturador de acordo com a Equa o 4 13 P 0 0001029 kg m s x 0 085 m x 1 500 s 2 19 7 kgf m s P 19 7 75 0 26 CV sem incluir rendimento b Dimensionamento do tanque de contato Determine o volume do tanque de contato a partir da Equa o 4 14 Ado o do tempo de resid ncia no tanque de contato t Adotado o tempo de t 30 min para vaz o m dia a partir da se o Tanque de contato V Quea X t 17 1 L s x 30 min x 60 s min V 30 780 L 30 8 m Determine as dimens es do tanque de contato a partir da se o Tanque de contato LxBxH 120x15x18m Determine a concen
54. contando incluisive com a participa o da cobertura vegetal O processo se mostrou bastante eficiente na remo o de coliformes fecais sendo excelente na maioria das medi es valores abaixo de 1000 UFC 100 ml apenas apresentando alguns valores pontuais menos significativos quando ocorreram alguns fen menos como intensidade de precipita o etc Desinfec o natural pela luz solar A desinfec o pela a o da luz solar uma pr tica antiga usada principalmente para gua pois a luz solar tem efeito bactericida Esse processo foi observado pela primeira vez por Downes e Blunt em 1877 Conroy et al 1996 sendo que o comprimento de onda da radia o ultravioleta tem papel preponderante nesse efeito Bernardes et al 1999 A radia o ultravioleta tem alto grau de inativa o de microrganismos patog nicos em curto tempo de contato e n o produz subprodutos t xicos que afetem o meio aqu tico ou os sistemas de distribui o de gua de abastecimento Whitby amp Palmateer 1993 Davies Colley et al 1999 trabalhando com efluente de lagoas de estabiliza o conclu ram que a desinfec o depende da intensidade da luz solar e da temperatura A sazonalidade tamb m afeta o processo sendo que no ver o h maior incid ncia de luz solar e aumento da temperatura o que promove desinfec o mais eficiente Por essa raz o a aplica o do m todo de desinfec o por radia o solar muito interessante no Brasil
55. de vapor de merc rio O intervalo de comprimento de onda compreendido entre 245 nm 116 7 kcal einstein e 285 nm 100 4 kcal einstein considerado a faixa germicida tima para inativa o de microrganismos e UV V cuo caracterizado por radia es com comprimento de onda que variam de 40 a 200 nm 100 80 60 40 254 nm 20 Efici ncia de inativa o 0 200 225 250 275 300 Comprimento de onda nm Figura 6 2 Efeito germicida associado ao comprimento de onda da radia o UV Princ pios b sicos de ptica e radia o UV Visando a uma maior compreens o dos mecanismos e dos processos envolvidos na desinfec o de esgotos sanit rios com radia o ultravioleta algumas defini es e conceitos b sicos da f sica aplicados radia o UV s o apresentados a seguir Fonte de energia UV S a energia W emitida em todas as dire es por uma fonte Intensidade I pode ser definida como a energia total incidente em todas as dire es em um elemento infinitesimal de rea transversal dA contendo o ponto considerado Em unidades do sistema internacional SI a unidade de intensidade Wm entretanto Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 215 comum o uso de mW em 1 mW cm 10 W m Para uma posi o dist ncia de um raio r de uma fonte pontual e em meio n o absorbante a intensidade pode ser dada pela Equa o 6 2 Ryer 1997 6 2 em qu
56. desenvolvimento fase adulta 2 meses reprodu o sexuada intestino excre o de ovos Para que o ciclo de transmiss o se complete entre dois hospedeiros humanos necess ria uma s rie de fatores intervenientes dado principalmente aos curtos per odos exigidos para os est dios de larva encontrarem os hospedeiros intermedi rios 6 a 8 horas e definitivos 36 a 48 horas N o obstante a esquistossomose ou popularmente xistose uma das principais doen as parasit rias humanas sendo end mica em v rias regi es no Brasil O ciclo de transmiss o envolve fundamentalmente o contato prim rio com guas contaminadas incluindo recrea o pesca pr ticas agr colas atividades 64 Desinfec o de Efluentes Sanit rios dom sticas etc Inicialmente entendida como uma doen a t pica do meio rural atualmente s o frequentes os relatos de propaga o urbana O fato de os ovos eclodirem rapidamente em ambientes aerados inclusive em esta es de tratamento de esgotos favor vel pois as larvas s o bem menos resistentes que os ovos e t m de encontrar o caramujo em poucas horas Em lagoas de estabiliza o os ovos podem ser removidos por sedimenta o mas s o bvios os cuidados de controle dos moluscos Ambientes anaer bios inibem a eclos o dos ovos e limitam sua viabilidade Diferentemente da maioria dos ovos de helmintos a clora o efetiva na inativa o de ovos e helmintos a filtra o e
57. em suspens o e de absorb ncia nesses efluentes da ordem de 16 mg L e 0 25 u a cm respectivamente Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 259 A partir da consolida o dos resultados obtidos tem se a indica o de que as seguintes doses de refer ncia podem conduzir ao atendimento dos valores de refer ncia 1 0 x 10 em 80 dos resultados para os tipos de efluentes testados na presente pesquisa Alves 2003 Tabela 6 15 Tabela 6 15 Principais resultados da pesquisa da UFMG Valores t picos no efluente a desinfetar Concentra o Tipo de Doses de esperada de E fiente SST Absorb ncia E coli referencia coli no efluente mg L u a em NMP 100 ml NW s em desinfetado NMP 100 ml Reator UASB 40a55 0 42 1 0 x 107 30 a 40 Reator UASB gt 55 0 42 LO x 10 gt 40 lt 1 0 x10 em FBP 10 a 20 0 25 LO x 10 10 80 dos L resultados agoa 85a 100 0 74 1 0 x 10 gt gt 30 polimento Projeto de pesquisa da Unicamp O Departamento de Saneamento e Ambiente da Faculdade de Engenharia Civil da Unicamp desenvolveu equipamentos de desinfec o por UV para estudos em laborat rio com a finalidade de avaliar os efeitos da radia o UV sobre pat genos em efluentes l quidos Os efluentes foram gerados na Esta o de Tratamento de Esgoto Graminha no Munic pio de Limeira SP O sistema composto por quatro unidades de filtros anaer bios de fluxo ascen
58. filtros de areia wetlands dentre outros que utilizam a areia como meio filtrante Nesses efluentes a desinfec o praticamente n o foi necess ria e quando utilizada somente pequenas doses de compostos de cloro ou de radia o UV foram empregadas para garantir um efluente com 1 000 coli 100 ml Entretanto aspectos ambientais diversos de sa de p blica higiene e seguran a do trabalho devem ser ressaltados Embora os efluentes desses sistemas apresentem baixas concentra es de coliformes e praticamente inexist ncia de protozo rios e helmintos ent ricos e de vida livre em sua fase inicial de opera o um a dois anos necess rio destacar a presen a de tais microrganismos que efetivamente se encontram em ambientes como na superf cie e na regi o imediatamente abaixo da superf cie do solo bem como no interior da camada filtrante dos ambientes constru dos exigindo prud ncia e cuidados diversos nas pr ticas agr colas na manuten o e na opera o dos reatores Deve se evitar o uso de irriga o por aspers o devido aos aeross is e 338 Desinfec o de Efluentes Sanit rios somente efetuar essa pr tica se houver garantia da aus ncia dos citados microrganismos Na opera o dos sistemas constru dos deix los em descanso por um per odo de ao menos seis meses antes do rein cio das opera es para garantir a desobstru o do leito de forma natural e assim evitar a manipula o da areia de recheio entre
59. gico e da doen a Como postulado geral pode se afirmar que as bact rias patog nicas n o se reproduzem fora do organismo do 32 Desinfec o de Efluentes Sanit rios hospedeiro entretanto algumas podem faz lo temporariamente e em condi es extremamente favor veis como disponibilidade de nutrientes pouca competi o e preda o e temperatura pH e umidade adequados Essas condi es determinam a capacidade de sobreviv ncia das bact rias no meio ambiente a qual varia de acordo com a esp cie mas que de modo geral se situa em torno de duas semanas na gua e no solo Conforme a descri o apresentada no Cap tulo 1 sabe se que os agentes desinfetantes causam danos parede celular destroem parcial ou totalmente a membrana citoplasm tica causam danos s prote nas e aos cidos nucl icos interferem na s ntese e na replica o do DNA e podem provocar a lise ou a morte das c lulas N o necessariamente as bact rias morrem mas t m sempre suas fun es metab licas comprometidas por isso usualmente se emprega o termo inativa o de bact rias para descrever genericamente a a o dos desinfetantes As bact rias s o os organismos patog nicos mais sens veis a o de desinfetantes f sicos e qu micos e portanto s o de inativa o relativamente f cil em esta es de tratamento de esgotos com tempo prolongado de exposi o a o dos raios solares ultravioleta tempo de deten o hidr ulica ou
60. lan ando se a gua de lavagem nos esgotos Os recipientes n o dever o ser usados para outra finalidade a n o ser a de conter clorito de s dio Manfrini 1987 cido clor drico O cido clor drico anidro um g s incolor venenoso de odor penetrante s condi es normais de press o e temperatura O g s clor drico se dissolve na gua produzindo o cido comercial l quido incolor e amarelado Em solu o a partir de 10 emite vapores O cido clor drico um dos mais ativos cidos inorg nicos n o oxidantes Por isso exige cuidados especiais na armazenagem e no transporte junto a outros produtos qu micos Os tanques estacion rios podem ser em a o carbono ou madeira com revestimento interno em borracha PVC flex vel ou ep xi refor ado com l de vidro As resinas pl sticas s o cada vez mais usadas na prepara o de tanques encontrados com volumes de 800 a 80 000 litros O cido ataca pisos de concreto sendo recomend vel que recebam tratamento com silicato de s dio Os vapores s o altamente corrosivos todas as superf cies bem 142 Desinfec o de Efluentes Sanit rios como parafusos fixadores etc devem ser protegidos com tinta anti cidos Outras informa es sobre instala es podem ser encontradas em IBP 1978 Aspectos relativos opera o e manuten o Os compostos halogenados utilizados na desinfec o apresentam certas propriedades que devem ser consideradas no projeto
61. nea Daniel 1993 Entretanto na desinfec o de esgotos tratados a agrega o ou oclus o dos microrganismos na mat ria particulada impede a penetra o da radia o ultravioleta reduzindo a efici ncia da inativa o e gerando o efeito cauda na curva dose x resposta Figura 6 5 Prote o Penetra o L mpada UV incompleta Penetra o Dispers o completa Figura 6 5 Efeitos da mat ria particulada na desinfec o UV Como alternativa Equa o 6 13 tendo em vista os efeitos da presen a de mat ria particulada em suspens o pode ser utilizada a Equa o 3 21 Usepa 1986 N Np etdse4N 6 13 Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 225 em que N concentra o de microrganismos no efluente organismos 100 ml N concentra o de microrganismos dispersos no afluente organismos 100 ml N concentra o de microrganismos associados mat ria particulada organismos 100 ml N concentra o de microrganismos no afluente N N N organismos 100 ml O valor de N pode ser estimado com amostras expostas a altas doses a partir do ajuste Equa o 6 14 WEE 1996 Np a SST 6 14 em que SST quantidade de s lidos suspensos presentes na amostra mg l a e b coeficientes emp ricos obtidos no ajuste Entretanto a radia o UV mesmo que reduzida pode atingir os organismos associados mat ria particulada A Equa o 6 15 desenvolvida por
62. o da flora e da fauna irriga o padr es de qualidade em geral ou padr es ambientais e padr es microbiol gicos para banho padr es de balneabilidade Padr es de potabilidade Os padr es microbiol gicos para guas tratadas destinadas a consumo p blico est o definidos na Portaria 1469 2000 do Minist rio da Sa de Referem se a Escherichia coli e a coliformes fecais termotolerantes que devem estar ausentes na gua tratada para consumo Referem se tamb m a coliformes totais admitindo limites m ximos de acordo com regras estabelecidas na portaria A discuss o dos padr es de potabilidade foge ao escopo deste livro Padr es ambientais para o corpo d gua Os padr es microbiol gicos para corpos d gua doce no Brasil s o definidos pela Resolu o Conama 20 86 Para atender ao sistema de classes de qualidade previsto na referida resolu o guas doces salobras e salinas s o classificadas em nove classes de acordo com os usos preponderantes Tabela 1 4 Os padr es microbiol gicos para corpos d gua doce s o fun es do uso da gua e da classe em que se acha enquadrado o corpo d gua definidos na Resolu o Conama 20 86 de acordo com a Tabela 1 5 Deve se destacar que a Resolu o Conama 20 86 encontra se atualmente em processo de revis o e que esses valores espec ficos podem sofrer altera o Padr es de balneabilidade Os mais recentes padr es microbiol gicos para guas destinadas recrea
63. o de coliformes totais NMP 100 ml o o 20 40 60 80 100 Carga hidr ulica aplicada L m Figura 8 9 Varia o da concentra o de coliformes totais no esgoto bruto e no afluente dos filtros EH Afiuente dos filtros F025 Escherichia coli 10 E F050 F075 F100 Logaritmo da concentra o de E coli NMP 100 ml 0 20 40 60 80 100 Carga hidr ulica aplicada Lim Figura 8 10 Varia o da concentra o de E coli no efluente dos filtros de areia 364 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 8 2 Concentra o de coliformes totais nos efluentes dos filtros de areia nas camadas 0 25 0 50 0 75 e 1 0 para diferentes cargas hidr ulicas De AN F025 F050 F075 F100 20 2 08 x 107 9 57 x 10 4 95 x 10 3 75 x 10 5 37 x 10 40 5 35 x 107 1 22 x 106 2 24 x 10 1 95 x 10 8 50 x 10 60 1 11 x 108 4 65 x 10 2 71 x 105 5 66 x 10 1 69 x 103 80 8 17 x 107 5 33 x 106 9 26 x 105 2 15 x 10 8 53 x 103 100 1 07 x 107 4 15 x 105 4 57 x 10 5 76 x 10 7 64 x 10 Tabela 8 3 Concentra o de coliformes fecais nos efluentes dos filtros de areia nas camadas 0 25 0 50 0 75 e 1 0 para diferentes cargas hidr ulicas Be e E F025 F050 F075 F100 20 3 55 x 106 1 27 x 10 1 97 x 10 3 16 x 10 1 00 x 10 40 9 18 x 106 1 42 x 10 1 39 x 10 4 58 x 102 2 60 x 10
64. o sobre um leito de areia Esse sistema uma t cnica antiga e pouco estudada sendo uma alternativa para substituir as valas de infiltra o que usam maior rea ou para ser utilizado em tratamentos terci rios quando se deseja obter um efluente final com alto grau de depura o No entanto a norma brasileira NBR13969 1997 muito deficiente no que se refere apresenta o de ferramentas para o seu adequado dimensionamento opera o e manuten o A constru o dos filtros de areia em estudo foi baseada na NBR13969 1997 e na Usepa 1980 adotando os itens de cada uma dessas normas que melhor se adequaram s condi es ambientais e econ micas existentes no Brasil Foi constru do com 0 50 m de altura de leito filtrante e preenchido com areia grossa encontrada na regi o de desenvolvimento do projeto e normalmente utilizada na constru o civil A carga hidr ulica aplicada nesse estudo foi de 20 40 60 80 e 100 L m dia A vala de infiltra o uma das v rias alternativas de p s tratamento sendo um dos m todos de irriga o subsuperficial processo de valas de filtra o modificada configurando uma das op es para o polimento de efluentes anaer bios O sistema de p s tratamento com vala de filtra o composto por uma vala revestida com uma manta imperme vel de PVC de 1 mm de espessura com 15 m de comprimento e projetada para operar em escala real A vala constitu da de tubos de drenagem de PEAD polietile
65. o uma ferramenta importante para determinar a concentra o de cloro requerida Na aus ncia de dados mais espec ficos devem ser utilizados os limites superiores das dosagens recomendadas na Tabela 4 5 a fim de dimensionar os equipamentos de desinfec o As dosagens obtidas no mbito do PROSAB 3 s o detalhadas na Tabela 4 16 126 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Dosagem de di xido de cloro requerida O di xido de cloro CIO um agente ativo como bactericida em menos de 48 horas e tem possibilidade de um longo per odo de efic cia se comparado ao cloro CI A adi o de di xido de cloro nessa fase assegura o controle da redu o de bact rias no fornecimento de gua pot vel por exemplo Aplica es incluem a remo o da cor de determinadas guas ou o controle do potencial de nitrifica o em sistemas de fornecimento que resultam no uso prolongado de cloraminas em elevadas condi es de temperatura podendo ser utilizado no controle de cor e odor e na oxida o de compostos inorg nicos como ferro ou mangan s Na Tabela 4 6 s o apresentados alguns efeitos decorrentes da aplica o do di xido de cloro na presen a de alguns constituintes Tabela 4 6 Efeito decorrentes do di xido de cloro no tratamento de gua Constituintes Rea o Org nicos sint ticos e naturais Pode reagir para formar o clorito CIO Ferro e mangan s Oxida o Cor Remo o THM Minimiza o O
66. que os decompositores Primavesi 1982 O maior m rito das atividades da macro e da mesofauna do solo manter a popula o bacteriana sempre nova e ativa Alimentam se das bact rias adultas eliminando assim as pouco ativas Fatores abi ticos que interferem na fauna do solo Os principais fatores abi ticos que interferem na fauna do solo s o a Umidade do solo A falta de umidade leva ao decl nio quase toda a vida superficial do solo e em pocas secas somente a 50 cent metros de profundidade encontrada umidade para Cap 8 Disposi o no Solo 341 o desenvolvimento da fauna Em solos sob condi es tropicais alguns organismos possuem mecanismos de preserva o em pocas secas como os nemat ides que se preservam na forma de cistos e os caros que sobrevivem por meio de ovos Assim como a falta de gua tamb m seu excesso pode levar ao perecimento de algumas esp cies devido s condi es de anaerobiose b Textura do solo Nemat ides preferem solos de textura m dia ou arenosa por facilitarem seu deslocamento Animais menos adaptados a condi es de falta de oxig nio ficam impedidos de sobreviver em solos compactados e com a redu o do n mero de predadores a quantidade de pragas nesses solos pode ser maior se comparada a solos bem aerados c luz e a insola o no solo A incid ncia da luz do sol e as altas temperaturas podem eliminar alguns organismos do solo A maioria dos organismos
67. resist ncia aos processos de tratamento de gua e esgotos e 9 m ltiplos modos de transmiss o Como postulado geral pode se afirmar que os organismos patog nicos n o se reproduzem fora do organismo do hospedeiro com exce o de algumas bact rias temporariamente e em condi es extremamente favor veis A sobreviv ncia no solo varia desde uma protozo rios a duas semanas bact rias e v rus at meses ovos de helmintos A sobreviv ncia em superf cies vegetais algo inferior Em geral pode se dizer que temperaturas mais elevadas per odos de insola o mais prolongados solos com boa capacidade de drenagem arenosos baixos teores de umidade e superf cies lisas das culturas irrigadas s o fatores que concorrem para a redu o da sobreviv ncia Os cistos de protozo rios bact rias e v rus excretados apresentam se em forma imediatamente infectante a um novo hospedeiro humano enquanto a maioria dos helmintos apresenta um per odo de lat ncia principalmente no solo As doses infectantes de protozo rios v rus e helmintos s o em geral baixas 1 10 organismos as de bact rias s o bem mais elevadas gt 10 organismos As bact rias seguidas dos v rus s o os organismos patog nicos mais sens veis a o de desinfetantes f sicos e qu micos e portanto s o de inativa o relativamente f cil em esta es de tratamento de gua e esgotos Os cistos de protozo rios especialmente os ovos de helminto
68. rus fecal humano HEPLV t m sido isolados de fezes de pessoas sadias e com gastroenterite S o v rus n o envelopados com DNA de fita simples caps deo icosa drico e di metro de 20 a 25 nm Ainda n o clara a associa o entre o parvov rus e a doen a humana entretanto surtos de gastroenterite envolvendo o consumo de frutos do mar j foram associados a esses v rus g Fam lia Coronaviridae Os coronav rus s o os v rus que apresentam o genoma mais longo de todos os v rus RNA microscopia eletr nica os v rus apresentam caps deo do tipo tubular e envelope coberto por ampla esp cula tornando sua apar ncia semelhante a de uma coroa Apresentam di metro que pode variar de 60 a 120 nm Esse v rus s o reconhecidos por causar diarr ia em animais e doen a respirat ria em seres humanos Part culas virais semelhantes ao coronav rus t m sido identificadas em fezes de pessoas com gastroenterite principalmente crian as menores de 2 anos entretanto a associa o desses v rus com doen a ent rica em seres humanos ainda incerta h Fam lia Toroviridae Esses v rus foram inicialmente chamados agente Breda ou agente Bern e s o agora classificados na fam lia Toroviridae Os torov rus s o reconhecidos por causar diarr ia em bovinos e t m sido encontrados em fezes de crian as rec m nascidas e de adultos entretanto sua associa o com doen a ent rica em seres humanos n o comprovada Protozo rios
69. s o insetos que caminham ou voam e que carreiam o agente por meio de suas patas prob scida ou asas contaminadas ou pela passagem do microrganismo atrav s do trato gastrointestinal Neles os parasitas n o se multiplicam nem sofrem qualquer desenvolvimento em seu interior Moscas e baratas funcionam como vetores mec nicos de v rios agentes infecciosos eliminados pelas fezes como por exemplo v rus ent ricos Salmonella Escherichia coli Entamoeba Giardia Ascaris dentre outros e Vetores biol gicos s o os vetores que al m de funcionarem como veiculador do agente infeccioso tamb m desempenham a fun o de abrigo biol gico no qual o agente se multiplica aumentando assim sua dose infectante ou cumpre parte necess ria de seu ciclo biol gico produzindo ent o as formas infectantes Na transmiss o da dengue o vetor Aedes aegypti desempenha papel de vetor biol gico pois o agente infeccioso flaviv rus se multiplica no interior do mosquito aumentando sua dose infectante e Viabilidade caracter stica do agente infeccioso relacionada capacidade de manter se vi vel em condi es adversas viabilidade est associada ao est gio do agente infeccioso no meio ambiente e Viremia fase da patogenia das doen as virais caracterizada pela presen a de part culas virais na corrente sangu nea do hospedeiro e Virul ncia caracter stica do agente infeccioso relacionada capacidade de produzir caso
70. tica de primeira ordem segundo a Equa o 6 11 Usepa 1986 dN kN eb 6 11 em que k constante de inativa o s N concentra o de organismos sobreviventes em um dado tempo t organismos 100 ml Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 223 Tabela 6 3 Doses de radia o UV para inativa o de bact rias v rus algas protozo rios helmintos e leveduras Bact ria Dose UY V rus POSET Y mWs cm mWs cm Agrobacterium lumefaciens 8 5 Adenov rus Tipo II 3 4 5 Bacillus anthracis 8 7 Bacteri fagos 6 6 Bacillus anthracis esporos de Antrax 46 2 Coxsackie 6 3 Bacillus paratyphosus 6 1 Hepatite A 3 7 Bacillus subtilis 11 Hepatite infecciosa 8 Clostridium tetani 23 1 Influenza 6 6 Corynebacterium diphtheriae 6 5 Mosaico do tabaco 440 Dysentery bacilli 4 2 Poliov rus 7 5 Eberthella typhosa 41 Rotav rus 24 Escherichia coli 6 6 Rotav rus SA 11 9 9 Esp cies de Salmonella 15 2 Esporos de Bacillus subtilis 22 Ro elmintos Legionella bozemanii 3 5 pi de Guilda 100 amblia Legionella pneumophila doen a dos 12 3 E hystolytica 84 legion rios Leptospira interrogans 6 Ovos de nematodos 40 IMicrococcus candidus 12 3 Mycobacterium tuberculosis 10 Algas Eron ae ii 10 5 Chlorella vulgaris 22 0 ambientais Pseudomonas aeruginosa cepas 3 9 alga az l verde 490 labor
71. tricos O rendimento do gerador de oz nio proporcional ao quadrado da diferen a de potencial entretanto quanto maior a diferen a de potencial aplicada maior o risco de quebra dos eletrodos Al m disso para obter diferen a de potencial elevada necess rio recorrer a uma press o de oxig nio ou de ar elevada o que provoca eleva o da temperatura preciso considerar que somente 5 da energia el trica aplicada efetivamente usada na convers o O gt O sendo a maior parte convertida em calor e que temperaturas elevadas aumentam a taxa de destrui o do oz nio o que implica a necessidade de sistemas de refrigera o para aplica es em escala real O oz nio relativamente inst vel sendo que sua forma o e degrada o obedecem s seguintes rea es 178 Desinfec o de Efluentes Sanit rios O 0 505 O 035202 5 2 Essa sequ ncia de rea es indica que quanto maior a concentra o de O gerada maior a taxa de destrui o para uma dada temperatura o limite m ximo de gera o seria ent o determinado pela igualdade das taxas de forma o e destrui o do oz nio Na pr tica esse limite atingido quando ocorre a produ o de 4 em massa para gera o a partir do ar e de at 10 para gera o a partir do oxig nio A otimiza o econ mica do processo de gera o conseguida pela aplica o simult nea de baixa diferen a de potencial associada alta frequ ncia isto porqu
72. 001 0 01 Comprimento m 0 75 1 5 Vari vel Vari vel Di metro mm 15 0 Vari vel Vari vel L mpada com sa da muito alta Sa da na faixa de germicida 250 260 nm Fonte Tchobanoglous et al 2003 234 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Fatores que influenciam o desempenho das l mpadas A intensidade de emiss o de radia o ultravioleta por l mpadas germicidas afetada por diversos fatores dentre os quais podem ser citados e Temperatura de opera o da l mpada tendo em vista o rendimento de gera o de radia o UV cada tipo de l mpada possui uma faixa espec fica tima de opera o No caso das l mpadas de baixa press o e baixa intensidade o melhor rendimento se situa em torno de 40 C e Tempo de opera o da l mpada a vida til de uma l mpada germicida corresponde ao per odo em que respeitadas as condi es operacionais estabelecidas pelo fabricante ela consegue gerar radia o UV com a intensidade prevista no dimensionamento do processo de desinfec o Informa es de fabricantes indicam que a vida til de uma l mpada de baixa press o e baixa intensidade dispon vel no mercado pode variar de 4 mil a 13 mil horas Figura 6 8 ilustra o resultado de um teste de desempenho de diferentes l mpadas comerciais de baixa press o e de baixa intensidade na emiss o de radia o a 254 nm em rela o ao especificado pelo fabricante 100 No in cio do funcionamento as intensidades
73. 01 cm 1 cm 1m 100 m J fi 1 J Raios gama Raios X UV Infravermelho Ondas de r dio Radar TV FM AM 400 nm 500 nm 600 nm 700 nm Figura 6 1 Localiza o da faixa de comprimento de onda UV dentro das radia es eletromagn ticas e espectro vis vel Fonte Ryer 1997 em que E energia associada a um determinado comprimento de onda kcal einstein h constante de Planck 1 583 x 10 kcal s C velocidade da radia o eletromagn tica no v cuo 3 x 10 7 nm s comprimento de onda da radia o eletromagn tica nm A n mero de Avogadro 6 023 x 1023 f tons einstein A unidade einstein corresponde quantidade de energia concentrada em cada mol de f tons envolvido em determinada rea o fotoqu mica O efeito de um f ton sobre determinada mol cula depende evidentemente da quantidade de energia que ele concentra De acordo com a Equa o 6 1 em que h e A s o constantes a energia concentrada em um f ton inversamente proporcional ao comprimento de onda da radia o emitida Por isso a radia o infravermelha com comprimento de onda superior a 1200 nm e baixa energia associada praticamente incapaz de causar alguma modifica o qu mica nos compostos Seu principal efeito o aumento de temperatura por interm dio da convers o da energia associada radia o em calor Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 213 Por outro lado se a absor o de um f ton por
74. 099 002 Drinking water criteria for viruses an addendum Washington DC EPA 1999 EPA 822 R 98 042 Final draft Drinking water criteria for enteroviruses and hepatitis A an addendum Washington EPA 1999 EPA 822 R 98 043 Final draft Cryptosporidium human health criteria document Washington EPA 2001 EPA 822 K 094 001 WAGNER C K HEWLETT M J Basic virology Oxford Blackwell Science 1999 WHITE D O Medical virology 4 ed Academic Press Inc 1994 Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 83 Gloss rio Agente infeccioso organismo v rus bact ria protozo rio ou helminto capaz de produzir infec o ou doen a infecciosa Sin nimos agente etiol gico agente biol gico bioagente patog nico Ant geno subst ncia prote na polissacar deo ou glicolip deo capaz de induzir uma resposta imune produ o de anticorpos espec fica Os ant genos dentre outros aspectos s o utilizados para caracterizar microrganismos Cultivos celulares consistem em c lulas que crescem em meios de cultivo apropriados s o utilizados como meios de propaga o e isolamento de v rus em condi es laboratoriais Autotr fico s o os seres vivos capazes de sintetizar seus pr prios nutrientes utilizados em seus processos metab licos em outras palavras utilizam como fonte de carbono para sua nutri o o carbono inorg nico di xido de carbono C
75. 1 3 p 87 97 1998 CAMPOS J R Tratamento de esgotos dom sticos por processo anaer bio e disposi o controlada no solo FINEP CNPq PROSAB ABES 1999 CARTAXO M F S Aspectos sanit rios de um sistema de irriga o em escala piloto utilizando esgoto dom stico tratado 2003 175 f Disserta o Mestrado Departamento de Engenharia Civil Recife 386 Desinfec o de Efluentes Sanit rios CONROY M R MEEGAN M E JOYCE T MCGUIGAN K G BARNES J Solar disinfection of drinking water and diarrhea in maasai children a controlled field trial The Lancet v 3 n 48 p 1695 1697 1996 DAVIES COLLEY R J DONNISON A M SPEED D J ROSS C M NAGELS J W Inactivation of fecal indicator microorganisms in waste stabilization ponds interactions of environmental factors with sunlight Water Research v 33 n 5 p 1220 1230 1999 DIBLE J I BARTHA R The effect of environmental parameter on the biodegration of oil sludge Applied and Environmental Microbilogy v 37 p 729 739 1979 EMBRAPA Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecu ria Manual de m todos de an lises de solo Rio de Janeiro Servi o Nacional de Levantamento e Conserva o de Solos 1997 p 06 42 EPA U S Environmental Protecion Agency Process desing manual for land treatment of municipal wastewater Cincinnat EPA 1981 EPA 625 1 81 013a _ Sewage sludge radiological survey survey design manual and test site res
76. 1 Prosab 3 2 5 60 2 80 0 002 0 90 2 00 74 2 0 21 21 2 78E 06 1 62E 05 0 941 Lag pol 2 mai nov 02 3 5 60 2 80 0 002 0 90 2 00 FAJ 2 0 21 21 1 62E 05 3 05E 03 0 981 Lag pol 3 4 5 60 2 80 0 002 0 90 2 00 74 2 0 21 21 3 05E 03 1 59E 04 0 947 UFMG Lag Itabira sem chicanas Fase 1 Anterior 2 8 00 4 00 0 003 1 00 4 00 8 0 2 0 20 17 E coli 6 94E 07 1 38E 06 0 9801 Lag Itabira com chicanas Fase 1 Prosab 2 2 32 00 1 00 0 003 1 00 4 00 8 0 32 0 20 17 6 94E 07 3 22E 05 0 995 Lag Itabira sem chicanas Fase 2 2 8 00 4 00 0 003 1 00 6 50 4 9 2 0 20 23 1 78E 08 4 54E 06 0 974 Lag Itabira com chicanas Fase 2 2 20 00 1 60 0 003 1 00 6 40 5 0 12 5 20 23 1 78E 08 5 74E 06 0 967 Lag Itabira sem chicanas Fase 3 2 8 00 4 00 0 003 1 00 4 40 7 3 2 0 20 23 4 11E 07 7 94E 05 0 980 Lag Itabira com chicanas Fase 3 2 20 00 1 60 0 003 1 00 4 90 6 5 12 5 20 24 4 11E 07 1 02E 06 0 975 Lag Itabira sem chicanas Fase 4 2 8 00 4 00 0 003 0 60 2 17 8 8 2 0 20 26 1 16E 08 5 66E 04 0 999 Lag Itabira com chicanas Fase 4 2 20 00 1 60 0 003 0 60 2 02 9 5 12 5 20 25 1 16E 08 1 34E 05 0 998 Lag Itabira sem chicanas Fase 1 Prosab 3 2 8 00 4 00 0 003 0 60 4 40 4 4 2 0 20 23 E coli 2 29E 07 3 17E 05 0 986 Lag Itabira com chicanas Fase 1 set 01 a fev 02 3 20 00 1 60 0 003 0 60 3 90 4 9 12 5 20 23 3 17E 05 9 00E 03 0 971 Lag Itabira sem chicanas Fase 2 2 8 00 4 00 0 003 0 40 4 50 2 8 2 0 20 25 1 18E 07
77. 10 0 35 kgDBO m d Profundidade H m 3 0 5 0 1 5 2 0 1 5 2 0 0 6 1 0 0 6 1 0 Rela o L B comprimento largura 1 3 2 5 3 8 1 3 gt 10 usual N mero de lagoas em 1 1 l 2 5 1 s rie rea per capita 0 1 0 2 2 0 4 0 1 5 3 0 1 5 2 5 1 5 2 5 requerida m hab ee Re Ps nes Es Tempo de deten o total da s rie de lagoas As lagoas chicaneadas ou alongadas podem ser nicas ou em s rie 306 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 7 12 Principais rela es e coeficientes utilizados na estimativa da remo o de coliformes em lagoas de estabiliza o Par metro de Lagoas Lagoas Lagoas Lagoas de Lagos de a o facultativas facultativas k E projeto anaer bias ER as matura o polimento prim rias secund rias Coef decaim colif K mist compl 2 0 4 5 0 0 4 5 0 0 6 1 2 a 0 6 1 2 a 20 C d Coef temperatura 6 E 1 07 1 07 1 07 1 07 mist completa i Coef decaim colif K fluxo disp 0 2 0 3 0 2 0 3 0 4 0 7 0 4 0 7 20 C d woo 8 1 07 1 07 1 07 1 07 ad Ee 0 4 1 1 0 4 1 1 Po 0107 0107 0105 0105 a E E 0 07 0 23 0 07 0 23 Observa o os coeficientes e rela es encontram se explicados no texto a Coeficiente Kb mistura completa para lagoas de matura o valor apresentado desti s rie lagoas chicaneadas n o s o bem representadas pelo regime de mistura completa na se a lagoa
78. 2 Por sua vez a Resolu o 274 00 do Conama 2000 tratando da balneabilidade indica um limite m ximo de 1 000 CF 100 ml para as guas salinas classe 5 e salobras classe 7 o que conduz igualmente necessidade de desinfec o para esgotos lan ados pr ximo costa e em profundidades rasas Atualmente sempre que se trata de usos da gua para recrea o de contato prim rio e nos casos em que claramente se far re so do esgoto tratado em agricultura os rg os ambientais v m sendo bastante rigorosos quanto necessidade de desinfec o de esgotos No caso de reuso agr cola usual a aplica o das guias da Organiza o Mundial da Sa de OMS 1989 que estabelecem que a qualidade microbiol gica de efluentes tratados usados em irriga o de culturas consumidas cruas bem como em campos esportivos ou parques p blicos com grupos de trabalhadores ou consumidores expostos deva ser inferior a 1 000 CF 100 ml como m dia geom trica 410 Desinfec o de Efluentes Sanit rios e o n mero de ovos Nemat ides intestinais deve ser de no m ximo 2 litro como m dia aritm tica Observando se maior rigor por parte das ag ncias ambientais de alguns Estados um n mero de ETEs com tratamento complementar por desinfec o j pode ser encontrado embora ainda reduzido Em alguns casos o rigor da lei vem sendo aplicado com mais escr pulo a ponto de proibir a clora o por conta do temor de poss vel forma o d
79. 2778 04 L 4 Dw 0 2778 3 50 Wh m O dimensionamento feito para a vaz o m xima e devem ser verificadas as condi es para as vaz es inferiores Pela Equa o 6 23 pode se calcular o n mero de l mpadas n 93 6x 3 5 56 4 57 l mpadas 8 3x 0 7 Adotando se tempo de exposi o m nimo vaz o m xima de 40 segundos tem se o volume V Q m x tm n 1 04 m Considerando a l mina m dia de l quido de 4 cm a rea total necess ria para a c mara de desinfec o de a V _ 1 04 L m 0 04 26 0 m As l mpadas podem ser distribu das em 8 m dulos cada um com largura de 0 95 m e comprimento de 3 4 m Finalmente confere se a dose aplicada no reator por interm dio da Equa o 6 24 270 Desinfec o de Efluentes Sanit rios nx Psa xf 37x83x07 A 60000 q7 40 0505094 J cm 50 94 mJ cm cm D reator A dose aplicada adotada no dimensionamento foi de 50 4 mJ cm pr xima da dose obtida com a configura o adotada Exemplo 2 Dimensionar um reator UV do tipo canal com l mpadas emersas para desinfec o do esgoto sanit rio produzido por uma popula o de 50 mil habitantes As etapas de tratamento que antecedem desinfec o s o compostas por tratamento preliminar tratamento anaer bio em reator UASB e tratamento aer bio em biofiltros aerados submersos O efluente desinfetado dever apresentar densidade de coliformes fecais N lt 1 000 NMP 100 ml O rea
80. 4 08 1 5 1 48 1 76 1 96 2 12 2 37 2 55 2 70 2 82 i 2 0 1 20 1 40 1 55 1 66 1 83 1 96 2 06 2 13 2 5 1 02 1 17 1 28 1 36 1 49 1 58 1 65 1 7 1 0 2 27 2 79 3 18 3 50 4 00 4 38 4 70 4 97 1 5 1 73 2 08 2 34 2 55 2 87 3 12 3 32 3 48 2 0 1 42 1 68 1 87 2 02 2 25 2 42 2 55 2 66 2 5 1 21 1 41 1 55 1 67 1 84 1 97 2 07 2 14 K disperso 0 542 H 1259 d 1 1 B Unid log remov log 1 Efici ncia 100 Efici ncia 100 N NYN 100 1 Unidades logar tmicas removidas em sistema de lagoas em s rie soma das unidades log removidas em cada lagoa da s rie 10 unid log remov 310 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 7 14 Efici ncias de remo o de coliformes em lagoas facultativas e de matura o expressas em termos de unidades logar tmicas removidas para distintos valores do tempo de deten o hidr ulica t profundidade H e rela o L B fluxo disperso Temperatura 25 C Unidades log removidas E Rela o L B 1 2 3 4 6 8 10 12 1 0 0 61 0 66 0 71 0 74 0 79 0 82 0 84 0 86 1 5 0 42 0 45 0 47 0 49 0 51 0 52 0 53 0 54 e 2 0 0 32 0 33 0 35 0 36 0 37 0 38 0 38 0 39 2 5 0 25 0 26 0 27 0 28 0 29 0 29 0 29 0 30 1 0 0 85 0 96 1 04 1 10 1 19 1 25 1 29 1 33 1 5 0 61 0 67 0 71 0 74 0 79 0 82 0 84 0 86 2 0 0 47 0 51 0 53 0 55 0 58 0 60 0 61 0 62 2 5 0 38 0 40 0 42 0 43 0 45 0 46 0 47 0 48 1 0 1 29 1 51 1 67 1 79 1 99 2 13 2 24 2 33 1 5 0 9
81. 5 Da 1 lt E 64 5 mJ cm A dose aplicada por volume pode ser determinada pela Equa o 6 22 D oL 64 5 D 0 2778 E 0 2778 3 26 Wh m av ki O dimensionamento feito para vaz o m xima e devem ser verificadas as condi es para vaz es inferiores Pela Equa o 6 23 pode se calcular o n mero de l mpadas 531x326 n 297 9 300 l mpadas 8 3x 0 7 272 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Adotando um tempo de exposi o m nimo vaz o m xima de 30 segundos tem se o volume V Qm xtm n 147 5 x 30 4 425 litros 4 425 m Considerando que a l mina m dia de l quido de 5 5 cm a rea total necess ria para a c mara de desinfec o de V 5 9 z 107 3 m Lm 0 055 m As l mpadas podem ser distribu das em 30 m dulos de 10 l mpadas cada a largura da cada m dulo deve ser de 0 95 m e o comprimento de 3 8 m Em seguida confere se a dose aplicada no reator por interm dio da Equa o 6 24 n x P 4 X f T 300x 8 3 x 0 7 A 805 000 cm D reator x 30 s 0 06499 J cm 64 99mJ cm A dose aplicada adotada no dimensionamento foi de 64 5 mJ cm enquanto a dose obtida com a configura o adotada ser de 64 99 mJ cm para as condi es de vaz o m xima Exemplo 3 Dimensionar um reator UV do tipo canal e l mpadas imersas para desinfec o do esgoto sanit rio produzido por uma popula o de 50 mil habitantes As etapas de tratamento qu
82. A Figura 5 4 mostra esquematicamente o funcionamento da c lula geradora de oz nio 176 Desinfec o de Efluentes Sanit rios gua de resfriamento Abertura da descarga Ar seco Recobrimento interno de metal D Oz nio Tubo de a o aterrado Tubo de vidro Figura 5 4 Esquema da c lula geradora de oz nio Fonte Di Bernardo 1993 H basicamente dois sistemas de gera o de oz nio um a partir do ar e outro a partir do oxig nio puro Para gera o a partir do ar necess rio seu pr tratamento As etapas desse pr tratamento s o filtra o compress o resfriamento e desumidifica o A Figura 5 5 mostra o fluxograma da ozoniza o quando se usa ar na alimenta o 1 S l l SS gt gt Filtro Compressor Resfriador O E 4 PA Distribui o do En SERET i excesso de Efluente ETE Colunas oz nio de secagem Trailigaz l l l Efluente i ozonizado O O Tanque de contato Gerador de oz nio Figura 5 5 Esquema de um sistema de gera o de oz nio a partir do ar A gera o do oz nio a partir do oxig nio realizada alimentando o gerador atrav s de um tanque de oxig nio l quido precedido de um evaporador Figura 5 6 As principais vantagens do processo de gera o a partir do oxig nio s o o menor custo de manuten o devido maior simplicidade do equipamento e r
83. Cenas a S 169 LIESIM CCC O urina ag isr a E E A A E R AA 169 Crit rios para escolha do desinfetante sscr a22182258 bene pau ani siga ab 169 O oz nio como desinfectante uia a Sion end CRE E IDA AGE 170 Pist O gre gasta nica DO aaa de ARA a 171 Aspectos te ricos fundamentais nessa aU RAD 172 Gera o e aplica o de OZ NIO s sssssseseesisiisisserererisrstsrrersrrerersrrererrerersrreren 175 Fatores intervenientes na gera o de oz nio 177 Transfer ncia de oz nio para a gua ssa passes tesao Sli Sa vg 178 Capacidade de gera o e efici ncia de transfer ncia teees 184 Considera es sobre a hidr ulica dos reatores e o fator CT 185 Fatores intervenientes no processo de desinfec o por oz nio 187 Caracter sticas f sico qu micas do efluente eea 187 Resist ncia dos microrganismos ao 0z nIO ereeea 188 Princ pios de toxicologia aplicados desinfec o 190 Testes de toxicidade d rika loca saia da Co DO Dara aca a 191 Testes de toxicidade de curta dura o aplicados desinfec o POROZO NO tada a qu ES RED cal io Sa 194 Aspectos de sa de p DICAs ssato torna piada 195 Experi ncias no mbito do PROSAB qa sm aan arriba alada dn 196 Experiencia da UESC usas aih cor ata oE E E EE s 196 Experi ncia da PUC sp RR ERO OEA 198 Experiencia da USP irane e e A E o 199 An lise ecCon MiCa qua SI ed AR a teste enenna 200 Custos de implanta o
84. Cistos de G muris 30 630 1 400 7 2 18 5 1 8 2 0 Cistos de G lamblia 47 150 2 200 26 0 5 0 6 Nota 99 99 de inativa o no pH 6 9 90 00 de inativa o no pH 7 0 Fonte Langlais et al 1991 citando Hoff 1987 Desclora o O impacto do cloro livre ou combinado em corpos d gua resultante da desinfec o de efluentes tem sido controlado por padr es ambientais Pelas regras da Resolu o Conama 20 o padr o ambiental de 0 020 mg L de cloro livre ou combinado para prote o da vida aqu tica Nos Estados Unidos 47 dos sistemas de tratamento de efluentes praticam a desclora o com compostos qu micos sendo os principais di xido de enxofre 62 sulfito de s dio 27 sulfito de s dio 3 metabissulfito de s dio 3 e tiossulfato de s dio 2 Outros compostos testados s o sulfitos amoniacais Para a desclora o do cloro livre Cl pode se tamb m empregar carv o ativado e per xido de hidrog nio com a vantagem de controlar odores A Tabela 4 8 mostra caracter sticas e dosagens dos principais agentes desclorantes Tabela 4 8 Principais agentes desclorantes e dosagens Agente desclorante Dosagem mg mg L Cl residual Nome F rmula Raz o estequeom trica Faixa de uso Di xido de enxofre SO 0 903 1 0 1 2 Sulfito de s dio NaSO 1 775 1 8 2 0 Bissulfito de s dio NaHSO 1 465 1 5 7 Metabissulfito de s dio NaSO 1 338 1 4 1 6 Tiossulfato de s d
85. Giardia duodenalis que infecta v rios mam feros inclusive o ser humano aves e r pteis Giardia muris que infecta roedores aves e r pteis e Giardia agilis que infecta anf bios Consideram se as denomina es Giardia lamblia Giardia duodenalis e Giardia intestinalis como sin nimas e as esp cies encontradas em isolados de origem humana EPA 1998 Sogayar amp Guimar es 2000 Figura 2 7 Cisto de Giardia 3 Heller et al 2003 encontraram densidades de 101 103 cistos L no esgoto sanit rio em Belo Horizonte MG em sintonia com a literatura internacional Bastos et al 2002 encontraram 2 0 140 cistos L em mananciais de abastecimento de Vi osa MG sendo os valores m ximos acima das m dias registradas na literatura internacional denotando elevado grau de contamina o 52 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Trofozo tos tamb m podem ser excretados mas n o sobrevivem Contamina o de gua no meio ambiente alimentos m os e f mites com cistos infectantes Trofozo tos Desencistamento est mago e intestino delgado Reprodu o assexuada de trofozo tos intestino delgado Figura 2 8 Ciclo biol gico da Giardia Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 53 O potencial zoon tico da giard ase reconhecido por m ainda controverso o papel dos animais como fonte de infec o da doen a para seres humano
86. L Cap 4 Clora oe Desclora o 121 Tabela 4 3 Par metros de Chick Watson para inativa o microbiol gica com cloro livre Microrganismos pH Temperatura C k L mg min n 8 5 20225 30 6 1 46 E coli 9 8 20225 5 91 1 34 10 7 20225 1 30 0 79 Aerobacter aerogenes 7 20a 25 1 39 x 10 3 78 Pseudomonas 8 5 20a 25 312 2 74 9 8 20a25 2 13 1 26 Pyocyanea 10 7 20a25 0 74 0 71 7 0 20a25 8 15 x 106 4 07 Salmonella typhi 8 5 20 a25 2 45 x 10 1 78 Shigella dysenteriae 7 0 20225 9 07 x 107 4 92 Micrococcus pyogenes var aureus 7 0 25 3 32 1 10 6 20 0 0290 1 24 7 20 0 0219 1 18 8 20 0 0209 1 12 9 20 0 0080 0 99 9 35 20 0 0086 1 04 Bacillus metiens 10 20 0 0058 0 48 12 86 20 0 0015 0 58 10 30 0 0032 0 87 10 35 0 0044 1 0 10 50 0 0075 1 26 6 10 12 78 0 818 Poliov rus tipo I Mahoney 6 20 30 12 0 615 6 30 75 12 0 608 Fonte Chernicharo et al 2001 citando Usepa 1986 122 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 4 4 Par metros de Chick Watson para inativa o microbiol gica com cloro combinado Microrganismos pH Temperatura C k Lmg min n 7 0 35 0 084 1 39 8 5 35 0 0109 1 52 9 5 35 2 48 x 10 13 3 6 5 20225 0 483 1 07 E coli 7 0 20225 0 316 1 04 7 8 20225 0 193 1 18 8 5 2022
87. Observam se uma vez mais aqueles valores de pH para os quais maximizada a produ o de tricloramina dicloramina ou monocloramina Verifica se que para valores altos do pH n o h a tricloramina Na Tabela 4 2 s o apresentadas as principais propriedades f sicas qu micas e termodin micas das cloraminas Tabela 4 2 Principais propriedades das cloraminas Par metro Monocloramina Dicloramina Tricloramina Ponto de fus o C 66 ND 40 Ponto de ebuli o C ND 70 Cor Sem cor ND Amarela pH predominante de forma o 7 11 4 4 7 0 lt 4 4 Energia de ativa o kcal 3 7 3 5 2 Constante de equil brio a 25 C M 1 5 x 10 2 3 x 10 1 06 x 10 es aaja Taxa de forma o a 25 C M s 2 9 x 109 2 3 x 10 3 4 Taxa de hidr lise a 25 C s 1 9 x 10 6 5 x 107 3 2 x 10 Nota pode ser explosiva em temperatura ambiente ND n o detectada Fonte Di Bernardo 1993 citando Watts 1985 Di xido de Cloro O di xido de cloro um g s amarelo descoberto em 1811 Trata se de um oxidante qu mico com amplas aplica es na desinfec o de gua de abastecimento e tamb m residu rias O di xido de cloro foi utilizado pela primeira vez em 1940 e bastante empregado em pa ses como It lia Alemanha e B lgica O di xido de cloro CIO um agente oxidante com propriedades bactericidas esporicidas e viruslicidas podendo ser utilizado no controle da
88. TA TA SE SE SE Serraria TA TA TA TA TA TA TA TA SE Esmeralda TA TA SE TA TA TA TA TA SE IPH TA TA SE TA TA TA TA TA TA Nota TA toxidez aguda SE sem efeito agudo temperatura e pH ambientes n vel de signific ncia 5 Fonte Schifino amp De Luca 2003 As pesquisas do PROSAB Pesquisas com cloro e hipoclorito No mbito do PROSAB as v rias pesquisas desenvolvidas e em andamento chegaram s seguintes conclus es sumarizadas na Tabela 4 16 O trabalho do Instituto de Pesquisas Hidr ulicas IPH da UFRGS teve por objetivo testar a efici ncia desinfetante do hipoclorito de s dio em esta o piloto e avaliar a produ o dos subprodutos gerados trihalometanos e cidos haloac ticos al m de avaliar a toxidez de efluentes brutos e desinfetados a esp cies da ictiofauna Empregaram se efluentes biologicamente tratados de quatro ETEs reator sequencial em batelada lodos ativados digestor anaer bio e lagoas de estabiliza o Foi realizada ainda a desclora o com bissulfito de s dio 1 1 para controlar em n veis n o detect veis o teor residual de cloro livre ou combinado emitido para os corpos d gua receptores e que poderiam ser agressivos biota aqu tica n o atendendo ao padr o ambiental brasileiro Apesar da frequente presen a de s lidos em suspens o e turbidez os testes em esta o piloto provaram que nos tempos de deten o testados pode se alcan ar
89. Valores de K fluxo disperso obtidos segundo a Equa o 7 6 K 0 542 H 1359 para lagoas facultativas e de matura o 20 C H m 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 K d 0 72 0 54 0 43 0 35 0 30 0 26 0 23 0 20 0 18 Com os 140 dados das 82 lagoas facultativas e de matura o no mundo testou se ainda se a posi o da lagoa na s rie teria alguma influ ncia no valor do coeficiente K Isso se deve ao fato de que lagoas prim rias e eventualmente secund rias tendem a receber maior carga superficial de DBO n o estando portanto otimizadas para a produ o de elevados valores de OD e pH como as lagoas terci rias e subsequentes Ainda que n o tenha sido detectada diferen a estatisticamente significativa caso se deseje um refinamento os dados sugerem as seguintes corre es nos valores obtidos pela Equa o 8 6 K 0 542 H 129 Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 301 e Lagoas prim rias e secund rias K de 5 a 15 menor que o valor da equa o geral e Lagoas terci rias e subsegiientes K de 5 a 15 maior que o valor da equa o geral Muito embora a Equa o 7 6 tenha sido obtida a partir de um grande n mero de lagoas distribu das em v rias partes do mundo condi es locais espec ficas podem sempre predominar e conduzir a diferentes valores de K Por exemplo locais com insola o bastante elevada s o mais suscet veis a ter maiores valores de K maior
90. W cada uma sendo realizados ensaios com 3 ou 6 l mpadas acesas e tempos de exposi o de 30 60 90 e 120 segundos Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 263 Figura 6 30 Reator UV do tipo canal com l mpadas emersas Os resultados demonstraram que as caracter sticas dos efluentes de lagoas facultativas podem ser melhoradas em termos de par metros f sico qu micos e biol gicos mediante a flocula o qu mica com sulfato de alum nio e a separa o de s lidos em decantador lamelar Foi observado que a remo o de algas como poderia ser esperado promove alguma remo o de s lidos em suspens o dos efluentes da lagoa facultativa melhorando seu aspecto est tico e facilitando a penetra o de agentes desinfetantes Por m esses resultados s o bem inferiores aos obtidos com cloreto f rrico em uma s rie de experimentos anteriores Observou se em diversos ensaios condi es prec rias de flocula o mesmo com a aplica o conjunta de polieletr lito o que provocava arraste de s lidos pela superf cie do decantador Tais resultados sugerem a necessidade de empregar dosagens mais elevadas desse coagulante o que n o foi feito devido barreira econ mica imposta pelos resultados obtidos com cloreto f rrico Por outro lado observa se que o tratamento f sico qu mico com sulfato de alum nio contribui na atenua o dos picos de concentra o de E coli que possam ocorrer nos efluentes da lagoa facult
91. a fim de proteger os operadores das esta es de tratamento de esgotos dos riscos que podem surgir durante a opera o H diversos livros e manuais especializados que detalham as medidas de seguran a a serem incorporadas s unidades de desinfec o principalmente em rela o utiliza o de cloro gasoso e hipoclorito Nas instala es que utilizam cloro gasoso as principais preocupa es com seguran a e sa de ocupacional s o relacionadas possibilidade de vazamentos de cloro a partir de cilindros v lvulas ou tubula es A concentra o limite que o operador pode ficar exposto ao cloro de 1 ppm em volume tomada como m dia ponderada de um per odo de 8 horas Outras concentra es de interesse para o cloro no ambiente s o apresentadas na Tabela 4 10 Tabela 4 10 Concentra es de cloro na fase gasosa e seus efeitos Concentra o ppm v v Resposta 3 5 Percep o m nima de odor 4 0 Efeito adverso sem gravidade 15 1 Irrita o da garganta 30 2 Tosse 40 a 60 N vel de perigo Fonte Chernicharo et al 2001 citando Usepa 1986 interessante notar a partir da Tabela 4 10 que o n vel m nimo de odor detectado pelo ser humano 3 5 ppm maior que o limite m ximo estabelecido para a seguran a do operador 1 ppm Dessa forma a unidade de desinfec o deve dispor de algum dispositivo qu mico ou eletr nico para o monitoramento cont nuo de cloro no ambiente Caso
92. a fun o das prote nas desnaturando as e causando a morte dos pat genos Oates et al 2003 Por m algumas bact rias s o capazes de reparar seu pr prio DNA ap s danos causados pela exposi o aos raios UV Wegelin et al 1994 demonstraram que ap s 24 horas consider vel n mero de repara es do DNA das bact rias estudadas foi encontrado indicando que as bact rias possuem mecanismo de repara o do DNA No experimento realizado por Davies Colley et al 1999 em lagoas de estabiliza o foram identificados os componentes do espectro solar respons veis pela inativa o dos microrganismos tais componentes incluem UVB 290 320 nm UVA 320 400 nm e a faixa de luz vis vel entre o azul e o verde 400 550 nm Tamb m foi conclu do nesse estudo que todos esses componentes s o respons veis pela desinfec o sendo que o mais eficiente o UVB pois dominou a inativa o de E coli e v rus Al m dos fatores j citados pode se tamb m levar em considera o o ngulo de incid ncia dos raios solares a hora do dia e o m s do ano em que eles incidem bem como a latitude dessas regi es geogr ficas Oates et al 2003 O tempo de exposi o luz solar tamb m importante porque pouco tempo de exposi o n o garante a desinfec o Segundo Oates et al 2003 h um pico timo de exposi o no qual a maioria dos microrganismos n o sobrevive e de acordo com seu trabalho esse pico seria de 5 horas a par
93. a gera o de mau cheiro pode n o ocorrer No entanto eventuais problemas operacionais podem conduzir libera o de g s sulf drico respons vel por odores f tidos Por essa raz o esse sistema normalmente localizado onde poss vel haver grande afastamento das resid ncias recomendando se pelo menos cerca de 1 000 metros c Lagoas de matura o As lagoas de matura o possibilitam p s tratamento do efluente de qualquer dos sistemas de lagoas de estabiliza o descritos anteriormente ou em termos mais amplos de qualquer sistema de tratamento de esgotos O principal objetivo das lagoas de matura o a remo o de organismos patog nicos e n o a remo o adicional de DBO Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 283 As lagoas de matura o constituem se em alternativa bastante econ mica desinfec o do efluente por m todos mais convencionais como a clora o O ambiente ideal para os microrganismos patog nicos o trato intestinal humano ou animal Fora destes quer na rede de esgotos no tratamento de esgotos quer no corpo receptor os organismos patog nicos tendem a morrer Diversos fatores contribuem para tal como temperatura insola o pH competi o organismos predadores e compostos t xicos Essencialmente as mesmas caracter sticas das lagoas de estabiliza o as quais conduzem remo o da mat ria org nica s o tamb m as respons veis pela remo o inativa o de organismos pa
94. adv m do fato de que caso se assuma o regime de mistura completa para uma lagoa que n o se comporta na pr tica como mistura completa ideal h a tend ncia de obter valores superestimados de K No mbito do PROSAB foi ampliada a base de dados de lagoas levantada por von Sperling 1999 passando se a ter dados de 82 lagoas facultativas e de matura o no Brasil e no mundo Argentina Col mbia Chile Venezuela M xico Espanha B lgica Marrocos e Palestina As lagoas tinham diferentes volumes e configura es f sicas algumas sendo unidades piloto mas a maioria em escala real As lagoas representaram amplo espectro de condi es operacionais com a rela o comprimento largura L B variando de 1 a 142 e o tempo de deten o de 0 5 a 114 dias Na maioria dos casos a efici ncia de remo o de coliformes baseou se em m dias geom tricas de m dio ou longo termo O total de dados utilizados foi de 140 No trabalho foram analisados os regimes de mistura completa e de fluxo disperso Observou se que os valores do coeficiente K para fluxo disperso estavam relacionados com a profundidade da lagoa Quanto menor a profundidade maior o valor do coeficiente K Como mencionado a influ ncia da menor profundidade resulta da maior penetra o da energia luminosa em toda a massa d gua maior fotoss ntese maior oxig nio dissolvido maior pH al m da maior penetra o da radia o ultravioleta a qual bactericida Para o mo
95. alternadamente em hospedeiros de diferentes esp cies caracterizados como hospedeiros definitivos e intermedi rios No contexto epidemiol gico o termo hospedeiro pode indicar uma popula o ou grupo de indiv duos e Heterotr ficos s o seres vivos que dependem de outros para obter os nutrientes utilizados em seus processos metab licos em outras palavras necessitam de uma fonte de carbono org nica para sua nutri o Exemplo animais e Hospedeiro definitivo ou prim rio aquele em que o parasita atinge a maturidade ou passa sua fase sexuada No ciclo biol gico da Taenia saginata o verme adulto encontrado no intestino delgado do ser humano onde se reproduz sexuadamente produzindo ovos que s o eliminados com as fezes O ser humano assim hospedeiro definitivo desse helminto e Hospedeiro intermedi rio ou secund rio aquele em que o parasita se encontra em forma larv ria ou assexuada No ciclo biol gico da Taenia saginata as formas larv rias cisticercos s o encontradas em diversos tecidos como m sculo e cora o de bovinos sendo essa esp cie animal o hospedeiro intermedi rio do helminto Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 85 e Hospedeiro resistente o ser humano ou animal que por meio de algum mecanismo se tornou capaz de impedir o desenvolvimento em seu organismo do agente infeccioso A resist ncia do hospedeiro pode ser adquirida de forma natural ou
96. ancilostomatose tipicamente uma doen a transmitida via penetra o cut nea e bastante associada contamina o do ambiente peridomiciliar embora a ingest o via consumo de hortali as tamb m seja um importante modo de transmiss o d Strongyloides stercoralis Ciclo biol gico Hospedeiro humano excre o de larvas ambiente gua solo desenvolvimento ao est dio de larva infectante 2 3 dias sobreviv ncia reduzida no solo lt 4 semanas penetra o ativa pele ou mucosa do trato gastrointestinal desenvolvimento fase adulta gt 17 28 dias reprodu o assexuada partenog nese intestino delgado produ o de ovos eclos o dos ovos gt excre o de larvas Embora o Strongyloides e a estrongiloidose se assemelhem muito fam lia Ancylostomidae e ancilostomatose algumas especificidades s o destac veis Uma delas a maior patogenicidade particularmente em indiv duos subnutridos ou imunodeprimidos Outra a elevada taxa de auto infec o decorrente do desenvolvimento ao est dio de larva infectante no pr prio organismos do hospedeiro al m disso ao contr rio da ancilostomatose a forma excretada a larva e n o o ovo O desenvolvimento no solo fase infectante bastante r pido por m em contrapartida sua sobreviv ncia limitada Por outro lado a exist ncia de um ciclo Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 61 indireto sexuado
97. ao meio ambiente por serem excretados em densidades relativamente reduzidas ou pelas t cnicas de isolamento n o serem geis e pr ticas ainda n o se encontraram substitutos altura dos indicadores cl ssicos especialmente dos coliformes Emprego dos organismos indicadores Como destacado em termos de express o de riscos sa de sempre h um ou mais indicadores mais adequados a cada situa o espec fica Em rela o ao tratamento e destino final dos esgotos sanit rios podemos avaliar as seguintes situa es 1 efici ncia do tratamento na remo o inativa o de organismos patog nicos 2 lan amento de efluentes em corpos d gua e 3 utiliza o de efluentes em irriga o e piscicultura Com o devido cuidado em toda generaliza o as seguintes afirmativas t m validade 78 Desinfec o de Efluentes Sanit rios e Bact ria e v rus s o preponderantemente inativados pela a o de desinfetantes f sicos ou qu micos radia o UV luz solar ou artificial oz nio cloro e di xido de cloro e Resist ncia aos desinfetantes bact rias patog nicas lt bact rias indicadoras lt v rus lt cistos de protozo rios lt ovos de helmintos e Cistos de protozo rios e ovos de helmintos s o preponderantemente removidos por processos f sicos sedimenta o precipita o qu mica e filtra o e Efici ncia facilidade de remo o ovos de helmintos gt cistos de protozo rios Aceitando tais
98. assumindo cin tica de primeira ordem Usepa 1999 O modelo b sico para decaimento por morte natural em ambientes l ticos como os rios representado por k N N xe 3 8 em que N concentra o inicial de microrganismos ativos no ponto de lan amento N LS N concentra o de microrganismos ativos no tempo t ap s a descarga no rio N L gt k coeficiente de decaimento T7 t tempo transcorrido T O modelo de primeira ordem para corpos d gua l nticos como as represa No Ext 3 9 em que t representa o tempo de deten o hidr ulica m dio numericamente igual rela o entre volume e vaz o t V Q Alguns valores desses coeficientes cin ticos est o dispon veis na literatura ou podem ser obtidos experimentalmente Sofrem grande influ ncia da temperatura que quanto maior provoca aumento na taxa de decaimento tanto em rios como em lagos Usepa 1986 T Hidr ulica dos reatores Considera es iniciais Os fen menos que ocorrem nas unidades que comp em as esta es de tratamento de guas para abastecimento e residu rias podem ser classificados de acordo com sua natureza em opera es e processos unit rios Essa designa o cl ssica da engenharia qu mica se baseia na conven o de que onde ocorrem apenas a es de natureza f sica h opera es unit rias e onde ocorrem a es qu micas e biol gicas podendo se entender f sico qu micas ou bioqu micas h
99. at mesmo em pequena escala As radia es ionizantes do tipo gama tamb m em fun o dos custos envolvidos restringem se a aplica es de pequena escala 14 Desinfec o de Efluentes Sanit rios No tocante radia o ultravioleta suas aplica es experimentam aceita o crescente tanto pela t cnica de solariza o que utiliza a luz solar para a potabiliza o de guas em pequena escala quanto por reatores que geram artificialmente a radia o ultravioleta A filtra o em membranas j integra o fluxograma de algumas esta es de tratamento de esgotos e experimenta crescente aplica o devido redu o de pre o das membranas A desinfec o qu mica realizada pela aplica o de compostos do grupo fen lico lcoois halog nios e metais pesados Os agentes qu micos mais utilizados na desinfec o de esgotos s o cloro di xido de cloro e oz nio Nos processos naturais al m dos agentes qu micos e f sicos naturalmente presentes a a o de preda o ou competi o de outros organismos resulta na inativa o de pat genos Processos de desinfec o de esgotos sanit rios ps Naturais Artificiais Lagoas de estabiliza o Disposi o no solo Clora o Radia o ultravioleta Clora o desclora o Radia o gama Di xido de cloro Filtra o terci ria Ozoniza o Membranas filtrantes Misturas oxidantes Outros Outros
100. ativados RSB e de lagoa facultativa os valores originais e ap s a desinfec o foram semelhantes e menores que 1 ug L 1 00 0 80 7 0 60 7 ug L 0 40 4 0 20 4 E 0 0 00 1 1 1 3 20 Tempo de teste h E THMs total HAAs total Figura 9 5 Concentra es m dias de THMs e HAAs em efluente de digestor anaer bio fluxo ascendente ap s desinfec o com 15 mg L de ferrato VI de s dio UASB ESMERALDA DMAE P Alegre Cap 9 Outros Processos de Desinfec o 399 Processos oxidativos avan ados na desinfec o de efluentes Os processos convencionais e alguns processos e produtos alternativos de desinfec o apesar da boa rela o benef cio custo e da alta efici ncia contra v rus e bact rias patog nicas deixam a desejar quando o efluente cont m protozo rios notadamente oocistos de Cryptosporidium e cistos de Giardia Os aperfei oamentos ou avan os no tratamento biol gico de efluentes mesmo com coagula o e filtra o em areia n o t m removido esses organismos em n veis compat veis com a seguran a sanit ria A ltima barreira alternativa filtra o por membranas seria o uso de combina es de oxidantes fortes O mecanismo de rea o prim ria dos processos oxidativos avan ados envolve dois passos a forma o do radical hidroxila um oxidante poderoso e a rea o deste radical com o contaminante inorg nico
101. baixa profundidade das lagoas de matura o a introdu o de chicanas facilitada As chicanas podem ser constru das com taludes com madeira com muros de concreto pr moldado ou com lona ou membranas pl sticas apoiadas em estruturas como cercas internas Ao se dimensionar as lagoas de matura o ou de polimento deve ser levada em considera o nos c lculos a pr via remo o de coliformes nas unidades de montante por exemplo lagoas anaer bias reatores anaer bios lagoas facultativas remo o de coliformes nas lagoas facultativas pode ser estimada seguindo a metodologia apresentada neste cap tulo A remo o de coliformes em lagoas anaer bias e reatores anaer bios de manta de lodo UASB pode ser adotada para efeito de projeto como 90 1 unidade logar tmica removida Experi ncia do PROSAB na avalia o da remo o de coliformes em lagoas de polimento As lagoas de polimento s o ainda recentes no Brasil Por esse motivo e em conson ncia com os pr prios objetivos iniciais de investigar diversos sistemas em Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 313 especial aqueles que englobem reatores anaer bios o PROSAB empreendeu an lise aprofundada do comportamento de lagoas de polimento Os aspectos de remo o de mat ria org nica e nutrientes est o enfocados no livro P s tratamento de efluentes de reatores anacr bios no cap tulo espec fico sobre p s tratamento de efluentes anaer bios por lagoas de polimen
102. ben fico ao meio ambiente pois n o h forma o de trihalometanos Contudo pouco se sabe sobre a poss vel forma o de subprodutos Usepa 1986 A maioria das aplica es tem sido em ETEs de m dio e grande porte devido complexidade da tecnologia e aos custos de opera o e manuten o As etapas integrantes do fluxograma de um sistema de ozoniza o incluem armazenagem oxig nio gera o do oz nio dosagem tanque de contato destrui o do oz nio excedente e disposi o final do efluente A aplica o do oz nio no tratamento de efluentes sempre realizada pela dispers o do g s no mesmo V rias formas de difus o s o utilizadas sendo as mais comuns difus o de ar ozonizado hidroejetores emulsantes e misturadores est ticos Outros detalhes sobre esse tipo de processo podem ser obtidos no Cap tulo 5 e Ultravioleta A utiliza o da radia o ultravioleta UV mostra se muito competitiva com a clora o desclora o devido n o gera o de subprodutos t xicos como os do cloro ex organoclorados trihalometanos e outros O mecanismo prim rio da inativa o de microrganismos consiste no dano direto aos cidos nucl icos celulares Sua efici ncia depende principalmente das caracter sticas do afluente da concentra o de col ides e part culas no esgoto da intensidade da radia o UV aplicada do tempo de exposi o dos microrganismos radia o e da configura o do reator Os principais
103. cido clor drico 5 L h d Dimensionamento dos tanques de produto qu mico 1 Tanque de cido clor drico e Adotado armazenamento m nimo para dois meses e Volume do tanque 5 m 2 Tanque de clorito de s dio e Adotado armazenamento m nimo para dois meses e Volume do tanque 5 m e Suprimento de gua para o processo e Adotado 1 m h Qigua 1 0 m h 24 m dia III Dimensione um sistema de preparo dosagem e aplica o de di xido de cloro para uma popula o de 50 000 habitantes a C lculo da vaz o afluente m dia CxPxq n Z U Q m a 86400 Qin Qua SELO O 5000mx0 0003 L s m 86400 Q n a 69 44 22 50 91 94 L s b C lculo da vaz o m xima hor ria Qm x h Qm d x k x kz 166 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Qmax n 91 94 x 1 2 x 1 5 165 49 L s Qm x n 595 76 m h c Dimensionamento do tanque de mistura Ado o do tempo de resid ncia no tanque de contato t Adotado o valor de t 5 s valores usuais entre 5 e 10 s Ado o do gradiente de mistura no tanque de contato G Adotado o valor de G 1 500 s valores usuais entre 1 500 e 3 000 s C lculo do volume do tanque de contato de acordo com a Equa o 4 14 V Qmeax t 0 092 m s x 5 s 0 460 m C lculo da pot ncia do misturador de acordo com a Equa o 4 13 P 0 0001029 kgf m s x 0 460 m x 1 500 s 2 106 5 kgf m s P 106 5 75 1 42 CV sem incluir o rendimento d Dimensionamento do
104. classifica o mais recente revela que o grupo mais heterog neo Compreende por exemplo esp cies como Enterobacter cloacae e Citrobacter freundii encontradas tanto em fezes quanto em guas ricas em nutrientes solos e mat ria org nica em decomposi o ou ainda esp cies como Serratia fonticola Rahnella aquatilis e Buttiauxella agrestis raramente encontradas em fezes por m capazes de se multiplicar em gua tratadas de qualidade razo vel OMS 1995 De forma an loga o grupo dos coliformes fecais inclui diversas esp cies de vida livre dos g neros Klebsiella Citrobacter e Enterobacter Para evitar uma falsa indu o sobre sua exclusividade fecal a tend ncia atual se referir ao grupo como coliformes termotolerantes Cerqueira amp S Horte 1999 OMS 1995 Apesar disso e com base no fato de que dentre os cerca de 10 10 coliformes fecais 100 ml usualmente presentes nos esgotos sanit rios predomina a Escherichia coli esta sim uma bact ria Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 77 de origem exclusivamente fecal humana e animal esses organismos ainda t m sido largamente utilizados como indicadores de contamina o b Estreptococos fecais Complementarmente tem se recorrido aos estreptococos fecais como bact rias indicadoras de contamina o O termo estreptococos fecais bastante vago e refere se a um grupo de bact rias que a exemplo dos coliformes fecais inclui diversas
105. cloro livre HOCI e OCI As rea es com outros compostos inorg nicos como o sulfeto de hidrog nio H S ocorrem imediatamente ap s a aplica o do cloro Das rea es com os compostos org nicos deve se dar aten o quelas que ocorrem com o nitrog nio org nico e com os compostos n o nitrogenados que podem formar trihalometanos THM s Apesar dos efluentes de sistemas de tratamento possu rem muitos precursores da forma o de THM s a quantidade desses compostos nos esgotos clorados pode de fato ser pequena pela seletividade da rea o com a am nia e pela menor velocidade de rea o com os compostos formadores de THM s na presen a de cloro livre ou combinado WEF 1996 A decomposi o do cloro sob a o da radia o UV reduz a efici ncia dos processos de desinfec o j que reduz o porcentual do residual de cloro ao longo do tempo nos reatores de contato Os processos de desinfec o t m maior ou menor efici ncia em fun o dos fatores que podem intervir neles As caracter sticas f sico qu micas do afluente a ser desinfetado exercem papel fundamental nas rea es desencadeadas desde o momento em que se adiciona o desinfetante determinando os reais compostos que realizam a desinfec o Compostos redutores base de enxofre e a presen a de nitrog nio amoniacal diminuem a efici ncia da clora o Os mecanismos de a o do desinfetante e as caracter sticas dos microrganismos como a forma e a esp cie possib
106. com a concentra o de desinfetante k k x C 3 3 Cap 3 Cin tica e Hidr ulica dos Processos de Desinfec o 91 em que C n coeficiente concentra o do desinfetante M L k coeficiente da rea o de inativa o independente de C e N TH Combinando as Equa es 3 1 e 3 3 tem se N kxNxC a EXNx 3 4 ou seja a Lei de Chick Watson O processo de inativa o influenciado pela temperatura podendo se usar a equa o de Arrhenius para a corre o da constante da velocidade da rea o para outras temperaturas diferentes dos valores dispon veis na literatura geralmente obtidos a 20 C Deve ser lembrado no entanto que o calor um agente de destrui o e acima de certos limites de eleva o de temperatura pode exercer efeito direto sobre a inativa o dos microrganismos em que kj constante da velocidade de rea o temperatura T C T7 k constante da velocidade de rea o temperatura 20 C T 9 coeficiente experimental associado energia de ativa o e constante universal dos gases Pouco se sabe sobre a efici ncia da desinfec o sob temperaturas elevadas Particularmente no caso de agentes desinfetantes gasosos como o oz nio pode ocorrer redu o significativa devido efici ncia mais baixa na transfer ncia de massa bem como ao maior decaimento de oz nio Usepa 1999 Frequentemente se tem observado em experimentos em batelada que mesm
107. concentra es de ovos de helmintos ovos L nos sistemas monitorados esgoto bruto efluente do reator UASB efluente da primeira lagoa e efluente final Tabela 7 18 Estat sticas descritivas de concentra es de ovos de helminos no efluente final Lagoas Sistema UASB lagoas de polimento anaaer bia facultativa Pensa UFMG UEMG UFMG So bm e a Itabira Itabira Arrudas USP real Piloto real A real piloto demonstra o Tempo de deten o total d se 3 6 2d Ga o 16 M dia aritm tica 0 0 0 0 0 2 0 4 0 0 2 1 Mediana 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Desvio padr o 0 0 0 0 0 4 1 4 0 0 4 5 M nimo 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 M ximo 0 0 0 0 1 3 6 7 0 0 22 0 Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 325 As efici ncias m dias de remo o no reator UASB e na primeira lagoa da s rie encontram se apresentadas na Tabela 7 19 Na maioria dos casos n o se p de calcular a efici ncia de remo o nas demais lagoas da s rie pelo fato de estas j receberem um afluente com teores nulos de ovos o que conduz a uma indetermina o matem tica no c lculo da efici ncia Observa se que as efici ncias m dias no reator UASB variaram de 63 a 88 e na primeira lagoa da s rie de 96 5 a 100 Tabela 7 19 Efici ncias m dias de remo o de ovos de helmintos nos sistemas reator UASB lagoas de polimento UFMG UFV UEMG Itabira UFMG Unidade UASB escala UFPE Itabira UA
108. cont m frequentemente zero ovos por litro Os dados do PROSAB apresentados neste item d o suporte a este ponto Por outro lado pode se dizer que o cumprimento s diretrizes bacteriol gicas da OMS para irriga o irrestrita lt 1 000 CF 100 ml automaticamente implica o atendimento ao padr o de ovos de helmintos dada a grande diferen a dos tempos de deten o necess rios para alcan ar os respectivos crit rios de qualidade de efluentes Essa seria a nica exce o regra de que os coliformes n o se prestam como indicadores da remo o de parasitas O fato de 8 10 dias de tempo de deten o serem suficientes para o atendimento ao padr o OMS de lt 1 ovo litro e principalmente a validade dos ovos de helmintos como indicadores da remo o de amplo espectro de pat genos sediment veis s o dois temas que nitidamente demandam mais investiga o haja vista as reconhecidas limita es das t cnicas de pesquisa de protozo rios em guas residu rias e as incertezas relativas aos mecanismos que interferem na sedimenta o em lagoas al m dos efeitos de m dio e longo prazo sobre a efici ncia de remo o Saqar amp Pescod 1992 Grimason et al 1995 No entanto Yanez 1986 sugere que uma lagoa prim ria com 10 dias de tempo de deten o suficiente para a remo o de quase todos os parasitas incluindo protozo rios e que um sistema de lagoas prim ria e secund ria com 20 dias de deten o deve alcan ar rem
109. cru ou crescer rente ao solo e Barreira B Sele o dos m todos de irriga o Essa barreira pode reduzir a contamina o das plantas e dos trabalhadores rurais Portanto visa simultaneamente prote o dos agricultores e dos consumidores uma vez que os v rios m todos de irriga o inunda o sulco aspers o gotejamento e irriga o subsuperficial podem minimizar ou potencializar o contato entre os atores envolvidos gua residu ria plantas e trabalhadores rurais e Barreira C Controle da exposi o humana Essa barreira visa a reduzir a possibilidade de contamina o dos trabalhadores rurais e eventualmente de alguns tipos de culturas beneficiadas em fun o de procedimentos operacionais corretos revertendo alguma prote o sanit ria para os consumidores Todavia os cuidados estabelecidos nem sempre s o cumpridos de forma sistem tica e correta motivo pelo qual tanto os trabalhadores quanto os consumidores s o beneficiados apenas com a redu o parcial do risco Em linhas gerais as medidas de controle da exposi o humana s o materializadas por a es pontuais impostas aos funcion rios como uso de botas luvas macac o batas m scaras culos ferramentas adequadas ao tipo de trabalho e outros paramentos especiais as quais permitam realizar as tarefas em condi es de seguran a e Barreira D Tratamento parcial do esgoto O setor circular destinado representa o dessa barreir
110. culturas irrigadas n o cresceram rente ao solo e 3 o milho um dos vegetais cultivados somente ingerido ap s cozimento O esgoto tratado na ETE Mangueira poderia ser aplicado e recomendado na irriga o de plantas cereal feras como algod o pastagens e reflorestamento e de rvores frut feras desde que a agua o n o se fizesse por aspersores e que fosse interrompida duas semanas antes da colheita al m de nenhum fruto ser colhido no ch o Caracteriza o hidropedol gica do solo A caracteriza o do solo da rea objeto de estudo teve por objetivo a compatibiliza o de sua aptid o agr cola com as guas residu rias Segundo Andrade 2002 o solo utilizado no experimento foi classificado segundo o Sistema Brasileiro de Classifica o de Solos como gleissolo h plico no 5 n vel categ rico de classifica o Embrapa CNPS 1999 A descri o morfol gica mostra que nas camadas de 0 30 cm e de 30 60 cm o solo possui material de aterro e apresenta textura m dia Na profundidade de 60 89 cm o solo apresenta textura franco argilosa com presen a de mosqueado A determina o da curva caracter stica de reten o de umidade do solo foi feita utilizando a c mara de press o de Reichards Reichards 1954 pertencente ao laborat rio de f sica do solo da Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecu ria IPA As umidades do solo na base de massa foram obtidas de acordo com os potenciais matriciais de 0 01 0 03
111. de CF no esgoto a tratar NMP 100 ml N densidade de CF no esgoto clorado NMP 100 ml C concentra o de cloro residual mg L t tempo de contato min A garantia de que o tempo de contato foi obedecido dada pela passagem do esgoto a ser clorado num tanque de contato dimensionado de forma a reter o l quido no tempo especificado e com boas caracter sticas de mistura do esgoto e do cloro aplicado Essas particularidades de condi es de mistura e de hidrodin mica do tanque 414 Desinfec o de Efluentes Sanit rios de contato se mostraram fundamentais nos experimentos realizados a ponto de alguns resultados terem sido considerados insatisfat rios por defici ncia nestes dois aspectos A fim de conseguir esses objetivos os seguintes cuidados podem ser recomendados Jord o amp Pessoa 2003 e a solu o de cloro deve ser injetada por meio de um difusor de modo a se obter uma distribui o uniforme ao longo da vaz o afluente de esgoto este difusor na sua forma mais simples pode ser um tubo pl stico perfurado e uma mistura adequada deve ser proporcionada solu o de cloro e ao esgoto esta mistura pode ser conseguida naturalmente por meio de turbul ncia hidr ulica ou por meio de um agitador mec nico neste ltimo caso por um per odo m nimo de 5 a 20 segundos no ponto de aplica o e a pot ncia de agita o no ponto de aplica o ou no tanque de mistura r pida pode ser calculada pelas formula
112. de E coli Para avaliar a efici ncia da desinfec o diante dos oocistos de Cryptosporidium sp e cistos de Giardia sp foi utilizado um reator de duas colunas c em cont nuo onde na primeira coluna ocorria a introdu o do g s oz nio e a segunda era destinada a aumentar o tempo de contato ambas as colunas tinham 1 70 m de altura e 0 10 m de di metro O residual de oz nio foi medido ao longo das duas colunas para determinar o perfil de concentra o do reator e calcular o fator CT concentra o de O residual x tempo O oz nio foi altamente eficiente para a desinfec o de E coli cistos de Giardia e oocistos de Cryptosporidium mesmo em baixas concentra es 4 mg O L mas depende do valor de SST do efluente o valor de CT encontrado foi de 0 283 mg min L estando dentro dos padr es recomendados O efluente ozonizado mostrou aus ncia de toxicidade aguda para Daphnia magna e nenhuma influ ncia na divis o celular de 198 Desinfec o de Efluentes Sanit rios eritr citos de peixes quando aplicado 5 mgO L Para essa dosagem a remo o de ovos de Ascaris lumbricoides foi ineficiente comprovando que os processos f sicos decanta o e filtra o s o os mais indicados para remo o desses ovos j para Trichuris trichiura a remo o foi de 100 Os trabalhos realizados comprovaram a viabilidade t cnica econ mica e ambiental da ozoniza o para o efluente estudado Para a vialiblidade econ mica ressal
113. de aplica o s o baseadas nas taxas de mineraliza o do elemento no solo o elemento completamente recuperado pela vegeta o e ou incorporado biomassa microbiana Por m o uso de taxas abusivas ou o ac mulo do elemento no solo ap s aplica es sucessivas certamente resultam na lixivia o de nitrato para o len ol fre tico 346 Desinfec o de Efluentes Sanit rios A lixivia o de nitrato tem sido considerada fator limitante aplica o de res duos org nicos em solos especialmente aqueles sob condi es de climas tropicais em que a mineraliza o da mat ria org nica r pida e as precipita es podem carre lo a cursos d gua e ao len ol fre tico Remo o natural V rus A adsor o dos v rus no solo depende de sua textura da presen a e da concentra o de c tions dos org nicos sol veis do pH e do tipo de v rus Gerba amp Bitton apud Blanc amp Nasser 1996 A temperatura o teor de umidade o pH e a presen a de outros microrganismos influenciam a sobreviv ncia dos v rus no solo No entanto a temperatura o fator considerado mais importante na persist ncia desse microrganismo no ambiente Nasser et al apud Blanc amp Nasser 1996 Em estudo realizado por Blanc amp Nasser 1996 sobre a adsor o de alguns tipos de v rus v rus da hepatite A poliov rus 1 bacteri fagos MS2 e PRD 1 pela aplica o em dois tipos de solos e em gua pot vel de po o de efluente prov
114. de areia tem por base a NBR13969 1997 e a EPA 1980 adotando os itens de cada uma dessas normas que melhor se adaptem s condi es ambientais e econ micas existentes no Brasil A areia grossa utilizada foi a mais comumente encontrada na regi o de desenvolvimento do projeto sendo cuidadosamente lavada anteriormente coloca o no interior dos filtros para a retirada de qualquer material que pudesse interferir no experimento Os ensaios f sicos dessa areia apresentaram valores de U 3 9 D D 5 e De 0 420 mm D p sendo considerada areia grossa de constru o civil As cargas hidr ulicas de aplica o estudadas neste trabalho s o as de 20 40 60 80 e 100 L m dia Cada uma delas foi aplicada na superf cie de todos os quatro filtros de areia por um per odo de tr s meses As aplica es do efluente foram efetuadas em uma nica etapa frequ ncia de 1 vez dia ou seja todo o volume foi disposto sobre as superf cies dos filtros em um curto intervalo de tempo atrav s das tubula es de alimenta o A Figura 8 8 apresenta o esquema da montagem do sistema 362 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tubula o de distribui o Zea Placa de distribui o Afluente aplicado Leito de areia Profundidade 25 50 75 e 100 cm Camada suporte Pedregulho F Profundidade 10 cm Tubula o de aera o Camada de aera o Pedra britada n mero 3 Profundidade
115. de distribui o d Lo Meio areia 60 a 110 cm Tubo de ventila o Brita Pedregulho Tubo de drenagem Figura 8 15 Esquema para unidade de filtro de areia semi enterrado 380 Desinfec o de Efluentes Sanit rios e Aspectos operacionais A opera o e a manuten o de um filtro de areia s o muito f ceis de ser realizadas devendo se ter aten o aos per odos de aplica o de esgoto e descanso Ap s a utiliza o do filtro por longos per odos pode ocorrer aumento do tempo de reten o do efluente em seu interior Tal fato pode resultar da forma o de uma camada na superf cie do filtro colmata o Quando isso ocorre recomendam se raspagem e remo o do material juntamente com uma pequena camada de areia 2 a 5 cm Essa camada removida dever ser reposta imediatamente com areia limpa com caracter sticas id nticas anteriormente existente Na aplica o dos esgotos recomenda se a inunda o do leito com uma camada de 8 cm de efluente e no m nimo duas dosagens por dia entremeadas por per odos de repouso A distribui o do efluente sobre o leito dever ser feita de forma uniforme evitando a forma o de pontos de maior concentra o de efluente Os per odos de repouso do leito decorrentes da aplica o intermitente dos esgotos devem prover condi es adequadas no interior do filtro permitindo o ingresso de ar atrav s de um tubo de coleta e a manute
116. de projeto de lagoas de matura o em rela o configura o geom trica tempo de deten o e profundidade A Figura 7 5 mostra o fluxograma das lagoas de polimento segundo a concep o inicial lagoa de polimento como uma lagoa facultativa e a concep o mais recente lagoa de polimento como lagoas de matura o REATOR UASB SEGUIDO POR LAGOA DE POLIMENTO Reator VASB JE rec Grade Desare Medidor nador de vaz o Lagoa de polimento facultativa gt 5 i i v P Fase Fase s lida s lida Lodo biol gico Transporte j estabilizado L GA que PRE Disposi o final Desidrata o REATOR UASB SEGUIDO POR LAGOAS DE POLIMENTO EM S RIE Reator Corpo UASB receptor g s Grade Desare Medidor Lagoas de polimento matura o em s rie Tas q i F Y M Fase Fase s lida s lida Ls Li 1 1 Lodo biol gico Transporte j estabilizado LL ERRO an ERA Disposi o final Desidrata o Figura 7 5 Fluxograma t pico de um sistema composto por reator UASB e lagoas de polimento a Concep o inicial lagoas de polimento como lagoa facultativa b Concep o atual lagoa de polimento como lagoa de matura o A Figura 7 6 apresenta uma compara o entre as configura es cl ssicas de lagoas lagoas facultativas ou sistema de lagoas anaer bias seguidas por lagoas facultativas e a recente abordagem de reator UASB seguido por l
117. de radia o foram superiores aos dados fornecidos pelos fabricantes seguindo se um decaimento da emiss o em fun o do tempo de uso Em rela o marca B em aproximadamente 750 horas foram observadas intensidades de radia o inferiores originalmente especificada pelo fabricante Apesar de essas l mpadas apresentarem valor de mercado duas a tr s vezes menor que as outras sua durabilidade e rendimento na emiss o de radia o UV 254 nm se mostraram inadequados lt 120 100 H 02 P 04 W 07 Intensidade de radia o UV mW cm 0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 Tempo de funcionamento h Figura 6 8 Varia o da intensidade de radia o UV em colimador em fun o do tempo de opera o marca Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 235 e Flutua es de voltagem a efici ncia de emiss o de radia o UV das l mpadas de baixa press o e de baixa intensidade de 100 para voltagem pr xima de 120 V A efici ncia decai sensivelmente para voltagens inferiores podendo ser reduzida de 15 se a voltagem cair de 120 V para 100 V A varia o da intensidade de radia o UV ao longo do tempo em um colimador conectado diretamente rede el trica na UFES apresentada pela Figura 6 9 Observam se varia es de intensidade at 25 superiores intensidade m dia do per odo de registro 55 M dia 38 6 mW cm Desv pad 3 2 mW em Intensidade mW cm
118. deten o de 20 minutos Variou se em cada ensaio a dosagem de sulfato de alum nio AI SO 14H 0 cuja solu o foi preparada com concentra o de 4 5 g L alimentando a unidade de coagula o por meio de bomba dosadora Em ensaios de apoio em escala de laborat rio empregando aparelho de Jar Test praticou se a varia o da dosagem de coagulante e do pH de flocula o para avalia o preliminar de seus efeitos Paralelamente foi determinada a produ o de lodo pelos volumes produzidos e pela concentra o de s lidos em suspens o Em segundo lugar desejou se estudar a desinfec o dos efluentes ap s o tratamento f sico qu mico por meio de aplica o de radia o ultravioleta para a avalia o das facilidades trazidas a esse processo em compara o com as aplica es sem remo o pr via de algas Os efluentes do tratamento f sico qu mico foram submetidos a ensaios de desinfec o por radia o UV utilizando sistema com l mpada emersa operando em fluxo cont nuo Foi empregada l mina l quida de 4 cm e tempos de exposi o de 50 e 100 segundos O equipamento possui cerca de 15 x 45 cm de dimens es em planta e uma l mpada germicida Phillipps de baixa press o e de 15 W de pot ncia nominal Figura 6 30 Anteriormente ao uso do sistema de fluxo cont nuo instalado no campo experimental foram realizados testes em laborat rio com reator de l mpadas emersas operando em bateladas O reator possui 6 l mpadas de 15
119. dispositivo de prote o sa de p blica tamb m funciona como monitor sens vel de todo o processo de tratamento de esgoto White 1999 citado em Couracci Filho 2003 Crit rios para escolha do desinfetante Os processos de desinfec o n o s o equivalentes necess rio escolher aqueles mais apropriados devido a condi es particulares caracter sticas e usos da gua ou efluente e tipos de microrganismo a eliminar Para tanto um desinfetante ou processo de desinfec o deve apresentar idealmente as seguintes caracter sticas 170 Desinfec o de Efluentes Sanit rios n o ser t xico para o homem ou qualquer outro animal ser t xico em baixa concentra o para os organismos alvo ser suficientemente sol vel em gua ser eficaz nas condi es de temperatura e pH encontrados no meio l quido ser de custo razo vel em rela o aos volumes de gua ou efluente a desinfetar n o apresentar elevado risco aos operadores permitir f cil medida e controle de sua concentra o Em geral efetua se a desinfec o de efluentes por meio de cloro 80 da desinfec o no mundo por apresentar v rias das caracter sticas anteriormente citadas Entretanto a adi o do cloro pode ocasionar efeitos secund rios indesej veis pois ao reagir com a mat ria org nica pode levar forma o de subst ncias cancer genas THM Al m disso o cloro n o um oxidante suficientemente poderoso para eliminar completamente
120. do que o tempo de contato sendo que em muitos estudos o aumento deste n o levou melhoria significativa na qualidade do esgoto desinfetado Os efluentes apresentaram caracter sticas vari veis ao longo dos dois anos em que foram realizados ensaios sendo que a efici ncia elevada sempre esteve condicionada presen a de cloro residual nos efluentes do tanque de contato A concentra o de nitrog nio amoniacal dos efluentes de lagoas facultativas elevada sendo observados valores vari veis na faixa de 10 a 30 mgN L de forma que a desinfec o deve ser atribu da forma o de cloraminas N o houve forma o de trihalometanos nos testes realizados tendo ocorrido via oxida o qu mica pequena redu o na DBO e na DQO dos esgotos tratados O conjunto de trihalometanos foi investigado durante dois ensaios com elevadas dosagens de cloro e as concentra es obtidas foram muito baixas sempre abaixo de 10 ug L provavelmente devido elevada concentra o de nitrog nio amoniacal nos efluentes e consequente rea o preferencial de forma o de cloraminas Os resultados obtidos mostraram que o processo de desinfec o utilizando hipoclorito de s dio foi eficiente na remo o de colifagos promovendo inativa o da ordem de 78 Detectou se a presen a de Salmonella em apenas uma amostra do efluente final clorado Por m esse resultado foi reflexo da baixa dose aplicada cerca de 2 0 mg L em 15 minutos de contato Observou
121. e a implanta o do filtro de areia s o muito simples quando comparadas a outros m todos Deve se observar que os materiais utilizados na constru o da estrutura onde ser o depositados o leito de areia e a camada de brita devem suportar a agressividade qu mica dos esgotos Normalmente recomenda se o uso de concreto tijolo fibra de vidro refor ada ou PVC H possibilidade de construir o filtro semi enterrado Nesse caso a estrutura em que ele se encontra dever ser imperme vel ao efluente aplicado impedindo sua infiltra o para camadas profundas fato que poderia causar contamina o do aqu fero No que se refere s tubula es elas ter o as seguintes caracter sticas e a tubula o de drenagem instalada na base do leito de areia ser envolvida por uma camada de pedra britada de aproximadamente 0 15 m de espessura e as tubula es distribuidora e receptora dever o ter di metro de 100 mm e serem perfuradas e para facilitar a coleta do efluente o fundo do filtro deve ter declividade entre 0 5 e 1 Para que seja poss vel uma boa distribui o do efluente sobre o leito de areia deve se construir sobre sua superf cie uma placa de distribui o A placa poder ser feita de concreto ou qualquer outro material resistente ao choque do l quido sobre sua parte superior Uma apresenta o esquem tica do filtro de areia mostrada na Figura 8 15 Folga para l mina Tubo de distribui o Placa
122. efici ncia aquele cido foi dosado com oz nio alertando que esta mistura apesar de eficiente para v rus e bact rias seria uma das mais onerosas formas de oxigenar um corpo d gua Ensaios de toxicidade com os efluentes desinfetados pelo cido perac tico revelaram alta toxidez a organismos aqu ticos Daphnia similis Photobacterium phosphorum e Brachydario rerio Muita pesquisa tem se desenvolvido quanto ao uso da gua oxigenada H O como desinfetante de guas e efluentes Este produto precisaria ter alta concentra o para ser eficiente al m de seu custo ser proibitivo quando empregado sozinho Por isto tem se buscado associ lo a outros produtos ou processos para aumentar a efici ncia desinfetante como mostrado adiante em Processos Oxidativos Avan ados AOPs O dicloroisocianurato de s dio tem sido empregado como pastilhas efervescentes para piscinas e desinfec o de hortali as no processamento industrial e em culturas agr colas sendo muito oneroso para tratamento de efluentes O seu uso em solu es cidas libera gases t xicos Dentre os processos f sicos destacam se a filtra o por membranas o ultra som e a radia o gama Ao contr rio da radia o ultravioleta a radia o gama pode penetrar profundamente no meio l quido independente da presen a de s lidos e turbidez A fonte de radia o gama o cobalto 60 O custo do processo radiativo muito alto para competir com outros m todos convenciona
123. efluentes em corpos receptores e in cio da aceita o sociocultural da pr tica de re so agr cola reconhecimento pelos rg os gestores de recursos h dricos do valor intr nseco da pr tica A a o do solo no processo de tratamento para res duos como ocorre na autodepura o dos corpos d gua e nos demais tipos de tratamento compreende processos f sicos qu micos e biol gicos de remo o da carga poluente Esses processos se iniciam imediatamente a partir do lan amento ao solo e prosseguem durante a percola o do res duo O solo mais que um simples meio f sico formado por subst ncias minerais e org nicas cujas formas predominantemente granulares lhe conferem as propriedades caracter sticas como porosidade permeabilidade e textura A depura o dos esgotos pode ser conseguida provocando sua infiltra o e percola o atrav s do solo Nesse caso o solo e os microrganismos tel ricos atuam na remo o da carga poluidora enquanto a vegeta o se existente cumpre a fun o de retirar do solo os nutrientes 340 Desinfec o de Efluentes Sanit rios provenientes dos esgotos evitando concentra es excessivas e inconvenientes desses elementos Reddy et al 1981 De acordo com Bernardes et al 1999 com a aplica o de res duo org nico diminui a densidade do solo aumenta o estado de agrega o das part culas e melhoram as condi es de aera o Os principais mecanismos de transporte de
124. enzimas liberadas pelos microrganismos resulta em CO que volta para atmosfera em gua e minerais facilmente aproveitados pelas plantas pelos organismos do solo e pela biomassa microbiana Os microrganismos existem em grandes quantidades em cerca de um cent metro c bico de terra s o encontrados de 100 a 200 milh es deles Perfazem 0 05 do solo e pesam 1 6 ton ha se considerarmos 3 mil toneladas de terra agr cola por hectare Compensam seu tamanho por seu n mero e rapidez na reprodu o 30 minutos a 2 horas para criar uma nova gera o velocidade de multiplica o depende da esp cie e das condi es do meio em que vivem Lepsch 1980 Primavesi 1982 a Tipos de metabolismo em microrganismos O tipo de metabolismo adotado por microrganismos divide se basicamente em quatro grupos fotolitotr ficos fotorganotr ficos quimiolitotr ficos e quimiorganotr ficos Cardoso 1975 Os fotolitotr ficos possuem metabolismo semelhante s plantas pois utilizam a luz como fonte de energia e a gua como doador de el trons As algas e as cianobact rias que s o clorofiladas adotam esse mecanismo bioqu mico Algumas algas e cianobact rias no entanto s o fotorganotr ficas pois utilizam uma subst ncia org nica como doadora de el trons em vez de gua Esses organismos n o conseguem sobreviver no escuro por longos per odos e vivem desse modo na camada superficial de solos Como representantes da categoria dos quimiol
125. es s o idealizadas o que ocorre na pr tica s o graus intermedi rios de dispers o longitudinal que dependem fundamentalmente da geometria do reator e da velocidade do escoamento Quanto maior a dispers o maior a tend ncia para mistura completa quanto menor maior a tend ncia para o fluxo pistonado Teoricamente os reatores de fluxo de pist o podem ser interpretados como uma s rie infinita de reatores de mistura completa Os graus intermedi rios de dispers o podem ser associados a s ries finitas de reatores de mistura completa Quanto maior o n mero de reatores na s rie maior a tend ncia para o fluxo de pist o e vice versa As equa es que representam esses modelos extremos de reatores idealizados podem ser obtidas por balan o de massa conforme ser visto Tamb m h equa es experimentais para os chamados reatores com carga parcialmente dispersa as quais representam todas as situa es intermedi rias que associam a efici ncia da rea o desejada com o grau de dispers o longitudinal No equacionamento a ser desenvolvido ser observado que para rea es que seguem a cin tica de primeira ordem sob condi es id nticas exceto o formato os reatores do tipo plug flow conduzem a efici ncias mais elevadas levando id ia consolidada de que um tratamento quanto mais compartimentado ou estagiado mais eficiente Sabe se na pr tica que essa interpreta o n o assim t o bvia as diferen as podem n o ser t
126. esgotos sanit rios tratados necess rio considerar que todos os desinfetantes qu micos produzem subprodutos direta ou indiretamente e alguns destes podem gerar riscos sa de p blica Contudo os riscos associados dependem das concentra es e do per odo de ingest o podendo n o afetar indiv duos submetidos a longa exposi o desde que em concentra es dentro das faixas permiss veis Deve se ent o buscar o ponto timo entre as curvas de custo considerados o risco associado aos subprodutos e os custos de aplica o e o benef cio gerados nos v rios processos e n veis de desinfec o a fim de obter a melhor solu o para garantia da seguran a sanit ria Chlorine Institute 1997 A utiliza o do cloro para desinfec o de efluentes de esta es de tratamento de esgotos sanit rios necessita ser revista em face da superior qualidade dos efluentes obtidos modernamente os quais demandam menores dosagens de cloro e por conseguinte apresentam menores riscos ambientais consequentes de seus subprodutos Fundamentos da desinfec o pelo cloro Uma vez em contato com as bact rias presentes no esgoto sanit rio o cloro induz uma s rie de eventos associados atividade da membrana celular como altera o da permeabilidade e modifica os cidos nucl icos causando muta es A inativa o dos v rus ocorre por modifica es nos cidos nucl icos e na envolt ria prot ica O cloro n o apresenta boa efici nc
127. esp cies de vida livre Por isso alguns autores preferem referir se ao grupo como estreptococos do grupo D de Lancefield ant geno comum s bact rias do grupo que em sua classifica o mais recente inclui dois subgrupos Primeiro o dos enterococos pertencentes ao g nero Enterococcus que inclui as esp cies mais estreitamente associadas aos dejetos humanos E avium E casseliflavus E cecorum E durans E faecalis E faecium E gallinarum E hirae E malodoratus E mundtii E solitarius Entretanto essas esp cies tamb m podem ser isoladas em fezes de animais enquanto algumas esp cies e subesp cies s o de vida livre como E casseliflavus E faecalis var liquefaciens e E malodoratus Um segundo grupo que ret m a denomina o gen rica de estreptococos fecais pertencentes ao g nero Streptococcus inclui as esp cies Streptococcus bovis e Streptococcus equinus associadas a dejetos animais Knudtson amp Hartman 1992 Em geral os estreptococos s o mais resistentes que os coliformes c Outras bact rias indicadoras Potencialmente todos os habitantes da flora intestinal humana e animal teriam o papel de indicadores de contamina o Nesse sentido v rias bact rias v m sendo testadas como clostr dios sulfito redutores Clostridium perfringens Pseudomonas acruginosa Bifidobact rias Bacter ides etc Entretanto seja porque suas caracter sticas ambientais s o menos conhecidas porque possam se adaptar
128. especial deve ser dada aos dispositivos de alimenta o e de coleta do efluente dos reatores a fim de minimizar a dispers o longitudinal vide Cap tulo 3 Tipos de processos Uma das classifica es mais usuais para os processos UV tem por base o posicionamento das l mpadas em rela o ao l quido submetido desinfec o Os Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 237 processos em que as l mpadas s o posicionadas fora da l mina l quida s o conhecidos como processos de l mpadas emersas ou de n o contato Ainda nessa categoria h processos com l mpadas externas a tubos transparentes no interior dos quais escoa o l quido Os processos com l mpadas imersas compreendem a utiliza o de l mpadas que podem estar em contato direto ou n o com a corrente l quida Nesse ltimo caso as l mpadas encontram se protegidas por um envolt rio geralmente de quartzo que pouco absorve a radia o UV Outro tipo de classifica o refere se forma de escoamento do l quido que pode ocorrer em canais ou em condutos for ados Resumindo as diferentes op es t cnicas tem se Processos com l mpadas emersas e escoamento hidr ulico em canal e escoamento hidr ulico em conduto for ado Processos com l mpadas imersas e escoamento hidr ulico em canal e escoamento hidr ulico em conduto for ado Processos com l mpadas emersas O tipo mais comum de processo com l mpadas emersas caracterizado pelo escoament
129. esse problema n o verificado em aplica es por batelada 3 Clorador seu funcionamento consiste em for ar a passagem de l quido sob vaz o adequada sobre pastilhas de hipoclorito de c lcio a fim de provocar o desgaste e a dilui o formando a solu o clorada que aplicada no processo O modelo b sico constitu do de um tubo com fendas dentro do qual s o colocadas as pastilhas de hipoclorito de c lcio As fendas permitem a passagem de l quido ao redor das pastilhas levando abras o do material e arrastando part culas do composto que dilu das formar o a solu o clorada Esse tubo com fendas contendo as pastilhas fica inserido em outro tubo de dimens es maiores contendo a entrada do l quido e a sa da de solu o clorada Normalmente o clorador confeccionado em PVC material resistente a o corrosiva de compostos de cloro 4 Controle de dosagem externamente ao clorador h uma v lvula de controle na entrada do dispositivo cuja fun o regular a vaz o de entrada de l quido A vaz o de entrada controla diretamente o desgaste das pastilhas e por consequ ncia a taxa de forma o de solu o clorada Observa se que a forma o de solu o clorada diretamente proporcional rea exposta das pastilhas a qual diminui conforme as mesmas se desgastam obrigando vaz o maior para manter uma taxa constante de solu o clorada e o residual de cloro no processo Se o l quido que desgasta as pastilha
130. estudadas 0 25 e 0 75 m As dimens es das valas s o Cap 8 Disposi o no Solo 383 gera o de di ria de efluente n mero de habitantes x contribui o di ria de efluente habitante 5 x 130 650 L dia rea da vala gera o de di ria de efluente taxa de aplica o 650 40 16 25 m comprimento da vala rea da vala largura da vala 16 25 0 50 32 5 m Assim analisaram se duas situa es Situa o 1 valores apresentados nas colunas pre o unit rio 1 e total 1 da Tabela 8 9 Uso de tubo de distribui o em PVC perfurado com lona de PVC e 1 mm Sistema que utiliza tanque s ptico caixa de distribui o e caixa de gordura em polietileno comercializados em lojas de materiais de constru o Uso de lona impermeabilizante de PVC e 1 mm Situa o 2 valores apresentados nas colunas pre o unit rio 2 e total 2 da Tabela 8 9 Uso de tijolos cer micos de oito furos como utilizou Andrade Neto 1999 em valas de infiltra o ou manilhas cer micas perfuradas o custo em rela o ao tubo de distribui o em PVC pode ser reduzido em aproximadamente 90 Uso da caixa de gordura da caixa de distribui o e do tanque s ptico em solo cimento ou alvenaria o custo pode ser reduzido em aproximadamente 50 em rela o ao polietileno Dispensar o uso da lona impermeabilizante de PVC e 1 mm caso o solo seja argiloso e o len ol fre tico esteja a mais de 3 m de profundidade do fundo das
131. facilidade de opera o e seguran a e elimina o do uso de reagentes e produtos qu micos e baixo tempo de contato e e elimina o dos riscos de forma o de compostos organoclorados Por outro lado as desvantagens principais que praticamente limitam a aplica o a efluentes secund rios ou terci rios e necess rio que o esgoto apresente baixa concentra o de s lidos em suspens o e baixa turbidez Cap 10 An lise Cr tica 417 e os tubos das l mpadas precisam ser periodicamente limpos por acumula o de limo e mat ria graxa e n o se detecta qualquer residual ap s a desinfec o no caso de esgotos esta caracter stica vem a ser at interessante pois o lan amento do efluente tratado sem residual reduz o impacto ao corpo receptor e sua biota e e seualto custo tanto de instala o como de energia dificultando pelo menos por enquanto sua utiliza o em larga escala Nas pesquisas realizadas no mbito do PROSAB verificou se que a intensidade de radia o se reduzia em alguns casos ou em alguns tipos de l mpadas mais rapidamente que o esperado assim como sua vida til nem sempre correspondendo ao informado pelo fabricante Assim recomenda se especial cuidado em rela o qualidade das l mpadas compradas ou especificadas As efici ncias de inativa o de bact rias obtidas nos experimentos do PROSAB est o em geral de acordo com as citadas por Metcalf amp Eddy 2003 para diferentes
132. facultativas e sistema de lagoas anaer bias seguidas por lagoas facultativas Al m dessas lagoas cujo principal objetivo a remo o da mat ria carbon cea h tamb m as lagoas de matura o direcionadas remo o de organismos patog nicos T m se ainda as lagoas de polimento conceitualmente similares s lagoas de matura o mas que recebem essa nomenclatura espec fica por realizarem o polimento de efluentes de esta es de tratamento em particular os reatores anaer bios mais especificamente os reatores tipo UASB Al m da efetiva remo o de organismos patog nicos alcan a se ainda certo polimento na qualidade do efluente em termos de mat ria org nica De maneira geral as lagoas de estabiliza o s o bastante indicadas para regi es de clima quente e pa ses em desenvolvimento pelos seguintes aspectos suficiente disponibilidade de rea em um grande n mero de localidades clima favor vel temperatura e insola o elevadas opera o simples necessidade de poucos ou nenhum equipamento custos de implanta o e opera o adequados Com rela o remo o de organismos patog nicos diversos fatores favor veis atuam simultaneamente e bact rias e v rus temperatura insola o pH competi o organismos predadores compostos t xicos Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 279 e cistos de protozo rios e ovos de helmintos sedimenta o Apresenta se a seguir breve descri o dos principai
133. faixas de valores m dios de d obtidos atrav s da utiliza o das Equa es 7 1 a 7 3 As equa es de Agunwamba e Yanez fornecem resultados similares para lagoas com comprimentos 298 Desinfec o de Efluentes Sanit rios superiores a 100 m A equa o de von Sperling essencialmente uma simplifica o da equa o de Yanez conduzindo a praticamente os mesmos valores Para estimar d pelas Equa es 7 2 e 7 3 necessita se do valor da rela o comprimento largura L B da lagoa O c lculo da rela o L B em uma lagoa com divis rias internas chicanas pode ser aproximado por meio de e Divis rias paralelas largura B LIB E n 1 7 4 e Divis rias paralelas ao comprimento L LIB 041 7 5 em que L B rela o comprimento largura interna resultante na lagoa L comprimento da lagoa m B n largura da lagoa m n mero de divis rias internas c Determina o do coeficiente de decaimento de coliformes K segundo o regime de fluxo disperso O coeficiente de decaimento dos coliformes K tem grande influ ncia na estimativa da concentra o efluente de coliformes A literatura apresenta grande dispers o de dados a este respeito com o complicador adicional de que os diferentes valores de K foram obtidos assumindo se distintos regimes hidr ulicos nem sempre relatados Al m disso tem se a influ ncia de fatores tais como concentra o de oxig nio dissolvido pH radia o solar cargas de DB
134. faixas de dose aplicadas resumidas na Tabela 10 4 Tabela 10 4 Doses de radia o UV para diferentes tipos de microrganismos e diversos graus de inativa o mJ cm Microrgan Inat 1 log Inat 2 log Inat 3 log Inat 4 log Bact rias 30 60 60 80 80 1 Protozo rios 5 10 10 15 15 25 V rus 20 30 50 60 70 90 1 mJ cm 1 mWs cm Oz nio O oz nio um poderoso agente oxidante muito efetivo na destrui o de bact rias protozo rios v rus e outros parasitas dispondo de poder desinfetante cerca de 10 vezes superior ao do cloro N o obstante tamb m muito efetivo na oxida o da mat ria org nica o que praticamente requer maior dosagem de aplica o no caso de esgoto apenas parcialmente tratado Al m da mat ria org nica sua efici ncia pode variar tamb m com a temperatura a turbidez e o pH A desinfec o com oz nio tem sido pr tica comum em tratamento de gua em v rios pa ses da Europa Para desinfec o de esgotos tratados no entanto s recomendado para efluentes tratados pelo menos em n vel secund rio As vantagens da ozoniza o s o praticamente as mesmas da aplica o de ultravioleta al m de reduzir bem a cor J as desvantagens principais s o 418 Desinfec o de Efluentes Sanit rios e anecessidade de um esgoto de baix ssima concentra o de mat ria org nica visando a reduzir a demanda de oz nio e alimita o da ozon
135. fase l quida 4 Para a vaz o de g s determinada no item anterior calcular a velocidade do g s a velocidade da fase l quida estimar KI coeficiente global de transfer ncia de massa da fase gasosa para a fase l quida e medir ou estimar Kd coeficiente de decaimento do oz nio na fase l quida 5 Aplicar um modelo para gerar os perfis de concentra o em cada tipo de trecho 206 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Calcular o fator CT de cada trecho pela integra o dos perfis gerados no tempo A soma dos fatores CT por trecho fornece o fator CT total do reator Fixar a taxa de elimina o desejada de um organismo alvo sob as condi es de temperatura e pH na fase l quida Levantar na literatura o fator CT necess rio para eliminar o organismo alvo sob as condi es de temperatura e pH da fase l quida esse valor denominado CT requerido Caso o CT requerido seja maior que o CT total do reator preciso aumentar a vaz o de g s para aumentar a concentra o de O aplicada na fase l quida Feito isso retorna se ao passo 3 e reinicia se o processo at o fator CT total do reator atingir no m nimo o mesmo valor do CT requerido Caso o fator CT total do reator seja muito maior que o CT requerido baixa se a vaz o de g s e retorna se ao passo 3 reiniciando o processo at obter a converg ncia entre o CT dispon vel e o CT total do reator Exemplo simplificado para estimar as dimens es da unidade de conta
136. field in the disinfection of water and waste In WEF SPECIALTY CONFERENCE Washington 2000 RIBEIRO L E E R Avalia o do comportamento da Daphnia magna e Vibrio fischeri em efluentes dom sticos desinfetados com di xido de cloro CIO In SIMP SIO TTALO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANIT RIA E AMBIENTAL 6 Vit ria 2002 Anais Rio de Janeiro ABES 2003 7 p RICHARDON S D THRUSTON Jr COLLETTE T W Multispectral identification of CIO disinfection byproducts in drinking water Environ Sci Technol v 28 p 592 599 1994 SCHIFINO L DE LUCA S J Tilapia toxicity due to unchlorinated chlorinated and dechlorinated biologically treated effluents CNPQ FINEP CEF 15 p Res Report SNOEYINK V L JENKINS D Water chemistry John Wiley amp Sons 1980 USEPA United States Environmental Protection Agency Municipal wastewater desinfection design manual Cincinnati 1986 247 p EPA 625 1 86 021 Alternative disinfectants and oxidants guidance manual 1999 Controlling disinfection by products and microbial contaminants in drinking water Washington Usepa 2001 WEF Water Environmental Federation Wastewater disinfection manual of pratice FD 10 Alexandria WEF 1996 WHITE C Handbook of chlorination and alternative disinfectants 4th ed New York John Wiley amp Sons Inc 1999 Cap tulo 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o Fl vio Rubens La
137. filtra o ou trincheira filtrante M todos de m dia escala e filtros de areia e wetland M todos de larga escala e escoamento superficial e irriga o de baixa e alta carga hidr ulica e infiltra o percola o ou bacias de infiltra o O sucesso de planos de re so depende da maneira e da profundidade com que as a es e as atitudes seguintes forem efetivamente implementadas e crit rios adotados para avaliar as alternativas de re so propostas e escolha de estrat gias de uso nico ou uso m ltiplo dos esgotos e provis es gerenciais e organizacionais estabelecidas para administrar os esgotos e para selecionar e implementar o plano de re so import ncia dada s considera es de sa de p blica e os riscos correspondentes n vel de aprecia o da possibilidade de estabelecimento de um recurso florestal por interm dio de irriga o com os esgotos dispon veis A ado o de uma mistura de estrat gias para o uso dos esgotos traz a vantagem de permitir maior flexibilidade maior seguran a econ mica e melhor efici ncia do uso dos esgotos dispon veis ao longo do ano enquanto a estrat gia de uso nico pode levar a sobras sazonais que normalmente s o condenadas disposi o improdutiva Cap 8 Disposi o no Solo 375 Vala de filtra o a Descri o Seu funcionamento se baseia na aplica o de efluentes em um leito de areia onde ocorrem naturalmente processos f sicos qu micos e
138. foi usado pela primeira vez em Esta es de Tratamento de gua na Holanda 1897 Marius Paul Otto criou a primeira companhia especializada na constru o e na instala o de equipamentos de ozoniza o para tratamento de gua Compagnie Proven ale de L Ozone 1898 Utiliza o de oz nio em ETA em Paris 1901 Utiliza o de oz nio em ETA na Alemanha 1903 Utiliza o de oz nio em ETA em Nova York 1936 Havia cerca de 100 ETAs usando oz nio na Fran a e aproximadamente 40 em outras partes do mundo 1960 Pela primeira vez foram explorados os efeitos do oz nio no processo de coagula o Observa es na Esc cia e na Fran a constataram que em algumas c maras a gua sofria coagula o espont nea em contato com oz nio 1964 a 1967 Sistemas de tratamento de gua foram constru dos na Fran a na Su a e na Alemanha explorando as facilidades do oz nio como auxiliar da coagula o flocula o 1983 O oz nio passou a ser usado no Brasil como alternativa aos m todos convencionais de pr clora o e pr aera o no tratamento de guas superficiais 1985 O setor industrial brasileiro iniciou o uso do oz nio com a aquisi o de equipamentos e procedimentos laboratoriais 1990 Cerca de 40 sistemas de tratamento de gua nos Estados Unidos usavam oz nio e 20 novos estavam sendo constru dos e projetados Aspectos te ricos fundamentais Qu mica e rea es do oz nio O
139. forma de estrela com 5 ou 6 bra os H sete sorotipos de astrov rus humanos identificados sendo o sorotipo 1 o mais frequentemente associado doen a humana Os astrov rus t m sido considerados importantes agentes de gastroenterite em crian as normalmente menores de 2 anos e t m sido associados a surtos em institui es geri tricas A doen a causada pelos astrov rus tem dura o curta 2 a 4 dias e per odo de incuba o variando de 24 a 36 horas Os sintomas incluem al m de diarr ia v mito febre dor abdominal e anorexia sendo dif cil a diferencia o cl nica entre as astroviroses e as rotaviroses embora esta ltima seja normalmente mais grave Diferentemente do v rus Norwalk os astrov rus s o eliminados em grande quantidade nas fezes de pacientes com diarr ia Estima se que a infec o por astrov rus seja menos frequente que a pelo rotav rus 6 vezes menos e que a pelo adenov rus 2 vezes menos O principal mecanismo de transmiss o dos astrov rus do tipo fecal oral entre pessoas mecanismo m o boca e por meio de f mites entretanto surtos relacionados ingest o de gua e alimentos contaminados j foram relatados Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 47 Os astrov rus s o capazes de infectar v rias esp cies animais por m n o h evid ncias de transmiss o dos sorotipos animais para os seres humanos f Fam lia Parvoviridae V rus do tipo parvov
140. incineradores de v rias ETEs norte americanas Esse coment rio refor a a id ia de que al m da patogenicidade outros aspectos do uso de efluentes ou de lodo devem ser considerados Breve hist rico At algumas d cadas atr s a grande disponibilidade de guas subterr neas e superficiais e a capacidade natural de depura o do ambiente dissimulavam os efeitos do lan amento direto de dejetos e res duos da atividade humana Entretanto a crescente deteriora o das fontes de abastecimento de gua tem provocado escassez de recursos h dricos para consumo humano diminui o da qualidade de vida e necessidade de aprimorar tecnologia de tratamento de gua Historicamente o assunto da aplica o de efluentes no solo vem sendo tratado e dentre as solu es para os excessos de res duos org nicos as mais eficientes incluem algum tipo de tratamento inicial seguido de disposi o no solo Os principais m todos de tratamento dos dejetos baseiam se na coleta e na reserva o de milh es de litros de res duos em lagoas de tratamento por processos aer bios e ou anaer bios com subsequente distribui o em terras destinadas agricultura O tratamento ou a reserva alteram o ambiente para os organismos invasores pois a maioria dos pat genos Cap 8 Disposi o no Solo 339 considerada m competidora fora dos hospedeiros assim caso n o ocorra sua destrui o a multiplica o geralmente inibida Elliott amp El
141. intestino delgado reprodu o por divis o bin ria novos trofozo tos e encistamento intestino grosso excre o de cistos e trofozo tos gt ambiente gua alimentos reduzida sobreviv ncia cistos lt 2 semanas hospedeiro humano ingest o de cistos Giard ase uma das parasitoses de maior incid ncia em todo o mundo Nos chamados pa ses desenvolvidos onde a incid ncia de helmintoses mais rara e os servi os de vigil ncia epidemiol gica mais bem estruturados a Giardia apresenta se como o parasita mais frequentemente isolado Em contrapartida e somado ao fato de que muitas vezes os sintomas da doen a s o brandos muito provavelmente nos pa ses em desenvolvimento a preval ncia e a incid ncia de giard ase s o subestimadas O ciclo cisto ingerido trofozo to cistos no organismo do hospedeiro bastante similar ao da E hystolitica O trofozo to apresenta cerca de 9 21 x 6 12 um binucleado e apresenta quatro pares de flagelos utilizados para locomo o os cistos s o ovais ou elips ides com dimens es m dias de 14 16 x 6 12 um sendo que as fases maduras e infectantes podem ser bi ou quadrinucleadas e com uma parede celular espessa e resistente Figuras 2 7 e 2 8 Um indiv duo infectado pode eliminar at 10 cistos g de fezes Apesar dessa quantidade ser comparativamente menor que quela excretada por um indiv duo infectado por E histolytica o fato de apenas uma prop
142. j que um pa s de clima quente e disp e de sol forte em quase todas as esta es do ano Al m da varia o anual da intensidade luminosa tamb m ocorre varia o di ria Quando o c u fica encoberto ou parcialmente encoberto por nuvens a intensidade dos raios UV diminui provavelmente diminuindo tamb m o efeito bactericida Essa intensidade deve variar na superf cie do solo que recebeu cobertura vegetal Se a rea irrigada com efluente sanit rio para uma cultura sofrer diferentes graus de intensidade luminosa durante o per odo de plantio colheita efetivamente a sobreviv ncia dos microrganismos ser afetada Ao contr rio de outros desinfetantes com a o qu mica a radia o ultravioleta atua fisicamente atingindo principalmente os cidos nucl icos dos microrganismos desestabilizando os S o formados d meros de timina que prejudicam a replica o de DNA e o sistema de repara o do mesmo promovendo muta es Os raios UV tamb m induzem rea es fotoqu micas na mat ria org nica natural aumentando a 350 Desinfec o de Efluentes Sanit rios concentra o de super xidos 02 per xido de hidrog nio H O e radicais hidroxila OH Eles podem causar danos aos microrganismos pelos componentes da oxida o celular Oates et al 2003 A absorb ncia dos raios solares tamb m aumenta a temperatura do meio Temperaturas maiores do que a m xima suportada para a sobreviv ncia dos microrganismos impedem
143. loco A vaz o m dia de projeto para 2 000 pessoas de 3 8 L s j considerada a infiltra o na rede O pico de vaz o de 6 8 L s A concentra o m dia de SS da ETE de 35 mg L com valor m ximo de 100 mg L A DBO m dia de sa da de 28 mg L com teor m ximo de 65 mg L A densidade de coliformes fecais tem valor m dio de 5 2 x 10 NMP 100 ml e pico de 4 4 x 107 NMP 100 ml Deve se recordar que as resolu es do Conama demandam atender aos padr es de emiss o e ambientais pelos valores m ximos permitidos picos em qualquer poca Cap 9 Outros Processos de Desinfec o 397 Solu o a Dosagem de desinfetante Uma dosagem de 8 mg L garantiria at 4 unidades log de remo o de coliformes fecais estabelecida em esta o piloto permitindo atingir o padr o de 3 0 x 10 NMP 100 ml No entanto para o padr o americano de 200 NMP 100 ml uma dose de 15 mg L seria necess ria para garantia de 100 de atendimento Em ambas as dosagens os residuais do on ferrato VI ser o muito baixos diferentemente da clora o que nestas doses precisaria de declora o para atingir o padr o de prote o ambiental brasileiro da Conama 20 b Volume do tanque O tempo de deten o hidr ulico ser de 30 min para a vaz o m dia e de 15 min para a vaz o de pico Portanto o volume do tanque na vaz o m dia ser de 6 84 m na vaz o de pico ser de 6 12 m Ser adotado este ltimo valor c Dimens es do tanqu
144. matura o polimento Coliformes 1 2 log 1 2 log 3 6 log 3 6 log 3 6 log Bact rias y Datop nicas 1 2 log 1 2 log 3 6 log 3 6 log 3 6 log V rus lt 1 log l log 2 4 log 2 4 log 2 4 log Gastos de 100 100 100 100 100 protozo rios Ovos de helmintos 100 100 100 100 100 log 90 2 log 99 3 log 99 9 6 log 99 9999 Tabela 7 2 Faixas de efici ncias de remo o de constituintes f sico qu micos em lagoas de estabiliza o Efici ncia t pica de remo o 7 Lacoas Liron Lagoas Reator Par metro Lagoa 80a 50 anaer bia UASB anaer bia facultativa 3 facultativa f a facultativa lagoa de facultativa matura o gt matura o polimento DBO 75 85 75 85 80 85 80 85 80 85 DQO 65 80 65 80 70 83 70 83 70 83 SS 70 80 70 80 70 80 70 80 70 80 Am nia lt 50 lt 50 40 80 40 80 40 80 Nitrog nio lt 60 lt 60 40 65 40 70 40 70 F sforo lt 35 lt 35 gt 40 gt 40 gt 40 288 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 7 3 Disposi o utiliza o do efluente tratado em lagoas de estabiliza o Utiliza o poss vel do efluente Lagoas Lagoas Lagoas Reator Lagoa anaer facult anaer UASB facult facult lagoa de facult matur matur polim Par metro Lan amento em corpos d gua Lan amento em rio v v v v v Lan a
145. mesma maneira ap s um tempo equivalente rela o entre seu volume e a vaz o Em um reator de mistura completa se um tra ador for injetado na entrada sua concentra o sa da ser inicialmente igual massa total dividida pelo volume do reator e depois decrescer exponencialmente Os dois m todos mais comuns de inje o Cap 3 Cin tica e Hidr ulica dos Processos de Desinfec o 95 de tra adores s o a adi o em pulso pontual e a alimenta o escalonada cont nua Na Figura 3 1 mostram se as respostas t picas dos reatores adi o de tra adores a Reatores de fluxo de pist o gt Inje o cont nua Concentra o do tra ador VV Vrvrr vv Y Inje o de pulso Concentra o do tra ador b Reatores de mistura completa gt Inje o cont nua Concentra o do tra ador Inje o de pulso Concentra o do tra ador t 0 Figura 3 1 gt t Concentra o do tra ador Concentra o do tra ador Concentra o do tra ador Concentra o do tra ador completa b inje o de tra adores gt Sa da VV Sa da gt t t 0 t A Sa da gt t 0 tm A Sa da 0 as i Respostas dos reatores de fluxo de pist o a e respostas dos reatores de mistura 96 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Como ambas as situa
146. min L para CIO e O Microrganismos CIO O E coli 0 4 0 75 0 002 P lio 1 0 2 6 7 0 1 0 2 Rotav rus 0 2 2 1 0 006 0 06 Cistos de Giardia lamblia 0 5 0 6 Cistos de Giardia muris 7 2 18 5 1 8 2 N gruberi NEG 15 47 4 23 Fonte Adaptado de Langlais et al 1991 Observa o O fator CT muito influenciado pela temperatura assim por exemplo o valor de CT em rela o ao oz nio para N gruberi NEG a 25 C de apenas 1 29 em vez de 4 23 como mostra a tabela Outro ponto que n o foi considerado o n mero de unidades logar tmicas removidas para cada microrganismo Princ pios de toxicologia aplicados desinfec o Os processos de desinfec o de esgotos sanit rios fatalmente acabam por introduzir nos ecossistemas aqu ticos subprodutos potencialmente danosos biota Esse fato especialmente v lido para os processos que empregam agentes oxidantes como o cloro o di xido de cloro e o oz nio A presen a dessas subst ncias sempre representa um risco aos seres vivos n o existindo praticamente o que poderia se chamar de risco zero ou seja 100 de seguran a quando ocorre exposi o a essas subst ncias O risco que um agente qu mico imp e ao ambiente aqu tico avaliado pelo julgamento cient fico da probabilidade dos danos que suas concentra es ambientais conhecidas Cap 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o 191 ou estima
147. mites ou do consumo de alimentos contaminados manipulados sem higiene adequada pelo infectado Todos esses mecanismos pressup em a exist ncia pr xima do hospedeiro infectado e do suscet vel Quando a transmiss o n o envolve contato entre pessoas a infec o se d por um ve culo normalmente gua ou alimento contaminado nesse caso o hospedeiro infectado n o est pr ximo do hospedeiro suscet vel 34 Desinfec o de Efluentes Sanit rios b Salmonella spp H mais de 2 000 tipos sorol gicos sorotipos ou sorovares agrupados segundo a composi o antig nica das salmonelas em rela o a seus ant genos O som tico Vi capsular e H flagelar todos potencialmente patog nicos a humanos e animais A maioria n o esp cie espec fica embora algumas demonstrem afinidades por exemplo S dublin com bovinos e S gallinarum com frangos S typhi e S paratyphi s o exclusiva e primariamente patog nicas aos seres humanos V rias esp cies s o pat genos prim rios dos mais diversos animais su nos bovinos aves p ssaros r pteis etc e reservat rios de infec o humana Uma das esp cies de mais frequente isolamento a S typhimurium Salmonelas s o de relativa facilidade de diferencia o de outras bact rias da fam lia Enterobacteriaceae por meio de testes bioqu micos por exemplo distinguem se da E coli por n o fermentar a lactose Usualmente a confirma o realizada com testes sorol gi
148. modelo cin tico para inativa o de E coli em reator UV operando em escala real com efluente terci rio Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta em batelada e em escala real Tabela 6 10 S ntese dos resultados obtidos para ensaios cin ticos com coliformes fecais e E coli Di Unde Coliformes fecais E coli Batelada Real Batelada Real K cm m 0 380 0 234 0 427 0 209 N NMP 100 ml 2 3 E 04 4 2 E 04 2 77 E 03 92E 03 No NMP 100 ml 2 2 E 06 1 5 E 06 5 6 E 06 1 1 E 06 R 0 696 0 962 0 724 0 485 C Pearson 0 845 0 981 0 851 0 697 Dose observ mJ cm 45 gt 80 45 gt 80 Dose estim mJ cm 200 175 22 50 253 Tabela 6 11 Compara o de caracter sticas t picas de desinfec o UV em escala real Efluente SST mg L Transm Dose mJ cm Local Ref Secund rio 20 40 30 Gr cia Andreadakis et al 1999 Secund rio 10 60 32 Espanha Moreno et al 1997 Secund rio 6 60 50 Fran a Janex et al 1998 Secund rio 50 8 55 M xico Jim nez et al 1999 Secund rio 26 41 59 UFES Pesquisa UFES Terci rio 16 39 21 UFES Pesquisa UFES Terci rio 2 78 50 Fados Kuo et al 1997 Unidos Estados Edge Terci rio 4 76 25 Unidos Oppenheimer et al 1997 Terci rio 23 53 170 Estados Braustein et al 1996 unidos 1 Dose efetiva para atingir o padr o OMS de 1000NMP 100m
149. na faixa de 0 15 a 1 bar sendo a press o total aplicada no m dulo na faixa de 0 7 a 2 bar A import ncia da concentra o na alimenta o reside no fato de que sua varia o afetar a viscosidade a massa espec fica e a difusividade da solu o de alimenta o No caso espec fico de separa o de microrganismos a concentra o m xima toler vel pode atingir valores de at 50 000 mg SSV L 2 A temperatura afeta o fluxo tanto na regi o onde controlado pela press o como na regi o onde este controlado pela transfer ncia de massa Na regi o controlada pela press o seu efeito ocorre na massa espec fica e na viscosidade da solu o Em termos pr ticos um aumento de 30 C para 45 C na temperatura provocar um aumento de 100 no fluxo A agita o e a mistura do fluido pr ximo superf cie da membrana promove limpeza do soluto acumulado reduzindo a espessura da camada limite e aumentando o coeficiente de transfer ncia da massa A modalidade de filtra o em fluxo cruzado oferece a vantagem de permitir longos intervalos entre limpeza baseado neste efeito A Tabela 9 5 apresenta a faixa usual dos par metros empregados no pr dimensionamento de unidades de micro e ultrafiltra o Tabela 9 5 Par metros t picos de anteprojeto de unidades de micro e ultrafiltra o Par metros Faixa de valores Fluxo L h m 80 200 Velocidade fluxo cruzado m s 0 3 Recupera o de permead
150. negligenciando termos difusionais Levando em conta apenas o tamanho dos poros pode se considerar que v rus n o teriam possibilidade de penetrar em membranas de ultrafiltra o Estudos desenvolvidos por Urase et al 1994 observaram que a passagem de v rus atrav s de membranas delgadas de ultrafiltra o se deu provavelmente pela ocorr ncia de certa fra o de poros com tamanho superior ao indicado pelo fabricante das membranas Resultados obtidos por Otaki et al 1998 referentes ao desempenho de unidades piloto de UF e NF para separa o de colifagos e poliov rus indicaram que apesar de os organismos estudados terem tamanhos similares a remo o dos fagos foi inferior 404 Desinfec o de Efluentes Sanit rios obtida para poliov rus evidenciando diferentes capacidades de rejei o de uma mesma membrana A remo o de coliformes fecais CF em membranas Scimat instaladas num reator de lodos ativados tratando esgoto sanit rio e operadas na modalidade de filtra o em fluxo cruzado foi avaliada por Till et al 1998 A membrana com tamanho de poro de 0 45 um apresentou efici ncia elevada no tratamento de efluente prim rio e secund rio 4 5 unid log compar vel a outras membranas comerciais Memcor Stork e Renovexx Efici ncias n o satisfat rias foram obtidas para a porosidade de 1 2 um 1 3 unid log o que demonstra a import ncia do tamanho dos poros no processo de separa o de microrganismos A Tab
151. no efluente da primeira lagoa da s rie ou da lagoa nica e no efluente final dos sistemas monitorados O gr fico do efluente da primeira lagoa Lagoa 1 foi apresentado no sentido de demonstrar que j na primeira ou eventualmente nica lagoa da s rie as concentra es de ovos s o em sua maioria pr ximas a zero Apenas algumas amostras s o superiores a zero ou a 1 ovo L o qual o limite m ximo para m dia aritm tica dos ovos segundo as diretrizes da OMS para irriga o restrita e irrestrita Vale ressaltar novamente que dada a grande variabilidade dos dados as m dias aritm ticas n o d o boa representa o da tend ncia central dos dados pois poucos ou nicos valores elevados excepcionais tendem a elevar sobremaneira o valor da m dia aritm tica Observa se que as medianas dos valores s o sistematicamente iguais a zero em todos os sistemas a partir da Lagoa 1 M dias geom tricas n o podem ser calculadas pois a exist ncia de um nico eventual valor nulo na s rie de dados conduz a uma m dia geom trica automaticamente nula A Tabela 7 18 apresenta as estat sticas descritivas das concentra es de ovos de helmintos no efluente final dos sistemas analisados ovo L Observa se que quase todos os sistemas exce o de um cumprem com folga os requisitos da OMS para irriga o restrita e irrestrita no quesito ovos de helmintos O nico sistema que apresentou ovos no efluente com m dia aritm tica
152. o S o dois os principais mecanismos de recupera o dos microrganismos irradiados com ultravioleta e Revers o das altera es produzidas pela radia o ultravioleta fotorreativa o A recupera o obtida por meio de recupera es fotoenzim ticas que monomerizam in situ os d meros de piridina pela a o de enzima na presen a de radia o de comprimento de onda de 300 a 500 nm e Substitui o dos nucleot dios lesados pela radia o ultravioleta recupera o no escuro substitui o pode ser feita por meio de remo o da parte lesada e de uma sequ ncia de nucleot dios adjacentes com posterior ress ntese da sequ ncia original de nucleot dios Esse processo se denomina recupera o por excis o ress ntese e feito na aus ncia de luz 230 Desinfec o de Efluentes Sanit rios A fotorreativa o de certa forma aumenta a resist ncia radia o ultravioleta Esse fato particularmente importante em situa es em que o efluente desinfetado lan ado em sistemas receptores abertos como rios e lagos luz solar incide nesses sistemas podendo reativar uma significante parcela dos microrganismos inativados Em doses elevadas a quantidade de d meros maior que a capacidade de recupera o do microrganismo n o havendo tempo para reverter todas as altera es antes que inicie a duplica o da c lula Considerando os fatores ambientais que influenciam a fotorreativa o esta deve
153. o proporcional concentra o de oz nio da gua analisada Concentra o de oz nio no g s A concentra o de oz nio no g s medida principalmente pelo m todo iodom trico manual bem como pelo m todo de espectrometria UV diretamente sobre o fluxo gasoso No m todo iodom trico a concentra o de oz nio no g s avaliada por titula o com tiossulfato de s dio de uma solu o de iodeto de pot ssio na qual o g s borbulhado em tempo predeterminado A efici ncia de transfer ncia definida pela diferen a entre a concentra o de oz nio no g s gerado pelo ozonizador feed gas e a concentra o de oz nio no g s excedente off gas conforme a Equa o 5 3 Cap 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o 185 0 feed gas O off gas 0 feed gas Efici ncia E 5 3 A concentra o de oz nio transferida determinada conforme a Equa o 4 Ex 0 feed gasxQg Qef O transferido 4 Sendo E efici ncia de transfer ncia decimal O feed gas O off gas concentra o de oz nio na sa da da coluna mg L Qg vaz o do g s oz nio L h Qef vaz o de efluente L h concentra o de oz nio gerada pelo ozonizador mg L Considera es sobre a hidr ulica dos reatores e o fator CT O tipo de fluxo a ser adotado fluxo pist o ou mistura completa depende do objetivo do processo de ozoniza o Assim se o objetivo pr
154. o A manuten o de documenta o completa e atualizada das tarefas e das an lises efetuadas de fundamental import ncia para garantir que as tarefas as frequ ncias e os procedimentos sejam registrados possibilitando verificar as tend ncias hist ricas e as compara es entre distintos per odos de opera o Outros aspectos relevantes Um inconveniente da desinfec o com cloro e seus compostos a produ o de subprodutos prejudiciais sa de humana As duas maiores classes de subprodutos oriundos da clora o s o os trihalometanos e os cidos haloac ticos ambos com potencial carcinog nico reconhecido Dentre os fatores que interferem na produ o desses subprodutos est o o pH a temperatura a concentra o do desinfetante o brometo o nitrato e a concentra o de nitrog nio amoniacal e de carbono org nico Subprodutos Uma das tecnologias alternativas utilizadas para a desinfec o de efluentes tratados a gera o eletroqu mica de hipoclorito de s dio a partir de cloreto de s dio No entanto devido aos subprodutos gerados pela combina o do cloro com 144 Desinfec o de Efluentes Sanit rios outras subst ncias presentes nos efluentes podem ser formados subprodutos como os trihalometanos os cidos haloac ticos os fen is clorados e outros arom ticos clorados que s o potencialmente cancer genos mutag nicos e que podem ser bioacumulados nas cadeias tr ficas De Luca 2001 As figuras
155. o com gua limpa em solo enriquecido com nutrientes conforme os resultados anal ticos e recomenda o do Boletim T cnico do IAC O terceiro consta da irriga o com gua limpa em solo natural sem que haja aduba o portanto cen rio branco Para cada cen rio h tr s parcelas nas quais foram aplicadas l minas h dricas Hi diferenciadas de irriga o correspondentes s profundidades de irriga o de 20 cm 40 cm e 60 cm A profundidade de irriga o corresponde profundidade do perfil do solo que se deseja irrigar Tais valores foram escolhidos em fun o do cultivo que no caso do milho se recomenda a profundidade de irriga o de 40 cm Vieira 1999 A partir desse valor foi escolhida uma profundidade mais conservadora 20 cm e outra menos 60 em O conjunto dos tr s cen rios com as tr s parcelas definem a composi o de um bloco Sendo assim foi implantado um sistema composto por tr s blocos para compor o crit rio da repetibilidade e ser analisado estatisticamente Cada parcela tem 4 Cap 8 Disposi o no Solo 357 sulcos rasos de 4 m de comprimento cada no meio de cada parcela instalaram se tr s coletores de drenagem livre a 25 50 e 75 cm de profundidade Ap s a instala o dos coletores executou se o plantio de milho O estudo foi desenvolvido para quatro safras em per odos de estiagem e chuvas A cultura implantada foi o milho AG 405 Na regi o prevalece o latossolo vermelho amarelo cuja
156. o de esgotos sanit rios Preparado a partir dos esfor os de pesquisas desenvolvidas durante 3 anos por equipes das diversas institui es que participaram da Rede Tem tica 2 no mbito do Edital 3 do PROSAB seu conte do reflete o estado da arte da desinfec o dos esgotos sendo portanto obra de refer ncia n o s para os t cnicos que projetam constroem e operam sistemas de esgotamento sanit rio mas tamb m para os que militam em rg os ambientais e de sa de e para professores e estudantes com interesse em saneamento A qualidade t cnica e a abrang ncia desta publica o refletem mais uma vez o qu o acertada foi a op o do PROSAB pelos processos participativos que se materializaram na constitui o das redes cooperativas de pesquisas em torno de temas previamente selecionados Resulta assim sinergia elevada que permite com investi mentos relativamente pequenos maximizar tanto os resultados diretos das pesquisas conduzidas como os indiretos de forma o e qualifica o dos pesquisadores e de constitui o de redes laboratoriais nas universidades e institui es de pesquisa do Pa s equipadas para investigar temas de interesse do saneamento XVI Desinfec o de Efluentes Sanit rios O Brasil n o pode adiar mais seu compromisso com a universaliza o do saneamento nas cidades e no campo Os desafios a nossa frente incluem a institucionaliza o da Pol tica Nacional de Saneamento Ambiental a moderniza o institu
157. o do risco ao meio ambiente devido presen a de agentes t xicos presentes em efluentes l quidos controle pelo conhecimento das concentra es de agentes t xicos e controle do efluente como um todo Cetesb 1992 O controle por determina o das concentra es dos subprodutos para o caso do oz nio implica todas as dificuldades citadas anteriormente O controle do efluente como um todo tem por base o conhecimento das concentra es ambientais do efluente ou seja de uma mistura complexa de componentes e da toxicidade dessa mistura Toxicidade entendida como propriedade inerente ao agente qu mico que produz efeitos danosos a um organismo quando este exposto durante um certo tempo a determinadas concentra es Cairns amp Dickson 1980 Segundo essa abordagem a enorme gama de fatores e intera es em misturas complexas pode ser reduzida a uma nica vari vel ou seja toxicidade da mistura Caso sejam conhecidas a toxicidade e as concentra es ambientais da mistura isto do efluente pode se realizar uma avalia o do risco que o lan amento do efluente representa para a biota aqu tica No entanto essa abordagem tamb m apresenta algumas limita es a saber n o poss vel determinar a causa espec fica da toxicidade o resultado espec fico para uma dada situa o e h algumas dificuldades inerentes ao m todo de determina o da vari vel toxicidade Testes de toxicidade Os testes de toxicidade consist
158. o grandes quanto as esperadas teoricamente No caso de reatores para o tratamento biol gico de esgotos por exemplo o regime de escoamento pode influenciar na configura o do ecossistema Al m disso os reatores de mistura completa assimilam melhor as cargas de choque distribuindo as por toda a massa l quida e n o permitindo a propaga o sob a forma de onda Portanto a defini o das caracter sticas hidr ulicas dos reatores de fundamental import ncia para a otimiza o dos processos que neles ocorrem Particularmente para os reatores destinados desinfec o de esgotos tal influ ncia pode ser considerada decisiva Exemplos de aplica o O grupo da Universidade Federal de Minas Gerais participante do PROSAB estudou a aplicabilidade de um fotorreator simplificado de radia o ultravioleta na inativa o de coliformes totais e Escherichia coli O fotorreator com volume de 20 7 L foi confeccionado com tubo de PVC de 200 mm de di metro Os testes hidrodin micos foram realizados pelo Centro de Desenvolvimento de Tecnologia Nuclear CDT N Foi utilizada a t cnica CFD Computational Fluid Dynamics que emprega tecnologia computacional aliada ao uso de radiotra adores para determinar a din mica de fluxos e detectar zonas mortas e curtos circuitos no fotorreator O tra ador utilizado foi o tecn cio por apresentar energia adequada para realiza o do experimento e meia vida curta Os testes hidrodin micos realizados mostr
159. ocorra algum contato com o cloro seja por inala o olhos ou pele decorrente de vazamentos podem ser tomadas as medidas de emerg ncia indicadas na Tabela 4 11 antes de se consultar um m dico Cap 4 Clora oe Desclora o 143 Tabela 4 11 Procedimentos de emerg ncia a serem tomados em decorr ncia de contato com o cloro Tipo de contato Procedimento Retirar a pessoa do local e lev la para uma rea n o contaminada Geral Remover a roupa contaminada e lavar com gua todas as partes do corpo expostas ao cloro Se a respira o estiver interrompida proceder a respira o artificial Quando a respira o for retomada ou se a respira o n o tiver sido interrompida administrar oxig nio Mantenha a pessoa aquecida e em repouso Inala o Os olhos devem ser lavados com gua durante 15 minutos Contato com os olhos segurando as p lpebras abertas para garantir a completa irriga o dos mesmos 7 Lavar as partes que foram expostas ao cloro com gua e sab o E Contato com a pele recomend vel que a instala o disponha de uma ducha de emerg ncia Fonte Chernicharo et al 2001 citando Usepa 1986 Quanto s quest es de manuten o um programa detalhado deve ser implementado na esta o segundo as freq ncias de inspe o recomendadas pelos fabricantes dos equipamentos com o intuito de garantir a seguran a da esta o e a efici ncia do processo de desinfec
160. organismos mais resistentes como os v rus fim de amenizar essas defici ncias outros agentes desinfetantes podem ser utilizados como o di xido de cloro e o oz nio O oz nio como desinfectante O oz nio um poderoso agente oxidante muito efetivo na destrui o de v rus bact rias protozo rios e outros parasitas bem como na oxida o da mat ria org nica Sua aplica o em tratamento de esgotos melhor empregada em tratamentos com depura o biol gica utilizando o oxig nio puro pelo fato de reutilizar o oxig nio excedente da c mara de ozoniza o no reator biol gico O oz nio age nos constituintes da membrana citoplasm tica nos sistemas enzim ticos e nos cidos nucl icos dos microrganismos Nos v rus o oz nio ataca tanto as prote nas da c lula como os cidos nucl icos A desinfec o de efluentes de tratamento de esgotos sanit rios com oz nio vem despertando interesse devido preocupa o com a forma o de organoclorados toxicidade dos efluentes e o custo adicional da declora o Nuvolari et al 2003 A desinfec o com oz nio destaca se pelos seguintes aspectos e rapidez da a o de desinfec o e elevada efici ncia na inativa o de microrganismos e baixa toxicidade encontrada nos efluentes ozonizados Sendo o oz nio um g s inst vel e de alto poder oxidante essas caracter sticas o tornam atrativo para a desinfec o de esgotos dom sticos Sua instabilidade uma carac
161. outras Para alertar os usu rios a bibliografia utilizada nestes dois volumes suficientemente extensa e suficiente quanto s informa es do tempo e das condi es de sobreviv ncia e viabilidade dos diferentes microrganismos citados Os operadores de ETEs bem como dos sistemas de tratamento ficam portanto submetidos ao cumprimento das Normas Regulamentadoras da Legisla o Trabalhista CLT MTE 2002 inclusive os trabalhadores rurais devendo ser apreciadas as NRs da portaria 3 214 de junho de 1978 e as NRRs da portaria 3 067 de abril de 1988 contidas na Lei n 6 514 de dezembro de 1977 cap tulo V t tulo II da CLT Essas normas atualmente s o insuficientes para abranger toda a din mica dos trabalhos exercidos em tais atividades devendo ser aprimoradas ou mesmo elaboradas novas regulamenta es O uso do lodo de Esta es de Tratamento de Esgoto ETEs na melhoria do solo agr cola uma pr tica comum nos Estados Unidos podendo ser realizada no Brasil observando crit rios de projetos para as condi es e a legisla o brasileiras Entretanto al m do risco patog nico dos esgotos a ag ncia de prote o ambiental norte americana tem se preocupado com outros eventuais riscos e de acordo com o relat rio EPA 832 R 99 900 Usepa 1999 Nuvolari 2002 comenta que a radioatividade no lodo passou a ser discutida ainda na d cada de 1980 com a descoberta de elevados n veis de materiais radioativos nas cinzas dos
162. para irriga o lt 1 ovo de helminto L Nesse caso um organismo patog nico assume o papel de indicador da remo o dos demais pat genos cujo mecanismo de remo o seja similar a sedimenta o Registra se que isso n o pode ser estendido filtra o j que os ovos de helmintos apresentam dimens es bem maiores do que cistos de protozo rios Os ovos de helmintos s o praticamente imunes clora o e os cistos de protozo rios bastante resistentes Outros processos de desinfec o ex di xido de cloro radia o ultravioleta podem apresentar maior efici ncia e nesses casos a exemplo dos v rus os nicos indicadores teis seriam os par metros de controle da desinfec o Finalmente a sele o dos indicadores induzida ou determinada pelo destino final reservado ao efluente Assim para atender aos crit rios de classe de enquadramento dos corpos receptores as exig ncias de qualidade dos efluentes incluir o densidades m ximas de coliformes termotolerantes e E coli se o corpo receptor for utilizado para recrea o de contato prim rio deve se estar atento aos enterococos E coli e coliformes termotolerantes uma vez que os crit rios de balneabilidade encontram se baseados nesses indicadores Resolu o Conama n 274 de 29 de novembro de 2000 se pretende se utilizar o efluente para irriga o tomadas as diretrizes da OMS como refer ncia o monitoramento deve incluir os coliformes fecais e os ovos d
163. permitido maior efici ncia mas deve se considerar tamb m a cobertura vegetal e o sistema radicular nos tabuleiros confinados Esses resultados indicam que os efeitos da filtra o no solo sobre a desinfec o dependem muito da velocidade de escoamento e do percurso tempo al m das caracter sticas granulom tricas do meio filtrante Tamb m parece indicar que os solos com cobertura vegetal podem ser mais eficazes na desinfec o provavelmente devido maior competi o vital mas isso merece investiga o mais aprofundada Crit rios de projeto Aspectos gerais A determina o de um sistema apropriado de disposi o final de esgotos definida por crit rios que avaliam caracter sticas do solo local t cnica de aplica o do l quido e objetivo final do tratamento 374 Desinfec o de Efluentes Sanit rios As an lises dos resultados obtidos nos estudos s o em geral baseadas nos par metros pH DQO DBO SSV N NTK N NH N NO SS f sforo total e coliformes fecais quando comparadas as caracter sticas de afluentes e efluentes dos sistemas Destacam se tamb m os ndices de remo o de nutrientes e de contaminantes biol gicos Visando a seu posterior re so os esgotos brutos ou tratados podem ser aplicados no solo por v rios m todos dependendo essencialmente da escala predefinida M todos de pequena escala e po o absorvente ou sumidouro e vala de infiltra o ou irriga o subsuperficial e vala de
164. pist o quanto de mistura completa Em fun o dos diversos regimes hidr ulicos a Tabela 7 7 apresenta as f rmulas para a determina o da contagem de coliformes no efluente de lagoas Os principais coeficientes dessas equa es s o a coeficiente de decaimento bacteriano Kb discutido na se es O regime hidr ulico de fluxo disperso e O regime hidr ulico idealizado de mistura completa b n mero de dispers o d discutido na se o O regime hidr ulico de fluxo disperso Estes coeficientes est o tamb m resumidos nas Tabelas 7 10 e 7 12 Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 293 Tabela 7 6 Caracter sticas dos modelos hidr ulicos mais frequentemente utilizados no dimensionamento e avalia o de desempenho das lagoas de estabiliza o Modelo Re a Esquema do reator Caracter sticas hidr ulico As part culas de fluido entram continuamente em uma extremidade do tanque passam atrav s do mesmo e s o descarregadas na outra extremidade na mesma sequ ncia em que entraram O fluxo se processa como um mbolo sem misturas ao longo do eixo longitudinal As part culas mant m a sua identidade e permanecem no tanque por Fluxo em o o um per odo igual ao tempo de deten o hidr ulico Este pist o o tipo de fluxo reproduzido em tanques longos com uma elevada rela o comprimento largura na qual a dispers o longitudinal m nima Estes reatores s o tamb m denominados tubulares Os reatores de fluxo em pist
165. por economia c Nos casos acima para 10 000 hab 3 75 hab economia d Adotado 15 sobre a soma de a e b para custo O amp M Conclus es Como apresentado no corpo deste livro a desinfec o de esgotos um opera o unit ria que j apresenta tecnologia dominada em nosso Pa s poss vel de ser aplicada segundo diferentes processos Destes e fora as lagoas de matura o que requerem extensa disponibilidade de rea a clora o ainda o mais econ mico e recomendado preciso se precaver por m em rela o a eventual forma o de compostos organoclorados recomendando se a pr tica da desinfec o com cloraminas sem a presen a de cloro livre Refer ncias bibliogr ficas Conselho Nacional do Meio Ambiente Resolu o Conama 20 86 Resolu o Conama 274 2000 CHERNICHARO C A L et al P s tratamento de efluentes de reatores anaer bios por sistemas de desinfec o In P s tratamento de efluentes anaer bios Belo Horizonte PROSAB FINEP 2001 422 Desinfec o de Efluentes Sanit rios DE LUCA S SCHUCK C SCHIFINO L C R GIO E Desinfec o de efluentes biologicamente tratados com hipoclorito de s dio subprodutos e toxicidade a alevinos de til pia do Nilo Porto Alegre PROSAB 2003 Relat rio s ntese EPA Controlling desinfection by products and microbial contaminants in drinking water 2001 EPA 600 R 01 110 JORD O E P PESSOA C A Tratamento de esgotos dom sticos ABES
166. presen a de Salmonella em apenas uma amostra de efluente ozonizado A condi o nesse epis dio 200 Desinfec o de Efluentes Sanit rios foi de uma concentra o de O de 5 3 mg L com 8 6 minutos de tempo de contato Os resultados demonstram que a ozoniza o constitui processo eficiente na elimina o desse g nero de bact ria patog nica Observou se a presen a de ovos vi veis de helmintos nos efluentes ozonizados em concentra es semelhantes dos efluentes da lagoa facultativa antes da ozoniza o indicando baixa efici ncia do processo com esse objetivo espec fico A efici ncia na inativa o de E coli tamb m foi baixa raramente se obteve redu o de densidade superior a 1 log Figura 5 17 Vistas da coluna de ozoniza o e do gerador de oz nio An lise econ mica Para avalia o dos custos de implanta o e dos custos de manuten o e opera o foi considerada a tecnologia de gera o de oz nio a partir do oxig nio e do ar seco O custo de constru o da c mara de contato n o foi inclu do na an lise por ser fortemente dependente das condi es locais al m disso seu valor muito baixo quando comparado a outros componentes do sistema Custos de implanta o do sistema Os sistemas de gera o a partir do ar seco s o basicamente constitu dos de um filtro de ar um compressor colunas de secagem de ar gerador de oz nio c mara de contato e sistema de destrui o catal tica d
167. processo na capacidade de remo o de organismos patog nicos promovendo adicionalmente a desinfec o do efluente Isto particularmente importante quando considerada a op o do re so de efluentes Neste cap tulo discutido o emprego de membranas como alternativa ao uso de desinfetantes qu micos abordando se em particular as modalidades de micro e ultrafiltra o Membranas de nanofiltra o e osmose reversa apresentam importantes propriedades na potabiliza o de guas pela sua capacidade adicional de rejeitar constituintes org nicos precursores de subst ncias indesejadas na gua ap s processos de oxida o por m n o ser o objeto de discuss o no presente cap tulo Separa o de microrganismos por membranas A remo o de part culas incluindo col ides biol gicos por membranas depende de v rios fatores sendo o tamanho dos poros o par metro cr tico para desinfec o Genericamente o di metro do poro da membrana deve ser menor do que o tamanho dos microrganismos Entretanto testes com membranas t m demonstrado que em Cap 9 Outros Processos de Desinfec o 403 raz o da propriedade de rejei o das membranas microrganismos menores que o tamanho do poro podem sofrer reten o significativa A Tabela 9 3 apresenta valores do tamanho aproximado de microrganismos encontrados na gua ou comumente utilizados em estudos de separa o por membranas Tabela 9 3 Tamanho aproximado de microrganismos d
168. processos unit rios Assim a sedimenta o que ocorre em uma caixa de reten o de areia de uma ETE 94 Desinfec o de Efluentes Sanit rios considerada opera o unit ria enquanto se pode dizer que em um tanque de flocula o qu mica ocorre processo unit rio Nessas esta es s o invari veis as presen as de unidades onde ocorrem rea es lentas as quais normalmente admitem modela o matem tica embora o mesmo possa ocorrer com rea es r pidas o caso da flocula o que leva minutos para se efetivar e dos processos biol gicos que podem levar horas ou at mesmo dias Particularmente neste livro a preocupa o maior com as rea es de desinfec o ou os mecanismos de inativa o biol gica O objetivo principal desses estudos determinar a ordem e o coeficiente de rea o cujos conceitos constituem pr requisito para a discuss o que se segue Equacionada a rea o essa informa o poder ser utilizada nos balan os de massa de reagentes em diversos sistemas que envolvem os reatores podendo assim modelar completamente o fen meno Os reatores podem ser subdivididos em dois grandes grupos em fun o da presen a ou n o de material de enchimento Os reatores que possuem suporte inerte leito fixo ou m vel possuem equacionamento diferenciado do que ser aqui apresentado o qual destinado aos que n o possuem nos quais as rea es ocorrem de forma dispersa na massa l quida mantida s
169. produtos intermedi rios da decomposi o Os microrganismos al m de excretar enzimas que atuam em substratos tamb m excretam antibi ticos que s o t xicos a outros microrganismos com h bitos alimentares semelhantes H organismos que secretam subst ncias desintoxicantes inativam os antibi ticos que os oxidam desdobrando em subst ncias inofensivas 344 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Processos simbi ticos ocorrem com frequ ncia no solo como no caso dos fungos micorr zicos e das bact rias fixadoras de nitrog nio do ar atmosf rico que em simbiose com plantas superiores auxiliam na absor o de P e no suprimento de N s plantas respectivamente b Influ ncia do solo sobre a atividade enzim tica As part culas minerais e org nicas do solo apresentam cargas el tricas positivas e negativas que adsorvem enzimas e antibi ticos liberados por microrganismos ativando os ou desativando os Brady 1979 As enzimas necessitam de uma temperatura espec fica para sua atua o e para as enzimas excretadas pela maioria das bact rias a temperatura est em torno de 25 a 32 C Dependem tamb m de uma faixa estreita de pH Cada enzima tem o seu pH timo em que atinge a maior velocidade de rea o fora desses valores os processos qu micos s o bastante lentos podendo estar inativos apesar de presentes em virtude do pH do solo c A rela o planta microrganismos Durante toda a sua vida a planta viv
170. quanto maior for a concentra o inicial A solu o razoavelmente inst vel e se deteriora rapidamente Essa deteriora o pode ser reduzida por processo de fabrica o mais cuidadoso e controle da alcalinidade A maior estabilidade obtida quando o pH est pr ximo a ll e n o apresenta c tions de metais pesados O armazenamento deve ser feito em temperatura inferior a 30 C pois acima dessa temperatura a decomposi o cresce rapidamente O armazenamento em rea escura e temperatura n o muito elevada reduz grandemente a taxa de deteriora o De qualquer forma a 140 Desinfec o de Efluentes Sanit rios vida da solu o limitada de 60 a 90 dias Apresenta grande facilidade de dosagem a qual pode ser feita a partir da solu o original Manfrini 1987 Cloro gasoso O cloro fornecido em cilindro de a o onde se encontra parcialmente liquefeito A press o do cloro gasoso presente na parte superior do cilindro a press o de vapor correspondente temperatura em que o cloro se encontra H no mercado cilindros com capacidade de 54 68 e 900 kg este ltimo comumente denominado cilindro de tonelada Os cilindros de 54 e 68 kg s o usados na posi o vertical e para isso uma de suas extremidades permite apoio e equil brio no solo Na outra extremidade ficam localizadas a v lvula para retirada de cloro e uma v lvula de seguran a Os cilindros de 900 kg s o utilizados na posi o horizontal O fecha
171. renda como o Jap o Austr lia etc Se o objetivo for o re so de efluentes em situa es de escassez ent o o tratamento e desinfec o dos mesmos por filtra o por membrana n o teria custo pois estariam em jogo a vida humana e o desenvolvimento econ mico Uma das grandes dificuldades operacionais da filtra o por membrana o entupimento biol gico biofouling que depende de um pr tratamento adequado do efluente para prolongar a vida til das membranas Segundo a literatura valores de SS menores que 1 mg L e de turbidez menores que 1 UNT s o necess rios para bem operar o processo no modo desinfec o V rias t cnicas de autolimpeza t m sido ensaiadas com sucesso parcial fazendo com que o custo de empregar membranas em efluentes atualmente seja ainda bastante oneroso Cap 9 Outros Processos de Desinfec o 401 Tabela 9 1 Pesos moleculares e tamanhos associados filtra o por membranas Esp cies retidas Esp cies P E ai E faixa til OI UF MF NF Leveduras e fungos 10 104 C lulas bacterianas 300 104 Col ides 100 10 V rus 30 300 Prote nas 104 106 2 10 Polissacar deos 104 106 2 10 Enzimas 104 106 2 5 A cares 200 400 0 8 1 0 Compostos org espec ficos 100 500 0 4 0 8 ons inorg nicos 10 100 0 2 0 4 O processo de filtra o por membranas necessita da aplica o de uma press o compat vel A press o aplicada en
172. s lidos suspensos mg L TF transmit ncia a 253 7 nm da amostra filtrada N concentra o de microrganismos no afluente NMP 100 ml 244 Desinfec o de Efluentes Sanit rios B coeficiente de distribui o do tamanho das part culas dose UV efetiva m dia m J cm A a b c n coeficientes emp ricos dose A limita o do modelo est na necessidade de ter uma grande base de dados para obter coeficientes confi veis al m de exigir regress o m ltipla para obten o dos mesmos Procedimentos de c lculo reator de l mpadas emersas le Passo a partir de dados levantados por testes em batelada ou fluxo cont nuo estima se a dose efetiva recebida para atender efici ncia de remo o de microrganismos desejada A dose efetiva pode ser obtida por D Int m cm 6 20 em que t tempo de exposi o s I intensidade m dia de radia o ultravioleta em uma l mina l quida de espessura L mW cm A intensidade m dia em um meio pode ser obtida pela Lei de Beer Lambert dada pela seguinte equa o li 1 et mW cm 6 6 em que I intensidade UV aplicada no meio l quido mW cem L caminho ptico cm o coeficiente de absorb ncia dado por o A x ln 10 2 303 A 6 4 A absorb ncia a 254 nm u a cm 2 Passo pelas equa es anteriores pode se calcular a dose aplicada A dose aplicada obtida pelo produto da intensidade de radia o ultrav
173. se tamb m que a clora o conforme esperado por diversos autores n o se demonstrou eficiente na destrui o de ovos de helmintos sendo encontrados ovos vi veis em concentra es semelhantes a de efluentes da lagoa facultativa antes da desinfec o Concluiu se que a hipoclorita o uma t cnica de desinfec o recomend vel para efluentes de lagoas facultativas apesar da concentra o elevada de s lidos em suspens o E necess rio garantir cloro residual ao final do processo que dever ser removido em seguida antes do lan amento do esgoto tratado Com base nas dosagens aplicadas e nas efici ncias obtidas pode se demonstrar que o processo economicamente atrativo e a preocupante forma o de THMs nesse caso n o foi confirmada Os sistemas de tratamento de efluentes utilizados pela Universidade Estadual de Campinas Unicamp est o localizados na rea f sica da ETE Graminha munic pio de Limeira SP administrada pela Concession ria Aguas de Limeira S A A ETE recebe Cap 4 Clora oe Desclora o 155 efluente bruto de um bairro residencial da cidade de Limeira o qual passa por pr tratamento para remo o de s lidos grosseiros e areia Em sequ ncia o efluente conduzido para o processo de tratamento secund rio o filtro anaer bio Como p s tratamento desse sistema s o utilizados filtros de areia e valas de infiltra o O p s tratamento de efluentes por filtros de areia baseia se na aplica
174. se dispon veis para avaliar quantitativamente esse fen meno e pH do efluente j que a inativa o de microrganismos aumenta com o decr scimo do pH tanto para residuais de cloro livre como de cloro combinado e temperatura uma vez que seu aumento tamb m leva a taxa de inativa o dos microrganismos Modelo de Chick Watson A an lise de diversos dados de inativa o de uma grande variedade de microrganismos pelo cloro livre e pelo cloro combinado indica que a equa o combinada de Chick Watson fornece uma descri o satisfat ria do processo de desinfec o N n NS exp I k C t 4 4 0 em que N concentra o inicial de coliformes NMP 100 ml N concentra o final de coliformes NMP 100 ml C concentra o de cloro residual ao final do tempo de contato t mg L 120 Desinfec o de Efluentes Sanit rios t tempo de contato min 1 k constante de decaimento L mg min n coeficiente As Tabelas 4 3 e 4 4 apresentam valores da constante de decaimento k e do coeficiente n para diferentes microrganismos e condi es de desinfec o pH temperatura e tipo de cloro residual Modelo de Selleck Collins 1970 A desinfec o de esgotos por meio de clora o foi modelada por Selleck no ano de 1970 White 1999 a partir de estudos em escala piloto com efluentes de decantador prim rio Posteriormente a equa o proposta foi confirmada por diversos outros autores Relaciona
175. sistemas com altas efici ncias acima de 4 unidades log removidas propiciaram atendimento elevado acima de 75 s diretrizes da OMS para irriga o irrestrita lt 1000 coliformes termotolerantes por 100 ml Por simplicidade nesta an lise considera se a E coli como equivalente aos coliformes termotolerantes Em termos do reator UASB individualmente as efici ncias de remo o unidades log e porcentagem nos sistemas monitorados foram UFV real 0 6 75 Itabira real 1 4 96 Itabira piloto 1 2 94 Arrudas piloto 0 7 80 UFCG piloto 0 2 37 e UFPE real 0 9 87 Poss veis dados para projeto poderiam situar se entre 80 e 90 de remo o Tabela 7 16 Dados das lagoas de polimento monitoradas no mbito do PROSAB Latitude Temp Coliformes Institui o Lagoa Per odo Pos naL B rea H Q t U B graus do l quido Indicador No entrada N saida Efici nci s rie m m ha _ m mia d N S C CF 100 mi CF 100 mi coli UFCG Lag 1 Campina Grande Anterior 2 10 00 1 00 0 001 0 65 2 16 3 0 10 0 7 26 CF 2 40E 06 4 30E 09 0 820 Lag 2 Campina Grande Prosab 2 3 10 00 1 00 0 001 0 65 2 16 3 0 10 0 7 26 4 30E 05 8 00E 04 0 814 Lag 3 Campina Grande 4 10 00 1 00 0 001 0 65 2 16 3 0 10 0 7 26 8 00E 04 7 70
176. subsequentes Figuras 4 14 a 4 16 mostram a concentra o de trihalometanos totais gerada nos testes de desinfec o com hipoclorito para 6 e 13 mg L respectivamente A maior dosagem gerou maiores teores de THMs No entanto os teores ficaram abaixo de 5 ug L para todos os efluentes mesmo no efluente desinfetado e armazenado por 20 horas A desclora o n o afetou a gera o ou a redu o nas concentra es finais de THMs A desinfec o com compostos de cloro pode gerar al m de THMs v rios outros subprodutos EPA 1999 destacando se cidos haloac ticos HAAs que ap s um per odo se degradam naturalmente em THMs A Figura 4 16 mostra as concentra es de HAAs obtidas em esta o piloto para dosagem de 6 mg L e tempo de deten o de tanque de contato convencional com chicanas Os valores ficaram abaixo de 20 ug L diante de um padr o ambiental americano de 60 ug L para re so p blico E ETE RSB UFRGS 2 07 O ETE Serraria L facultativa 1 8 EB ETE Esmeralda UASB 1 6 O ETE Sapucaia lodo ativado 1 4 1 27 gt gt 1 LL ML 1 0 H 0 8 H 0 6 HO 0 44 na 0 24 H 0 0 Conc THMS total ug L 0 2 4 20 Tempo de teste h Figura 4 14 Ocorr ncia de trihalometanos na desinfec o de efluentes tratados com hipoclorito de s dio com dosagem de 6 mg L tem
177. superior das diretrizes da OMS foi o de lagoas anaer bias seguidas por lagoas facultativas tempo de deten o hidr ulica m dio da ordem de 16 dias As raz es para tal n o s o claras mas poss veis explica es poderiam ser ressuspens o do lodo de fundo por invers es t rmicas ou a retirada do efluente bem pr ximo ao fundo defletor de sa da bastante abaixado causando arraste do lodo com ovos sedimentados Um refinamento na presente an lise seria a verifica o do cumprimento s diretrizes da OMS no per odo de irriga o apenas De fato as diretrizes da OMS estipulam que a m dia aritm tica dos dados durante o per odo de irriga o deve ser igual ou inferior a 1 ovo L Esta an lise n o foi elaborada para o presente cap tulo 324 Desinfec o de Efluentes Sanit rios ESGOTO BRUTO EFLUENTE LAGOA 1 300 give 10 9 250 8 io pu 7 200 6 150 3 4 o T Max 100 T Max 3 Min a Min 2 e 175 50 nes 7 5 4 25 25 0 E 2 Medi E UFV ITABREAL ARRUDAS 7 Median UFV ITABREAL ITAB PILOTO ARRUDAS gai UFPE ITAB PILOTO USP EFLUENTE UASB EFLUENTE FINAL 300 7 250 6 200 a 5 4l 150 3 100 es T Max T Max Min 2 Min 50 zi 175 75 L 25 25 ago E 0 E rm o Median O o Median UFV ITAB REAL ARRUDAS UFV L3 ITAB PILOTO L2 ARRUDAS L4 UFPE ITAB PILOTO Figura 7 16 Gr fico box plot das
178. tem sido aceita como indicadora da remo o dos demais organismos sediment veis incluindo cistos de protozo rios por exemplo Entamoeba Giardia e Cryptosporidium WHO 1989 Neste caso um organismo patog nico assume o papel de indicador da remo o dos demais pat genos cujo mecanismo de remo o nas lagoas seja similar a sedimenta o Embora esta abordagem tenha ganhado ampla aplica o em todo o mundo mais recentemente come a a ser questionada principalmente no que diz respeito remo o de protozo rios Grimason et al 1996 Stott et al 1997 A remo o de ovos de helmintos ocorre em grande parte nas lagoas anaer bias e facultativas Caso ainda haja ovos remanescentes no efluente haver sedimenta o adicional nas lagoas de matura o Nas recomenda es originais da OMS para irriga o admitia se que 8 10 dias de tempo de deten o eram suficientes para o atendimento s diretrizes para irriga o de lt 1 ovo litro WHO 1989 Neste aspecto a literatura tem registrado informa es contradit rias com posicionamentos que d o suporte ao entendimento da OMS Arceivala 1981 Bastos et al 1998 e outros que consideram esse tempo insuficiente Grimason et al 1995a Saqar amp Pescod 1995 Se houver a necessidade do cumprimento s diretrizes de ovos de helmintos da OMS para irriga o restrita e irrestrita lt 1 ovo litro pode se considerar que o sistema de lagoas deve produzir um efluente que
179. tempo e a outros componentes algas etc e nos casos em que algumas praias se mostrem sistematicamente impr prias recomendada a pesquisa de organismos patog nicos Padr es para uso agr cola O re so do esgoto tratado para irriga o constitui pr tica desej vel particularmente nas regi es ridas e semi ridas onde a disponibilidade h drica baixa As diretrizes adotadas pela Organiza o Mundial da Sa de 1989 estabelecem a qualidade microbiol gica de efluentes tratados para diferentes usos com base na concentra o de coliformes fecais e n o n mero de ovos de helmintos por unidade de volume Tabela 1 7 No Brasil os limites estabelecidos pelo Conama para guas de classe 2 destinadas irriga o de hortali as e plantas frut feras fixam em 80 ou mais de pelo menos 5 amostras mensais um valor igual ou menor que 1 000 CF 100 ml e 5 000 CT 100 ml Processos de desinfec o A desinfec o de esgotos sanit rios n o visa elimina o total de microrganismos esteriliza o conforme ocorre na medicina e na ind stria de alimentos Desinfetar esgotos uma pr tica que busca inativar seletivamente esp cies de organismos presentes no esgoto sanit rio em especial aquelas que amea am a sa de humana em conson ncia com os padr es de qualidade estabelecidos para diferentes situa es Os mecanismos envolvidos na desinfec o dos organismos patog nicos podem ser reunidos em tr s grupos Daniel 2001
180. tratamento e da qualidade parasitol gica da gua entre o desej vel e o poss vel In CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANIT RIA E AMBIENTAL 21 2001 Jo o Pessoa Anais Rio de Janeiro Associa o Brasileira de Engenharia Sanit ria e Ambiental 2001 BASTOS R K X HELLER L VIEIRA M B M BRITO L A BEVILACQUA P D NASCIMENTO L E Giardia sp cysts and Cryptosporidium spp oocysts dynamics in Southeast Brazil occurrence in surface water and removal in water treatment processes In INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON WATERBORNE PATHOGENS Lisbon Proceedings Denver AWWA 2002 CABELLI V J Microbiological indicator systems for assessing water quality Antonie Von Leewhock v 48 p 613 617 1982 CERQUEIRA D A S HORTA M C Coliformes fecais n o existem In CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANIT RIA E AMBIENTAL 20 1999 Rio de Janeiro Anais Rio de Janeiro ABES 1999 CROCKETT C S HAAS C N Understanding protozoa in your watershed Journal of American Water Works Association v 89 n 9 p 62 73 1997 FEACHEM R G BRADLEY D J GARELICK H MARA D D Sanitation and disease health aspects of excreta and wastewater management New York Johnn Wiley amp Sons 1983 World Bank Studies in Water Supply and Sanitation 3 GERBA C P ROSE J B HAAS C N CRABTREE K D Waterborne rotavirus a risk assessment Water Research v 30 n 12 p 2929 2940 1996 GRIMASON A
181. unidades logar tmicas removidas no sistema s o e No reator UASB log 1 E 100 log 1 80 100 0 70 unidade log removida e Em cada lagoa da s rie log 1 E 100 log 1 85 100 0 82 unidade log removida e Nosistema de lagoas log 1 E 100 log 1 99 95 100 3 30 unidades log removidas e No sistema UASB lagoas 0 70 3 30 4 00 unidades log removidas Observa o O sistema de lagoas proposto atende s diretrizes da OMS para irriga o irrestrita 1 0 x 10 CF 100 ml Caso se desejassem maiores efici ncias de remo o o tempo de deten o total e ou o n mero de lagoas poderia ser aumentado at que se atingisse a qualidade desejada para o efluente No entanto o aumento do tempo de deten o deve ser alcan ado atrav s do aumento da rea superficial e n o da profundidade Caso a profundidade aumente o valor de K ser reduzido e a efici ncia n o aumentar como desejado Caso seja adotado um maior n mero de lagoas na s rie deve se verificar se o tempo de deten o em cada lagoa maior ou igual a 3 d Por exemplo 5 lagoas em s rie com um tempo de deten o total de 12 d conduzir o a 2 4 d em cada lagoa Este tempo seria inferior ao m nimo aceit vel de acordo com Mara 1996 que de 3 0 d Embora experi ncias do PROSAB tenham mostrado ainda boa atividade fotossint tica e efici ncia de remo o de coliformes em lagoas de polimento aconselh vel seguir essa diretr
182. v Figura 5 10 Tanque de contato equipado com turbina Fonte Adaptado de Chernicharo et al 2001 Reatores com injetor de g s oz nio Nesse tipo de reator Figura 5 11 constru do um tanque com tubo central aonde chega o afluente a tratar a vaz o no tubo aspira o g s e alimenta o tanque pelo fundo A velocidade dever ser tal que quebre as bolhas e carregue a emuls o criada no sentido descendente Afluente G s excedente Oz nio CD Efluente Efluente E E Figura 5 11 Tanque de contato por injetor Fonte Adaptado de Chernicharo et al 2001 Cap 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o 183 Reator tipo tubo em U Este tipo de reator transfere o g s para o l quido por meio de forte press o e grande rea de troca Possui parte central descendente na qual introduzido o g s que disperso por um sistema que assegura a difus o na forma de finas bolhas Figura 5 12 Ap s a aplica o do oz nio a emuls o criada desce at o fundo do tubo em U onde a rea de troca grande A emuls o ap s sair do tubo descendente sobe at a superf cie aumentando o di metro das bolhas Oz nio M Efluente Afluente Figura 5 12 Reator tipo tubo em U Fonte Adaptado de Chernicharo et al 2001 Misturadores est ticos De acordo com Laplanche 1995 citado em Hassemer 2000 os misturadores est ticos propo
183. valas cuidado que deve ser levado em conta para evitar a contamina o do len ol fre tico Custo da areia em regi es pr ximas a jazidas pode ser 50 do custo na cidade de Campinas SP Custo de m o de obra para constru o do sistema com uso de solo cimento ou alvenaria aumenta em aproximadamente 70 O custo total desse sistema na situa o 1 de R 4 552 50 ou seja R 910 00 habitante J para a situa o 2 o custo pode ficar pr ximo a R 1 477 00 ou seja cerca de 67 mais barato que na situa o 1 o que corresponde a R 300 00 habitante Tanto na primeira situa o como na segunda o custo de implanta o do sistema vi vel mas na segunda com o uso de materiais alternativos esse custo consideravelmente menor 384 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 8 9 Elabora o de custos de implanta o do sistema nas situa es 1 e 2 estudadas ref dezembro 2002 Quantidade Unidade Frere Total 1 Po Total 2 unit rio 1 unit rio 2 Caixa de gordura 1 unidade R 100 00 R 100 00 R 50 00 R 50 00 E 1 unidade R 460 00 R 460 00 R 250 00 R 250 00 s ptico filtro Anaer bio 1500 L Caixa de s NES l unidade R 50 00 R 50 00 R 30 00 R 30 00 distribui o PVC 130 m R 6 00 R 780 00 R 1 00 R 130 00 Perf diam 100 mm Areia 16 25 m R 25 00 R 406 25 R 13 00 R 211 25 Brita 16 25 m R 25 00 R 406 25 R 25 00
184. vel protozo rios intermedi rio Fonte Adaptado de Usepa 1986 Tchobanoglous amp Burton 1991 Von Sperling 1996 Campos 1999 e Sant Ana 2002 20 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Sele o de alternativa com base no objetivo de desinfec o Como pode ser observado na Tabela 1 8 s o muitas as op es t cnicas para desinfec o de esgotos sanit rios Al m dessa multiplicidade de op es diversas vari veis devem ser consideradas na escolha do processo de desinfec o em especial aquelas que se referem preserva o da qualidade das guas dos corpos receptores s densidades de pat genos no esgoto sanit rio e aos aspectos relacionados a processos de desinfec o relacionados na Tabela 1 9 Portanto a tomada de decis o deve considerar Chernicharo et al 2001 e Investiga o sobre os usos da gua a jusante do ponto de lan amento e sobre os riscos de sa de p blica associados a ela e Avalia o das alternativas dispon veis para controle dos esgotos contaminados por pat genos e Avalia o dos impactos ambientais que as medidas de controle podem ocasionar Tabela 1 9 Principais fatores a serem considerados na avalia o de alternativas de desinfec o Efetividade e Habilidade em atingir os limites desejados de organismos indicadores Capacidade de desinfec o de uma larga faixa de microrganismos Confiabilidade Custos Custo de implanta o Custo d
185. xtil cosm ticos gr fica etc e Prote o para outras tecnologias de tratamento de gua membranas osmose reversa e ultrafiltra o resinas de deioniza o filtros de carv o ativado e Aplica es de UV no ar exaust o de tanques ar comprimido est ril e dutos de ar condicionado A Tabela 6 1 resume as principais vantagens e desvantagens dos processos de desinfec o UV em rela o aos demais processos dispon veis atualmente Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 211 Tabela 6 1 Principais vantagens e desvantagens da aplica o da radia o ultravioleta na desinfec o de esgoto Vantagens Desvantagens A desinfec o com UV efetiva na inativa o de muitos v rus esporos e cistos A desinfec o com UV um processo f sico que ao contr rio de desinfetantes qu micos elimina a necessidade de gera o manuseio transporte ou estocagem de produtos qu micos t xicos perigosos corrosivos N o geram efeitos residuais prejudiciais a humanos ou vida aqu tica A desinfec o com UV facilmente controlada pelos operadores A desinfec o com UV tem tempo de contato menor quando comparada a outros agentes desinfetantes aproximadamente 20 a 30 segundos com l mpadas de baixa press o O equipamento de desinfec o com UV requer menos espa o que outros m todos Baixas dosagens podem n o ser efetivas na inativa o de alguns v rus esporos e cistos Os
186. 0 ml O mesmo se repetiu no ensaio cont nuo Tabela 4 16 Para o sistema UASB LA de alta taxa uma concentra o de 5 8 mg L no ensaio cont nuo em tanque de contato chicanado com 170 L de volume til reduziu 3 log na concentra o de EC efici ncia de 99 96 O teste de jarros no entanto apresentou menor exig ncia de hipoclorito A concentra o de THM nos efluentes de sistemas biol gicos de alta taxa ensaiados foi pouco significativa como j apresentado na se o Subprodutos Com o objetivo de estudar a desinfec o por hipoclorito de s dio de efluentes de lagoas facultativas a Universidade de S o Paulo USP FSP empreendeu um estudo em escala piloto no sistema da Sabesp do Munic pio de Lins SP A unidade piloto era constitu da de tanque de contato com chicanas verticais e a solu o de hipoclorito 154 Desinfec o de Efluentes Sanit rios foi aplicada na linha de recalque dos efluentes para o tanque proporcionando boas condi es de mistura Variou se o tempo de contato entre 10 e 50 minutos e a dosagem de cloro entre 2 e 15 mg L Foram obtidos bons n veis de inativa o de E coli especialmente com dosagens de cloro superiores a 7 mg L de cloro aplicado situa o em que se obtiveram contagens abaixo de 103 NMP 100 ml na maioria dos ensaios sendo que os efluentes apresentavam densidades sistematicamente superiores a 105 NMP 100 ml A concentra o de cloro demonstrou ser uma vari vel bem mais importante
187. 002a VON SPERLING M Influence of the dispersion number on the estimation of faecal coliform removal in ponds In INTERNATIONAL IWA SPECIALIST GROUP CONFERENCE ON WASTE STABILISATION PONDS 5 2002 Auckland New Zealand Anais Auckland 2002b 336 Desinfec o de Efluentes Sanit rios VON SPERLING M Princ pios do tratamento biol gico de guas residu rias lagoas de estabiliza o 3 ed Minas Gerais Departamento de Engenharia Sanit ria e Ambiental UFMG 2002c v 3 196 p VON SPERLING M CHERNICHARO C A L SOARES A M E ZERBINI A M Coliform and helminth eggs removal in a combined UASB reactor baffled pond system in Brazil performance evaluation and mathematical modelling Water Science and Technology v 45 n 10 p 237 242 2002 VON SPERLING M CHERNICHARO C A L SOARES A M E ZERBINI A M Evaluation and modelling of helminth eggs removal in baffled and unbaffled ponds treating anaerobic effluent In INTERNATIONAL IWA SPECIALIST GROUP CONFERENCE ON WASTE STABILISATION PONDS 5 2002 Auckland New Zealand Anais Auckland 2002b WHO Health guidelines for the use of wastewater in agriculture and aquaculture Geneva World Health Organization 1989 Technical Report Series 778 Y NEZ F Reduccion de organismos patogenos y dise o de lagunas de estabilizacion en paises en desarollo In SEMINARIO REGIONAL DE INVESTIGACION SOBRE LAGUNAS DE ESTABILIZACION 1986 Lima Anais Li
188. 10 min igual a 0 3 ppm 196 Desinfec o de Efluentes Sanit rios 10 000 1 Regi o fatal Regi o de efeitos u permanentemente t xicos 100 Regi o de efeitos temporariamente t xicos Regi o n o t xica 1 Concentra o de oz nio volume PPM Regi o n o E Ro sintom tica nos Sintom tico 0 1 po 0 1 1 10 100 1 000 10 000 Tempo min Figura 5 14 Toler ncia do ser humano ao oz nio Fonte Di Bernardo 1993 Experi ncias no mbito do PROSAB As pesquisas de desinfec o de esgoto sanit rio utilizando o oz nio foram realizadas pelas institui es UFSC SC PUCPR e USP SP Experi ncia da UFSC A pesquisa foi realizada na ETE Insular da CASAN Companhia Catarinense de guas e Saneamento em Florian polis A esta o de tratamento de esgotos do tipo lodos ativados aera o prolongada se caracteriza por apresentar um efluente de boa qualidade com baixos valores de DQO SST turbidez e colimetria A Figura 5 15 mostra aspectos da instala o da unidade piloto utilizada na pesquisa O gerador de oz nio tem capacidade de 22 g 0 h com concentra o de 40 g 0 m a partir de oxig nio puro A capacidade de produ o foi avaliada atrav s da titula o com uma solu o de iodeto de pot ssio Os ensaios de desinfec o foram realizados em batelada descont nuo e em cont nuo No processo em descont nuo a o reator era formad
189. 1l 254 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Projeto de pesquisa da PUCPR A Pontif cia Universidade Cat lica do Paran PUCPR juntamente com a Sanepar desenvolveu estudos de desinfec o de efluentes utilizando a tecnologia UV em escala piloto Os reatores utilizados eram do tipo tubular fluxo pist o com volumes de 0 195 e 1 461 L como ilustram as Figuras 6 16 e 6 22 ambos dotados de l mpada com 16 W de pot ncia Figura 6 22 Reator de desinfec o com tecnologia ultravioleta miniplus Fonte UMEX A tecnologia ultravioleta foi aplicada aos efluentes sanit rios provenientes dos sistemas de tratamento que empregaram reatores UASB UASB FB filtro biol gico percolador e UASB FBAS filtro biol gico aerado submerso integrantes da instala o piloto constru da na ETE Bel m da Sanepar Foram experimentadas duas doses de radia o de 105 e 135 mW s em para o sistema UASB FBAS uma dose de 380 mW s em para o sistema UASB FB e uma dose de 122 mW s em para o reator UASB Os resultados est o sumarizados nas Tabela 6 12 e na Figura 6 23 O sistema UASB FBAS foi submetido a duas condi es operacionais distintas fase I e fase II Na fase I o sistema de tratamento foi submetido a uma vaz o de 500 L h sobrecarga hidr ulica e org nica e na fase II de 250 L h vaz o de projeto Esse fato pode ser constado por exemplo pelo valor da DQO e do SST dos afluentes desinfec o A dose aplicada n
190. 2 37E 04 0 998 Lag Itabira com chicanas Fase 2 3 20 00 1 60 0 003 0 40 4 40 2 9 12 5 20 25 2 37E 04 1 83E 02 0 992 Lag pol Arrudas 1 Prosab 3 2 26 00 6 25 0 018 0 60 30 00 3 9 4 2 20 20 E coli 2 03E 07 9 46E 05 0 953 Lag pol Arrudas 2 set 02 a nov 02 3 26 00 6 25 0 016 0 55 30 00 3 0 4 2 20 20 9 46E 05 2 26E 04 0 9761 Lag pol Arrudas 3 4 26 00 6 25 0 016 0 40 30 00 2 2 4 2 20 20 2 26E 04 9 47E 02 0 95811 Lag facul Real Itabira Prosab 3 jul dez ol 2 200 00 50 00 1 000 2 00 955 00 20 9 4 0 20 23E coli 1 77E 07 1 98E 04 0 998 Z deo 92157 ap seobe7 og ezI SLE 316 Desinfec o de Efluentes Sanit rios 1e10 1e9 1e8 1e7 1e6 1e5 10000 1000 100 10 1e10 1e9 1e8 1e7 1e6 1e5 10000 1000 100 10 1e10 1e9 1e8 1e7 1e6 1e5 10000 1000 100 10 Figura 7 11 UFMG ITABIRA escala real ES e EB UASB L1 UFMG ARRUDAS demonstra o Du E ER Pa ta SE EB UASB L1 L2 L3 L4 UFMG ITABIRA piloto pao all N E za EB UASB L1 L2 1e10 1e9 1e8 1e7 1e6 1e5 I Max 10000 Min 1000 DI 75 100 25 10 Median 1 1e10 1e9 1e8 1e7 1e6 1e5 1 Max 10000 Min 1000 DI 75 100 25 10 Median 1 T Max Min 3 75 25 Median esgotos i
191. 20 cm Sa da de efluente Figura 8 8 Esquema dos filtros de areia O efluente sanit rio nos filtros foi proveniente de um conjunto de filtros anaer bios como o apresentado na se o Projeto de irriga o com efluente anaer bio em cultivo de milho re so Foram constru dos quatro filtros de areia contendo camadas de areia em espessuras de 0 25 0 50 0 75 e 1 00 m F025 F050 F075 F100 As Figuras 8 9 e 8 10 e as Tabelas 8 2 e 8 3 apresentam os resultados da remo o natural de coliformes totais e fecais nos filtros de areia A remo o de coliformes totais e fecais nas baixas cargas hidr ulicas elevada para todos os filtros sendo que o F100 filtro com espessura de camada igual a 1 m na maioria dos casos apresenta valores iguais a zero coliformes 100 ml portanto efici ncia total na remo o para o per odo estudado Aumentando os valores das cargas hidr ulicas de aplica o ampliam se os valores da concentra o de coliformes totais Nota se que nas mais altas cargas o filtro F020 apresenta resultados modestos ou seja com remo o que em alguns casos n o chegou a ser dez vezes inferior ao afluente aplicado J o filtro F100 em seu pior resultado gerou remo o de quatro unidades logar timicas Cap 8 Disposi o no Solo 363 N EE Afluente dos filtros F025 EH F050 F075 F100 Coliformes totais e oo EN Logaritmo da concentra
192. 2002a 2002b e Efici ncia m dia de remo o a ser usada para representar condi es m dias de opera o E 100 1 0 14 e 0380 7 12 e Efici ncia de remo o segundo o limite inferior de confian a de 95 a ser usada para projeto por se posicionar a favor da seguran a E 100 E 0 41e 0 494 0 0085 t2 7 13 A Tabela 7 17 e a Figura 7 15 apresentam os valores de efici ncia de remo o resultantes da aplica o das Equa es 7 12 e 7 13 Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 321 Tabela 7 17 Efici ncia de remo o de ovos de helmintos de acordo com o modelo de Ayres et al 1992 Tempo de Efici ncia de remo o pi a deten o hidr ulica d Valores 95 de Valores 95 de m dios confian a m dios confian a 2 93 45 84 08 1 18 0 80 4 96 94 93 38 1 51 1 18 6 98 57 97 06 1 84 1 53 8 99 33 98 60 2 17 1 85 10 99 69 99 29 2 50 2 15 12 99 85 99 61 2 83 2 41 14 99 93 99 77 3 16 2 64 16 99 97 99 86 3 49 2 85 18 99 985 99 90 3 82 3 02 20 99 993 99 93 4 15 3 17 22 99 997 99 95 4 48 3 28 24 99 998 99 957 4 81 3 37 26 99 999 99 962 5 14 3 42 28 99 9997 99 965 5 47 3 45 30 99 9998 99 964 5 80 3 45 Unidades log removidas log 1 E 100 Efici ncia E 100 1 10 unid log remov A concentra o a ser atingida no efluente depende em grande parte tamb m da concentra o afluente A concentra o de ovo
193. 3 0 10 0 50 1 0 e 1 5 MPa para as profundidades de 0 30 em 30 60 cm e 60 90 cm A umidade do solo em capacidade de campo foi obtida adotando uma tens o matricial igual a 0 01 MPa e o ponto de murcha permanente igual a 1 5 MPa A Tabela 8 7 apresenta os valores referentes s tens es de umidade para as respectivas profundidades amostradas As caracter sticas qu micas do solo dos blocos experimentais revelaram de modo geral que os solos foram classificados como tendo alto teor de mat ria org nica Cap 8 Disposi o no Solo 371 Algumas caracter sticas not veis que tamb m se destacaram foram alta fertilidade em nutrientes minerais como o f sforo e o pot ssio pH adequado disposi o de res duos conforme Dible amp Bartha 1979 e m dia capacidade de troca cati nica efetiva da camada amostrada de 0 30 cm A aus ncia de alum nio valores nulos confirmou as condi es ideais de n o toxicidade para as plantas Tabela 8 7 Valores de tens o de umidade do solo Densidade Umidade gua dispon vel Profundidade lobal cm 510 i 0 01 0 033 0 10 0 50 1 00 1 50 mm gem MPa MPa MPa MPa MPa MPa em 0 30 1 30 17 09 11 75 8 96 6 76 5 73 4 95 6 80 0 88 30 60 1 45 19 89 15 42 11 61 8 14 6 84 6 43 8 99 1 30 60 90 1 41 24 43 18 12 13 27 9 85 8 26 7 73 10 39 1 46 Manejo do efluente no sistema de irriga o localizada
194. 420 1 3112 E 03 5 5 E 04 13 0 2210 1 31E 03 0 420 1 3114 E 03 5 5 E 04 14 0 210 1 31 E 03 0 420 1 3114 E 03 5 5 E 04 15 0 630 1 31 E 03 0 420 1 3114 E 03 5 5 E 04 16 1 050 1 31 E 03 0 420 1 3112 E 03 5 5 E 04 17 1 470 1 31 E 03 0 420 1 3110E 03 5 5 E 04 18 1 890 1 31 E 03 0 420 1 3107 E 03 5 5 E 04 19 2 310 1 31 E 03 0 420 1 3104 E 03 5 5 E 04 20 2 730 1 31 E 03 0 420 1 3099 E 03 5 5 E 04 Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 221 Continua o Elemento x em I x mW cm dx em In L 1 1 2 In dx 21 3 150 1 31 E 03 0 420 1 3094 E 03 5 5 E 04 22 3 570 1 31 E 03 0 420 1 3088 E 03 5 5 E 04 23 3 990 1 31 E 03 0 420 1 3081 E 03 5 5 E 04 24 4 410 1 31 E 03 0 420 1 3073 E 03 5 5 E 04 25 4 830 1 31 E 03 0 420 1 3065 E 03 5 5 E 04 26 5 250 1 31 E 03 0 420 1 3055 E 03 5 5 E 04 Somat rio Im dx x 1 000 13 75 uW cm Ent o a intensidade estimada no ponto solicitado de 13 75 uW cm Mecanismos da desinfec o UV A desinfec o por radia o UV baseia se em altera es por fot lise do material gen tico DNA RNA dos organismos presentes no esgoto O DNA um pol mero de cido nucl ico constitu do por uma sequ ncia de quatro bases nitrogenadas adenina citosina guanina e timina que constituem o c digo gen tico Essas bases formam as chamadas bases emparelhadas por exemplo adenina com timina e citosina com guanina
195. 5 0 0854 1 125 9 5 20225 0 049 1 37 10 5 20225 0 0125 2 27 6 5 20225 0 363 1 19 7 0 20225 0 241 1 35 Aerobacter aerogenes hg 20ra 23 9 033 1 18 8 5 20a 25 0 0715 0 917 9 5 20225 0 0358 1 16 10 5 20a25 0 00809 1 7 6 5 20a25 0 821 1 3 7 0 20a25 0 55 1 15 Shigella dysenteriae He 20 a 2 gt 0 341 1 32 8 5 20a25 0 151 1 02 9 5 20225 0 064 0 995 10 5 20225 0 0301 1 52 7 0 2a 6 0 0902 1 32 8 5 2a6 0 0182 1 67 9 5 2a 6 6 8 x 10 6 26 Salmonella typhi 6 PUAA ade 113 7 0 20a25 0 290 1 84 7 8 20a25 0 211 1 07 8 5 20a25 0 113 1 16 9 5 20225 0 0417 0 878 6 5 20225 0 44 1 27 7 0 20225 0 301 1 44 Pseudomonas pyocyanus 7 8 20225 0 174 1 55 8 5 20225 0 102 1 01 9 5 20225 0 0483 1 05 Fonte Chernicharo et al 2001 citando Usepa 1986 Cap 4 Clora oe Desclora o 123 No caso de efluentes secund rios a concentra o m dia de coliformes pode ser estimada em 2 0 x 10 NMP 100 ml Considerando a necessidade de redu o para 23 NMP 100 ml pode se calcular C x t 188 Adotado o tempo de contato de 45 minutos tem se C 4 2 mg L Considerando ainda 5 0 mg L de demanda imediata e necessidade de 1 5 mg L de residual para garantir o decaimento ao longo do tanque a dosagem necess ria ser de 5 0 1 5 4 2 10 7 mg L ou aproximadamente 11 mg L No caso de um efluente filtrado terci rio o processo de desinfec o depender do fato de ter ou n o aplicado coagula o flocula o e sedimenta o antes da filtra o
196. 5 1 08 1 18 1 25 1 36 1 44 1 50 1 55 x 2 0 0 76 0 84 0 91 0 96 1 03 1 08 1 12 1 14 2 5 0 63 0 69 0 74 0 77 0 82 0 85 0 88 0 90 1 0 1 61 1 93 2 16 2 35 2 63 2 85 3 02 3 16 1 5 1 21 1 41 1 56 1 67 1 84 1 97 2 07 2 15 E 2 0 0 98 1 11 1 22 1 29 1 41 1 49 1 56 1 61 2 5 0 82 0 92 1 00 1 05 1 14 1 19 1 24 1 27 Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 311 Tabela 7 14 Continua o Unidades log removidas d E Rela o L B l 2 3 4 6 8 10 12 1 0 1 88 2 28 2 58 2 82 3 18 3 47 3 70 3 89 1 5 1 43 1 69 1 88 2 03 2 26 2 43 2 57 2 68 A 2 0 1 16 1 34 1 48 1 59 1 75 1 86 1 95 2 02 2 5 0 98 1 12 1 22 1 30 1 42 1 50 1 56 1 61 1 0 212 2 59 2 95 3 23 3 68 4 02 4 30 4 54 1 5 1 61 1 93 2 16 2 35 2 63 2 85 3 02 3 16 E 2 0 1 32 1 55 1 71 1 85 2 05 2 20 2 31 2 41 2 5 1 12 1 29 1 42 1 52 1 67 1 78 1 87 1 93 1 0 2 33 2 87 3 28 3 61 4 13 4 53 4 86 5 14 1 5 1 78 2 15 2 42 2 64 2 97 3 23 3 44 3 61 e 2 0 1 46 1 73 1 93 2 09 2 33 2 51 2 65 2 77 2 5 1 25 1 45 1 61 1 73 1 91 2 04 2 15 2 23 1 0 2 70 3 37 3 87 4 28 4 92 5 44 5 86 6 22 1 5 2 07 2 53 2 88 3 15 3 58 3 92 4 19 4 42 i 2 0 1 71 2 06 2 31 2 51 2 83 3 07 3 26 3 42 2 5 1 47 1 74 1 94 2 10 2 34 2 52 2 66 2 78 K disperso 0 542 H 175 d 1 L B Unid log remov log 1 Efici ncia 100 Efici ncia 100 N N N 100 1 10 unidiogremov Unidades logar tmicas remov
197. 667 10 18 5185 250 000 1 200 000 6 667 10 46 2963 Fonte Adaptado de Bassani 2003 O custo com oxig nio pode ser calculado multiplicando se o n mero de horas de opera o mensal 720 horas pela vaz o hor ria mostrada na Tabela 5 5 e pelo pre o do m de oxig nio pode se assumir R 1 50 O n mero de economias definido pela divis o da popula o pelo fator 3 75 Custos com eletricidade O consumo energ tico do sistema de gera o por oxig nio foi estimado em 9 7 kWh kg O e o custo do kWh foi adotado como R 0 25 Custos com manuten o O custo de manuten o do sistema foi estimado em 15 da soma dos custos com oxig nio e eletricidade Custos operacionais totais Para totalizar os custos operacionais necess rio considerar ainda o valor gasto em manuten o do equipamento Este valor tem sido reportado como estando entre 10 e 20 da soma dos valores do custo com energia e oxig nio Langlais et al 1991 A Tabela 5 6 mostra os valores dos custos operacionais totais para diferentes popula es considerando 15 como porcentual da soma dos referidos insumos Participa o dos insumos no custo operacional total Para averiguar a participa o porcentual de cada item dos custos operacionais sobre o custo total foram tomados dados de popula o de 10 mil e 250 mil habitantes A Figura 5 19 mostra que a participa o porcentual de cada item n o varia significativamente com a popula o
198. 76 20 40 1 5 0 37 0 40 0 43 0 46 1 5 0 69 1 29 2 03 2 88 i 2 0 0 24 0 25 0 27 0 28 2 0 0 31 0 45 0 62 0 82 2 5 0 18 0 18 0 19 0 19 2 5 0 20 0 24 0 30 0 36 1 0 1 17 1 67 2 13 2 57 30 1 0 ki ii e 1 5 0 48 0 59 0 70 0 81 1 5 10 95 1 99 3 28 4 76 j 2 0 0 28 0 32 0 36 0 40 2 0 0 37 0 62 0 92 1 26 2 5 0 20 0 21 0 23 0 25 2 5 0 22 0 30 0 39 0 51 1 0 1 86 2 90 3 87 4 78 40 1 0 E 5 jo 1 5 0 64 0 89 1 11 1 33 1 5 E 3 2 0 0 34 0 43 0 51 0 59 2 0 0 57 1 15 1 87 2 69 2 5 0 22 0 26 0 30 0 34 2 5 0 28 0 47 0 70 0 97 Confiabilidade question vel na convers o dos coeficientes K de fluxo disperso para mistura completa C lulas hachuradas valores mais usuais em lagoas facultativas e de matura o 304 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Com rela o a lagoas anaer bias n o h valores de K consolidados na literatura Yanez 1993 cita valores entre 0 4 e 0 5 d7 No entanto dados de lagoas anaer bias em escala piloto com baixo tempo de deten o hidr ulica em Campina Grande PB Pearson et al 1995 Oragui et al 1995 conduziram a valores de K bem superiores da ordem de 2 0 d 20 C Conforme comentado usualmente se adota efici ncia global para as lagoas anaer bias da ordem de 1 unidade logar tmica removida Resumo dos coefi
199. 8 14 e deve se prever uma sobreleva o do solo na ocasi o de reaterro da vala de modo a evitar sua eros o devido s chuvas dando se uma declividade entre 3 e 6 nas suas laterais e nos locais onde o terreno tem inclina o acentuada como nas encostas de morros as valas devem ser instaladas acompanhando as curvas de n vel e a camada de brita ou pedra britada situada acima do leito de areia deve ser coberta de material perme vel como tela fina contra mosquito antes do Cap 8 Disposi o no Solo 377 reaterro com solo a fim de n o permitir a mistura deste com a pedra e ao mesmo tempo permitir a evapora o da umidade e dependendo das caracter sticas geol gicas do local a vala de filtra o deve ter as paredes do fundo e as laterais protegidas com material imperme vel como por exemplo mantas de PVC de modo a n o contaminar o len ol fre tico e oleito de areia deve ter 0 70 m de altura e suas part culas devem ter di metro efetivo na faixa de 0 25 mm a 1 2 mm com coeficiente de uniformidade inferior a 4 e as tubula es de drenagem e a de distribui o devem ser envolvidas em uma camada de brita n 4 ter no m nimo um di metro de 100 mm serem perfuradas e terem declividade entre 1 e 3 e deve se levar em considera o a disponibilidade de material local para diminuir o custo de implanta o do sistema Tela resistente 0 20 Solo C E ET Eee a po USE Brita 4 VE Es 3 7
200. A EPA 1980 recomenda uma taxa de 80 a 200 L m2 dia quando a alimenta o prov m de tanque s ptico e entre 200 e 400 L m dia quando proveniente de filtro aer bio c Areia do meio filtrante De acordo com a NBR 7229 1993 a areia do filtro deve ter as seguintes caracter sticas e serisenta de argila terra calc rio ou qualquer subst ncia capaz de ser atacada pelo esgoto ou endurecer formando uma massa compacta ou imperme vel e seu di metro efetivo pode variar na faixa de 0 25 mm a 1 2 mm e o coeficiente de uniformidade deve ser inferior a 4 e a profundidade do leito formado poder variar entre 60 e 110 cm Assim como na vala de filtra o nesse m todo a rea efetiva e o coeficiente de uniformidade s o determinantes para o tratamento do efluente Quando se utiliza areia muito fina pequena rea efetiva somente poss vel aplicar baixas taxas e a mat ria s lida penetrar pouco nas camadas do leito Consequentemente tem se um alto tempo de reten o do efluente o que acarretar curto per odo de vida til para o filtro Em contrapartida o efluente final do sistema ter sofrido alto grau de tratamento Quando se utiliza areia mais grossa tem se baixo tempo de reten o do efluente aplicado impossibilitando adequada decomposi o biol gica Para esse caso tem se por aspecto positivo o fato de se poder aplicar altas taxas Cap 8 Disposi o no Solo 379 d Aspectos construtivos A constru o
201. APHA AWWA WPCE 1995 Durante o desenvolvimento da pesquisa foram utilizados dois l quidos com caracter sticas diferentes na irriga o gua de abastecimento da Compesa e efluente dom stico da esta o de tratamento de esgoto A gua de abastecimento foi utilizada na irriga o de um dos blocos de irriga o superficial enquanto o efluente foi utilizado no outro com irriga o superficial e nos blocos de irriga o localizada Com base na Figura 8 1 o efluente da ETE Mangueira lagoa de polimento utilizado no sistema de irriga o adotado no experimento imp s um risco controlado aos trabalhadores que atuaram na opera o da unidade experimental e tamb m poderia ter imposto o mesmo risco aos consumidores caso existissem Ou seja OS trabalhadores seguindo os procedimentos operacionais estabelecidos e os 370 Desinfec o de Efluentes Sanit rios consumidores realizando a higiene adequada para limpar e desinfetar caso tivessem sido cultivadas frutas verduras e hortali as antes de consumi las ambos estariam expostos a um baixo risco de contrair doen as por trabalharem com este tipo de re so de gua ou consumirem produtos oriundos dessa atividade A an lise da figura portanto revelou um risco sa de controlado j que 1 al m do esgoto que era tratado por interm dio da UASB seguido de lagoa de polimento houve sele o dos m todos de irriga o usaram se sistemas de baixo grau de contamina o 2 as
202. Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 1 8 Vantagens e desvantagens dos processos de desinfec o mais utilizados Agentes Processos Vantagens Desvantagens e Processo natural sem iai E Rea e Necessita de muita rea mecaniza s inta e Tempo de deten o muito e N o gera efeitos residuais Ea PA L d ejudiciai longo v rios dias o agoas de prejudiciais e Desempenho d de das Rica ds ue penho depende das Bo estabiliza o e Opera o simples e pa em io condi es clim ticas S e Pode ser realizado de forma 5 5 4 EAA e Produz algas em grande 5 concomitante estabiliza o da z a e Aa quantidade zi 3 mat ria org nica A Q Q RZ e Processo natural sem 72 kasej m o a mecaniza o ad do 8 a E dd de e Necessita de muita rea o S e N o gera efeitos residuais A E Disposic ejudiciai e Desempenho depende das 5 R E Ed condi es clim ticas 5 no solo e Opera o simples S e Ee P e Sens vel quantidade de Pode ser realizado de forma s lidos suspensos no afluente concomitante estabiliza o da P mat ria org nica e Cl residual t xico requer desclora o e Tecnologia amplamente e Todas as formas de cloro s o conhecida altamente corrosivas e t xicas e Menor custo e As rea es com Cl geram e Cl residual prolonga a compostos potencialmente esinfec o e indica a efici ncia erigosos trihalometanos desinfec d f perig trihalomet C
203. Disposi o no Solo 381 Ventila o Ventila o RO pe a i ia lt q 4 Brita Efluente Corte transversal Corte longitudinal Figura 8 16 A vala de infiltra o da NBR 13969 1997 desenho modificado A NB 41 1963 definiu valas de infiltra o como valas destinadas a receber o efluente da fossa s ptica atrav s de tubula o convenientemente instalada e permitir sua infiltra o em camadas subsuperficiais do terreno Recomendou para disposi o do efluente de tanques s pticos que a irriga o subsuperficial feita atrav s de valas de infiltra o constitui a melhor forma de disposi o quando se dispuser de rea adequada ou o solo for suficientemente perme vel Preconizou tubos de di metro m nimo de 0 10 m preferencialmente do tipo furado com juntas livres espa ados de 0 01 m recobertos na parte superior com papel alcatroado ou similar e envoltos em camada de pedra britada pedregulho ou esc ria de coque A NBR 7229 93 manteve a mesma defini o da NB 41 para as valas de infiltra o e modificou pouco as condi es de uso apesar de melhor detalhar os aspectos construtivos Recomendou o uso de tubos de drenagem A mais recente norma da ABNT sobre unidades de tratamento complementar e disposi o final dos efluentes l quidos de tanques s pticos NBR 13969 define vala de infiltra o como vala e
204. E 09 0 903 Lag 4 Campina Grande 5 10 00 1 00 0 001 0 65 2 16 3 0 10 0 7 26 7 70E 03 5 00E 04 0 93511 Lag 1 Campina Grande 2 10 00 1 00 0 001 0 65 6 48 1 0 10 0 7 26 2 30E 07 4 70E 06 0 795 Lag 2 Campina Grande 3 10 00 1 00 0 001 0 65 6 48 1 0 10 0 7 26 4 70E 06 2 90E 06 0 383 Lag 3 Campina Grande 4 10 00 1 00 0 001 0 65 6 48 1 0 10 0 7 26 2 90E 06 1 10E 06 0 620 Lag 4 Campina Grande 5 10 00 1 00 0 001 0 65 6 48 1 0 10 0 7 26 1 10E 06 3 30E 05 0 700 Lag 5 Campina Grande 6 10 00 1 00 0 001 0 65 6 48 1 0 10 0 7 26 3 30E 05 7 50E 04 0 772 Lag 1 Campina Grande Prosab 3 2 10 00 1 00 0 001 0 65 4 64 1 4 10 0 7 28 8 91E 06 2 76E 06 0 690 Lag 2 Campina Grande jan jun 2002 3 10 00 1 00 0 001 0 65 4 64 1 4 10 0 7 28 2 76E 06 3 97E 05 0 856 Lag 3 Campina Grande 4 10 00 1 00 0 001 0 65 4 64 1 4 10 0 7 28 3 97E 05 7 16E 04 0 819 Lag 4 Campina Grande 5 10 00 1 00 0 001 0 65 4 64 1 4 10 0 7 28 7 16E 04 7 74E 03 0 891 Lag 5 Campina Grande el 10 00 1 00 0 001 065 46 14 100 7 28 7 74E 03 1 98E 03 0 744 UFPE Lagoa polimento Prosab 3 2 147 00 44 00 0 647 1 50 2678 00 3 6 3 8 8 29 E coli 3 58E 0 1 39E 05 0 961 UFV Lag pol 1 Prosab 3 2 5 60 2 80 0 002 0 90 1 50 9 4 2 0 21 26 E coli 2 59E 04 8 59E 04 0 966 Lag pol 2 out 01 a abr 02 3 5 60 2 80 0 002 0 90 1 50 9 4 2 0 21 26 8 59E 04 1 86E 03 0 978 Lag pol 3 4 5 60 2 80 0 002 0 90 1 50 9 4 2 0 21 26 1 86E 03 1 56E 01 0 991 Lag pol
205. Efluentes Sanit rios apresentados na Tabela 6 8 Nela s o apresentados os principais par metros de dimensionamento desse tipo de processo com base nas caracter sticas do afluente a ser desinfetado Tabela 6 8 Principais par metros de dimensionamento de reatores UV com l mpadas emersas e escoamento em canal com base nas caracter sticas do afluente a ser desinfetado Tipo de efluente tratado Prim rio Anaer bio o a Transmit ncia 15 a 40 15a25 30 a 50 60 a 85 Absorb ncia cm 0 6 a 0 8 0 4 a 0 8 0 3 a 0 5 0 2 a 0 4 Dose aplicada mJ cm 130a 175 90a 155 80 a 135 70 a 135 Densidade de pot ncia Wh m 8all 5 5 a 9 5 4a7 0 2 5 a5 5 Pot ncia instalada W hab 3a4 5 2 a4 5 2a3 5 1 5 a3 5 Pot ncia consumida kWh hab d 5a6 5 326 5 25a4 15a83 Equa es de c lculo citadas na resolu o do exemplo Valores aproximados a partir de uma dose efetiva de 21 mJ em calculada com base no valor da m dia da absorb ncia para cada efluente Considera es de c lculo popula o 1 000 hab per capta de esgoto de 150 L d l mpadas de 30 W efici ncia de 75 Manuten o e opera o Aspectos operacionais e de manuten o A instala o do sistema de desinfec o por radia o ultravioleta deve ser realizada em local de f cil acesso para servi os de opera o e manuten o As instala es el tricas do sistema UV dever o ser em linha separada de motores e b
206. Em termos pr ticos admite se que o grau de polui o contamina o da gua proporcional densidade de indicadores presente Em fun o das grandes quantidades de microrganismos a serem inativados no esgoto sanit rio a efici ncia de remo o necess ria para que o efluente tratado atinja os padr es de qualidade microbiol gica pode superar 99 99 Um caso t pico a associa o de reatores UASB e p s tratamento aer bio mecanizado tratando esgotos em n vel secund rio que mesmo reduzindo em m dia de 90 a 99 a densidade inicial de coliformes fecais ainda gera efluentes com importantes densidades de organismos a redu o de apenas 1 ou 2 ordens logar tmicas como se observa e Densidade de coliformes fecais t pica do esgoto bruto 10 NMP 100 ml e Densidade de coliformes no efluente com 90 de redu o 10 NMP 100 ml e Densidade de coliformes no efluente com 99 de redu o 10 NMP 100 ml Redu o necess ria para atingir um padr o de re so agr cola ou de balneabilidade efluente com 10 NMP 100 ml 99 99 Portanto mais do que os valores de efici ncia de remo o de coliformes fecais a densidade de microrganismos no efluente tratado deve ser considerada balizadora Comparando os diferentes processos de tratamento na Tabela 1 3 organizada por Von Sperling amp Chernicharo 2002 observa se que os nicos processos de tratamento capazes de produzir efluentes tratados com densidades de colifor
207. Emerick et al 2000 obteve bons ajustes a testes avaliando a inativa o de coliformes fecais com efluentes secund rios e terci rios N a7 K dose P prkdose N Np e at e 6 15 em que N concentra o de microrganismos no efluente organismos 100 ml N concentra o de microrganismos dispersos no afluente organismos 100 ml N concentra o de microrganismos associados mat ria particulada organismos 100 ml N concentra o de microrganismos no afluente N N N organismos 100 ml A aplica o desse modelo nos testes realizados pela UFES compreendendo a desinfec o UV de efluentes terci rios ilustrada pela Figura 6 6 O modelo cin tico mostrou se um tanto quanto conservativo apresentando bom ajuste pelo teste de ader ncia com o coeficiente de Pearson Tabela 6 4 226 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Dados obtidos Modelo ajustado Limite de conf inferior 05 Limite de conf superior 95 1 0E 10 1 0 E 0845 1 0 E 06 E coli NMP 100 ml 1 0E 044 NEE Jaa Noe nee g E Reuso OMS 1 0 E 02 A e h o 1 0 E 004 Dn spssss a o 0 20 40 60 80 100 120 Dose aplicada mJ em Figura 6 6 Resultados obtidos e ajuste de modelo cin tico para inativa o de E coli em efluente terci rio Tabela 6 4 Par metros obtidos com a regress o n o linear Figura 5 33 Intervalo de
208. HO O H 7 OH Fim da cadeia radicalar H O Figura 5 2 Esquema geral da decomposi o do oz nio e suas rea es Fonte Adaptado de Sens et al 1990 Rea o direta M ox Rea o indireta Figura 5 3 Reatividade do oz nio em solu es aquosas Fonte Adaptado de Langlais et al 1991 Como exemplos de compostos org nicos que reagem bem com o oz nio molecular podem se considerar e compostos olef nicos cido ol ico ou estireno reagem em segundos e hidrocarbonetos poliarom ticos podem ser carcinog nicos reagem em segundos e fenol reage em segundos O nion fenolato reage 10 vezes mais r pido que o fenol n o dissociado Os seguintes compostos apresentam pouca ou nenhuma reatividade com oz nio molecular Cap 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o 175 e benzeno reage em dias e grupos alquil saturados n o reagem e percloroetileno e tricloroetileno contaminantes comuns de guas subterr neas rea o muito lenta As rea es diretas s o altamente seletivas Somente aqueles compostos contendo grupos funcionais altamente atacados via oz nio eletrof lico tornam se oxidados A rea o direta n o funciona para oxidar poluentes derivados de solventes como alcanos benzenos ou compostos organoclorados Contudo hidrocarbonetos poliarom ticos compostos fen licos aminas livres n o protonadas ou sulfitos podem ser oxidados via rea o direta Os p
209. IXEIRA E C Avalia o de diversos indicadores de efici ncia hidr ulica como ferramenta para a an lise do desempenho de UTAE In CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANIT RIA E AMBIENTAL 20 Rio de Janeiro Anais Rio de Janeiro ABES 1999 CD ROM USEPA Environmental Protection Agency Alternative disinfectants and oxidants guidance manual New York USA 1999 112 Desinfec o de Efluentes Sanit rios WEF Water Environment Federation Wastewater disinfection manual of pratice Washington USA 1996 WERF Water Environment Research Foundation Disinfection comparison of UV irradiation to chlorination guidance for achieving optimal performance USA 1995 WHITE G C Handbook of chlorination and alternative disinfectants 4th New York Ed John Wiley amp Sons 1992 WPCF Water Pollution Control Federation Wastewater disinfection a state of the art report Washington USA 1984 Cap tulo 4 Clora o e Desclora o Miguel Mansur Aisse Bruno Coraucci Filho C cero Onofre de Andrade Neto D cio J rgensen Fl vio Rubens Lapolli Henio Normando de Souza Melo Roque Passos Piveli e S rgio Jo o de Lucca Introdu o O cloro o produto mais utilizado em todo o mundo para desinfec o de guas e esgotos No caso do Brasil n o h como negar que a clora o o m todo de maior dom nio tecnol gico e viabilidade econ mica atualmente Em que pesem os benef cios da clora o de
210. N D cio J rgensen SANEPAR Eduardo Pacheco Jord o UFRJ Fl vio Rubens Lapolli UFSC Henio Normando de Souza Melo UFRN Lourdinha F dos Santos UFPE Luis Olinto Monteggia UFRGS Marcos von Sperling UFMG Maria Eliza Nagel Hassemer UFSC M rio Takayuki Kato UFPE Mauro Floriano de Sousa Cartaxo Miguel Mansur Aisse PUC PR Paula Dias Bevilacqua UFV Pedro Alem Sobrinho USP Rafael Kopschitz Xavier Bastos UFV Regina Keller UFES Ricardo Franci Gon alves UFES Roberto Feij de Figueiredo UNICAMP Ronaldo Stefanutti UNICAMP Roque Passos Piveli USP S rgio Jo o de Lucca UFRGS T rcio D al Col Sant ana UFES Vicente de Paula Silva Colaboradores Marllon Boamorte Lobato PUC PR Edna B S Toledo PUC PR Leandro Bassani UFSC Adrianus van Haandel UFCG Jos Roberto Guimar es UNICAMP Dolores Ursula Mehnert USP Urara Kawazoe UNICAMP Doralice Meloni Assirati UNICAMP Nelson Vict ria Bariani UNICAMP Marta Siviero Guilherme Pires UNICAMP Fabr cia Faf de Oliveira UFES Sum rio Cap tulo 1 Introdu o sis casa eoesssinersnna rinn EEEE EESE E EEs l Organismos patog nicos em esgotos sanit rios iseeeeeeeenereeeeeteneeess 2 Efici ncias das tecnologias de tratamento na remo o de pat genos 5 Padr es de qualidade ei rn ai risos a coreana A ro e 8 Padr es de potabilidade esa O ED aa 8 Padr es ambientais para o corpo d gua
211. N N 1 Portanto b determinado quando a curva de regress o intercepta o eixo x Se essa equa o for lan ada em papel log log a curva interceptar o eixo y em 1 0 mas em papel aritm tico interceptar em zero porque Log 1 0 O ponto em que a reta intercepta o eixo y o ponto em que Log Rt Log b Cada ponto da curva direita representa Rt gt b 124 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Log 1 0 Log N N Declividade n gt Log RT Figura 4 2 Gr fico do modelo de Selleck Collins para a clora o Fonte White 1999 Quando n o se t m dados para obten o da curva sugere se b 4 para coliformes totais e b 3 para coliformes fecais Usando esses valores e com n 3 a Equa o 4 8 torna se id ntica Equa o 4 7 em que C R A inser o do 1 nessa ltima equa o para for ar a curva de regress o a uma linha reta para baixos valores de decaimento bacteriano Log N N Log Cxt Figura 4 3 Resolu o do modelo de Selleck Colins para a clora o Fonte White 1999 Demanda Dosagens de cloro requeridas As dosagens de cloro requeridas para a desinfec o dependem de uma s rie de fatores notadamente das caracter sticas do esgoto Nesse sentido usualmente s o Cap 4 Clora oe Desclora o 125 desenvolvidos estudos de laborat rio para determinar as concentra es timas de cloro a fim de atingir uma determinada efici ncia de desinf
212. O Exemplo algas e plantas Desenvolvimento c clico do agente infeccioso o mecanismo segundo o qual o agente infeccioso passa por uma s rie de mudan as cumprindo os est gios biol gicos de seu ciclo vital Ao t rmino do ciclo o n mero de indiv duos produzidos igual ao n mero inicial ou seja n o h multiplica o do agente O desenvolvimento ocorre por exemplo na passagem dos v rios est gios biol gicos dos helmintos ovo larva verme adulto citando os ancilostom deos e o Ascaris O desenvolvimento do agente infeccioso ou de partes dele pode ocorrer no meio ambiente no hospedeiro intermedi rio no hospedeiro definitivo ou nos vetores Doen a infecciosa doen a clinicamente manifesta de seres humanos ou animais resultante da associa o de m ltiplos fatores incluindo a presen a de agente que cause infec o Dose infectante a quantidade de agente etiol gico necess ria para iniciar uma infec o Varia conforme a virul ncia do bioagente patog nico e a resist ncia do hospedeiro Dose infectante 50 DI a quantidade de agente etiol gico necess ria para iniciar uma infec o em metade dos indiv duos da popula o exposta 50 da amostra Endemia refere se presen a constante de uma doen a agravo ou agente infeccioso em determinada rea geogr fica ou grupo populacional Na endemia a ocorr ncia de casos novos incid ncia conhecida e esperada variando dentro de l
213. O al m da configura o f sica da lagoa A profundidade exerce grande influ ncia em K lagoas mais rasas possuem maiores valores do coeficiente de decaimento bacteriano em raz o dos seguintes aspectos a maior atividade fotossint tica ao longo da maior parte da profundidade conduzindo a maiores valores de OD e pH b maior penetra o da radia o UV ao longo da maior parte da profundidade Catunda et al 1994 van Haandel amp Lettinga 1994 von Sperling 1999 No entanto deve se analisar o efeito combinado das lagoas mais rasas K maior mas o tempo de deten o t menor para uma dada Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 299 rea superficial O impacto no produto K t pode ser avaliado atrav s das f rmulas apresentadas para os diferentes regimes hidr ulicos Em lagoas de estabiliza o em locais de clima quente e tend ncia estratifica o a camada anaer bia no fundo desempenha papel negativo O decaimento bacteriano em condi es anaer bias inferior quele em condi es aer bias Portanto em uma lagoa facultativa a efici ncia de remo o de coliformes no ver o pode ser inferior de um inverno suave em que h predomin ncia das condi es aer bias Arceivala 1981 Em uma revis o da literatura internacional von Sperling 1999 identificou valores de K variando de 0 2 a 43 6 d 20 C o que uma faixa extremamente ampla e com pouca confiabilidade para projetos Os maiores valores
214. P 100 ml Pontos de M dia M dia coleta M n E m x ds M n E m x RE geom trica geom trica A 3 10E 00 a 2 40E 07 1 12E 05 1 00E 00 a 6 70E 05 3 28E 03 A2 1 00E 00 a 2 41E 03 3 38E 01 1 00E 00 a 2 01E 01 1 84E 00 B 1 00E 00 a 5 05E 05 4 17E 01 1 00E 00 a 3 31E 01 1 41E 00 C 1 00E 00 a 1 29E 04 1 33E 02 1 00E 00 a 9 80E 01 2 29E 00 D 1 00E 00 a 6 48E 02 1 25E 02 1 00E 00 a 5 68E 01 1 76E 00 Projetos na UFRN O p s tratamento de efluentes de esta es de tratamento de esgotos sanit rios pela disposi o controlada no solo tem se mostrado um m todo eficaz e apropriado porque apresenta uma s rie de vantagens incluindo o baixo custo os benef cios da revitaliza o do solo para nutri o vegetal e principalmente a prote o dos corpos d gua naturais e da sa de p blica Ao percolar ou escoar no terreno o efluente sofre tratamento complementar no solo que se comporta como meio filtrante e possibilita a adsors o e a bioconver o por microrganismos que por sua vez sofrem competi o vital e exposi o a condi es ambientais adversas e assim o processo tamb m eficiente na remo o de patog nicos remanescentes dos efluentes da ETE A reten o f sica filtra o nos processos de infiltra o percola o a sedimenta o e a filtra o superficial no escoamento superf cie e a a o dos microrganismos presentes nos solos n o e
215. Reoviridae Rotav rus e orthoreov rus s o os g neros de maior signific ncia cl nica e epidemiol gica dessa fam lia Medem de 70 a 80 nm e caracterizam se por possuir genoma constitu do de RNA de fita dupla segmentado em 10 a 11 fragmentos Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 43 apresentam simetria icosa drica n o s o envelopados mas possuem dois caps deos distintos um interno e outro externo Ao microsc pio eletr nico assemelham se a uma roda volante Os rotav rus Figura 2 6 t m distribui o mundial e s o classificados em sete grupos distintos A B C D E Fe G O grupo A o mais importante na patologia humana e est associado a quadros graves de gastroenterites em crian as e lactentes Os grupos B e C s o responsabilizados por surtos de gastroenterites em crian as e adultos Os rotav rus s o considerados a causa mais comum de gastroenterite aguda em crian as e s o respons veis por mais de 50 das interna es de indiv duos com menos de 5 anos Ap s um per odo de incuba o de 24 a 48 horas provocam v mitos e diarr ia associados febre recupera o ocorre geralmente em um per odo de 5 a 6 dias Os rotav rus tamb m s o associados a surtos de gastroenterites em ambientes fechados como creches enfermarias pedi tricas e n cleos geri tricos Figura 2 6 Rotav rus O mecanismo principal de transmiss o do rotav rus a forma fecal oral entre pessoa
216. S o Paulo Cetesb 1992 CHERNICHARO C A L Coord P s tratamento de efluentes anaer bios PROSAB 2 Belo Horizonte Segrac Editora e Gr fica 2001 544 p COURACCI FILHO B Processos convencionais e alternativos de desinfec o de guas residu rias Campinas Universidade Estadual de Campinas Faculdade de Engenharia Civil Departamento de Saneamento e Ambiente 2003 43 p DALSASSO R L Pr ozoniza o de guas contendo agrot xico seguida de filtra o direta 1999 Disserta o Mestrado em Engenharia Ambiental Departamento de Engenharia Sanit ria e Ambiental Universidade Federal de Santa Catarina DI BERNARDO L M todos e t cnicas de tratamento de gua v 1 ABES 1993 EIGUER S FILHO S S E FILHO F A L Modelagem matem tica de sistemas de ozoniza o por contato parte I formula o te rica Engenharia Sanit ria e Ambiental v 3 n 1 p 15 22 jan mar 1998 FACILE N BARBEAU B Evaluating bacterial aerobic spores as a surrogate for Giardia and Cryptosporidium inativacion by ozone Water Research v 34 n 12 p 3238 3246 2000 HASSEMER M E N Tratamento de efluente t xtil por processo f sico qu mico com oz nio e flocula o em meio granular 2000 Disserta o Mestrado em Engenharia Ambiental Departamento de Engenharia Sanit ria e Ambiental Universidade Federal de Santa Catarina KURELEC B The genotoxity disease syndrome Mar Enverion Res v 35 p 341
217. S HAA 1 32 104 8 v UASB FB 8 7 h 22 4 0 40 45 5 THM 2 4 22 V 7 342 PUCPR m m d Da 274 o 16 NV NV o 0 009 UASB LA 8 7 h 4 3 h 5 5 6 0 30 40 3 THM 2 4 28 V 17 NV FAn 7 0 4 0 1 3 4 Unicamp E oe 30 E amp E E 0 0002 Vala filtr at 0 4 0 04 3 4 L estab 6 4 8 6 10 40 4 3 5 SP FS NaOC E x z USPESP req R 1 0 2 0 30 1 4 UFRN FAn e 7 9 10 25 4 6 0 005 Nota 1 NaOCI comercial NaOCI gerado in loco batelada 2 mesmo dilu do ou denitrificado 3 S sim 4 t de 40 min 20 30 de remo o de DQO DBO 5 V vi veis e NV n o vi veis 6 peixe indicador Pimephales promellas SOUBJIUES Sajuan 3 op OBIDajuIsag SL Cap 4 Clora oe Desclora o 153 Todos os efluentes tratados na esta o piloto apresentam alto potencial formador te rico de trihalometanos variando de 100 ug L para reator sequencial em batelada a 400 ug L para efluente tratado do UASB Na realidade para as doses de 6 e 13 mg L de hipoclorito ensaiadas com tempos de deten o de 30 5 a 110 minutos os testes piloto revelaram que o teor medido de trihalometanos totais nunca ultrapassou 5 ug L talvez pelo controle exercido pelo nitrog nio amoniacal Nesse sentido atende se ao padr o de emiss o de clorof rmio de 1 mg L Quanto aos cidos haloac ticos conhecidos mutag nicos sua gera o chegou a 50 ug L abaixo mas muito pr ximo do padr o ame
218. SB escala Arrudas real lagoas escala real eaa demonstra o escala escala piloto lagoas escala demonstra o piloto a 71 E 88 86 63 e 98 1 100 0 98 4 96 5 100 Observa o efici ncias calculadas com base nas m dias aritm ticas das concentra es afluentes e efluentes A Figura 7 17 compara as efici ncias m dias de remo o obtidas com aquelas estimadas segundo a equa o de Ayres et al 1992 Equa o 7 11 para valores m dios Observa se que o modelo de Ayres capaz de indicar que as efici ncias m dias a serem alcan adas devem situar se acima de 96 o que foi reproduzido pelos dados experimentais Ovos de helmintos 1 lagoa da s rie Efici ncia estimada Ayres e observada 100 e 991 S o o 981 o g 2 97 o Efic observada i 96 Efic estimada 95 0 5 10 15 20 25 Tempo de deten o d Figura 7 17 Compara o entre os valores de efici ncia de remo o de ovos de helmintos estimada segundo Ayres et al 1992 e observada nas lagoas de polimento investigadas 326 Desinfec o de Efluentes Sanit rios No entanto o ajuste fino do modelo aos dados observados n o foi alcan ado retratando a dificuldade na reprodu o de dados experimentais de ovos de helmintos com uma an lise laboratorial n o trivial e m dias aritm ticas que n o retratam bem a tend ncia central dos dados por um modelo simplificado Mesmo a
219. Sanit rios Arranjo das lagoas Lagoas de polimento em s rie Reator UASB Afluente O Lagoa 1 Lagoa 2 37 20 m 148 80 m Lagoa 3 Efluente Lagoa 4 final 148 80 m Refer ncias bibliogr ficas AGUNWAMBA J C et al Prediction of the dispersion number in waste stabilization ponds Water Research v 26 n 85 1992 ARCEIVALA S J Wastewater treatment and disposal New York Marcel Dekker 1981 892 p AYRES R M ALABASTER G P MARA D D LEE D L A design equation for human intestinal nematode egg removal in waste stabilization ponds Water Research v 26 n 6 p 863 865 1992 CATUNDA P E C VAN HAANDEL A C LETTINGA G Post treatment of anaerobically treated sewage in waste stabilization ponds In SYMPOSIUM OF ANAEROBIC DIGESTION 7 1994 Capetown Africa do Sul Anais Capetown 1994 p 405 415 CAVALCANTI P E F VAN HAANDEL A C KATO M T VON SPERLING M LUDUVICE M L MONTEGGIA L O P s tratamento de efluentes de reatores anaer bios por lagoas de polimento In CHERNICHARO C A L Coord P s tratamento de efluentes de reatores anaer bios Rio de Janeiro PROSAB ABES 2001 p 105 170 CETESB Opera o e manuten o de lagoas anaer bias e facultativas S o Paulo Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental 1989 91 p CURTIS T P MARA D D SILVA S A Influence of pH oxygen and humic substances on ability of sunlight to
220. a Reator sequencial em batelada RSB a forma em batelada do tratamento biol gico por lodos ativados podendo se obter simultaneamente oxida o total do lodo denitrifica o e remo o de f sforo apenas controlando se par metros cin ticos e tempos de ciclos de opera o num nico tanque Tamb m o efluente tratado do RSB necessita de desinfec o como os demais processos biol gicos para atingir os padr es de emiss o A Figura 9 4 mostra que se pode produzir efluentes com at 5 unidades log de inativa o de coliformes fecais observando o padr o de emiss o empregado no Rio Grande do Sul Crit rios de projeto para a desinfec o com o ferrato VI O on ferrato VI para aplica es de pr tratamento de guas e desinfec o de efluentes tratados pode ser empregado na forma s lida ferrato de pot ssio ou na forma l quida ferrato de s dio A vantagem da forma l quida seria a produ o in loco facilitando a dosagem A forma s lida tem sido produzida apenas em laborat rio em pequenas quantidades para pesquisa e sistemas piloto Na forma l quida n o h limites tecnol gicos ou problema de estabilidade da solu o oxidante pois a solu o aplicada imediatamente ap s a produ o do desinfetante Para dosar solu es l quidas se empregam bombas dosadoras trompas de v cuo etc com sistemas difusores em vertedouros ou ressaltos hidr ulicos para melhor contato entre o desinfetante e
221. a 138 Desinfec o de Efluentes Sanit rios ordem de 40 1 a fim de minimizar a ocorr ncia de curto circuito Figuras 4 12 e 4 13 Garantidas essas condi es o volume do tanque de contato pode ser calculado da seguinte forma V Qua xt 4 14 em que V volume do tanque de contato m Q a Vaz o m dia afluente ao tanque de contato m min t tempo de contato min O tempo de contato o par metro fundamental para dimensionar o volume do tanque de contato sendo normalmente adotados valores entre 15 e 45 minutos garantindo um tempo m nimo de 15 minutos para as condi es de vaz o m xima Para a desclora o quando providenciada uma boa mistura podem ser adotados tempos t o baixos quanto 1 minuto para desclorantes gasosos ou l quidos No projeto do tanque de contato deve se garantir ainda a manuten o de velocidades horizontais para as condi es de vaz es m nimas suficientes para evitar a deposi o de s lidos no fundo do reator Essas velocidades horizontais m nimas devem ser da ordem de 3 0 a 7 5 cm s De qualquer forma o projeto deve prever descargas de fundo para possibilitar a limpeza do tanque Nos casos em que o lan amento final do efluente da esta o feito por meio de longos emiss rios nos quais o esgoto apresenta tempos de percurso superiores aos tempos de contato requeridos para desinfec o pode ser poss vel eliminar a constru o do tanque de contato
222. a o do v rus na c lula hospedeira a capacidade infectiva do v rus fica comprometida Altas concentra es de oz nio podem destruir completamente o caps deo Efeitos sobre Giardia sp este protozo rio encontrado no meio ambiente exclusivamente sob a forma de cistos sendo bem documentada a ocorr ncia de infec es provocadas por esse microrganismo de origem h drica Esses cistos s o altamente resistentes no meio ambiente permanecendo vi veis por at tr s semanas a 5 C O maior valor de CT reportado na literatura foi para os cistos de Giardia muris tendo o valor de 1 94 mg min L em pH 7 e temperatura de 5 C Efeitos sobre Cryptosporidium sp este protozo rio um parasita que infecta diversos hospedeiros animais incluindo o homem No homem a criptosporodiose uma infec o que dura em torno de quatro semanas sendo autolimitada no entanto em hospedeiros imunocomprometidos especialmente aqueles com a s ndrome da imunodefic ncia adquirida AIDS a infec o produz severa e prolongada diarr ia para a qual n o existe tratamento quimioter pico adequado portanto contribui para a mortalidade O pequeno tamanho desses cistos em torno de 5 um aliado a sua alta resist ncia aos agentes desinfetantes constitui um complicador para a elimina o em esta es de tratamento de gua e esgoto Estudos realizados por Langlais et al 1991 resultaram em valores de CT de 4 4 mg min L para elimina o de uma concen
223. a gua Al m das bact rias n o patog nicas oriundas do trato intestinal de humanos e animais os esgotos sanit rios tamb m cont m bact rias patog nicas que causam doen as gastrointestinais em humanos como febre tif ide c lera diarr ia e disenteria Ex Salmonella spp e Shigella spp Geralmente s o os organismos patog nicos mais sens veis a o de desinfetantes f sicos e qu micos V rus No que se refere aos esgotos sanit rios os v rus de maior interesse s o conhecidos como v rus ent ricos Nesse grupo encontram se aqueles que se multiplicam no trato gastrointestinal do ser humano sendo eliminados em elevadas densidades pelas fezes 106 10 g fezes Os v rus s o os organismos patog nicos de menores dimens es com ordem de grandeza de nan metro S o organismos constitu dos pela associa o de material gen tico DNA ou RNA com cobertura prot ica protetora caps deo que s se multiplicam no interior de c lulas vivas s o parasitas intracelulares obrigat rios Apresentam sobreviv ncia similar ou um pouco superior das bact rias no meio ambiente sendo no entanto mais resistentes aos processos de tratamento Os v rus ent ricos podem causar v rios tipos de doen as nem sempre restritas ao aparelho digestivo dentre elas algumas consideradas emergentes atualmente As doen as mais conhecidas causadas por v rus ent ricos s o a hepatite infecciosa v rus da hepatite A as gastroenterites e
224. a gua natural j que a desinfec o econ mica de esgotos se processa praticamente por causa das cloraminas pois o cloro ativo reage preferencialmente com os compostos de am nia Ademais a desinfec o de esgotos diferentemente da gua n o exige inativa o total de microrganismos podendo se trabalhar com v rias faixas de rela o entre o tempo de contato e a dosagem aplicada em fun o do uso a que se destinar o efluente desinfetado Principais compostos Para desinfec o de guas residu rias o cloro pode ser encontrado comercialmente nas formas gasosa Cl l quida hipoclorito de s dio e s lida hipoclorito de c lcio Tamb m pode ser produzido no local a partir de salmoura ou rea o controlada de produtos qu micos Cloro g s O cloro molecular Cl um g s amarelo e esverdeado de densidade maior que o ar temperatura e press o ambientes Quando comprimido a press es superiores a sua press o de vapor o cloro se condensa em l quido com consequente libera o de calor e redu o de volume em cerca de 450 vezes Essa a raz o pela qual o transporte comercial de cloro usualmente feito em cilindros pressurizados que possibilitam substancial redu o do volume No entanto quando se necessita fazer a aplica o do cloro na forma gasosa muitas vezes torna se necess rio suprir energia t rmica para vaporizar o cloro l quido comprimido Algumas das principais propriedades f sicas do cloro
225. a 2001 METCALF amp EDDY Wastewater engineering New York John Willey amp Sons 2001 OTAKI M YANO K OHGAKI S Virus removal in a membrane separation process Water Sci and Tech v 37 n 10 p 107 116 1998 408 Desinfec o de Efluentes Sanit rios REBHUN M GROSSMANN L MANKA J Formation of disinfection byproducts during chlorination of secondary effluent and renovated water Jour WEE v 69 n 6 1997 SHARMA V Potassium ferrate V an enviromentally friendly oxidant Adv Environ Research v 6 p 143 156 2002 SPEITEL G SYMONS J WANIELISTA M MIALARET J Advanced oxidation biodegradation process for the destruction of TOC and disinfection by products preccursors JAWWA v 92 p 59 73 2000 TILL S W JUDD S J MCLOUGHLING B Reduction of faecal coliform bacteria in sewage effluents using a microporous polimeric membrane Water Sci and T ch v 32 n 5 p 1417 1422 1998 URASE T YAMAMOTO K OHGAKI S Effect of pore size distribution of ultrafiltration membranes on virus rejection in crossflow conditions Water Sci and Tech v 30 n 9 p 199 208 1994 WATTS et al Photocatalytic oxidation the process and its pratical applications In MID ATLANTIC CONF 25 1995 Maryland Proceedings Maryland 1995 v 29 p 95 WHITE C Handbook of chlorination and alternative disinfectants 4 ed New York John Willey amp Sons 1999 ZHOU H SMITH D W Adv
226. a G Restri o de culturas mais controle da exposi o humana Esta combina o de barreiras sem o efluente receber qualquer tipo de tratamento pode reduzir consideravelmente o risco dos trabalhadores rurais e proteger os consumidores e Barreira H Tratamento completo Corresponde a um conjunto de lagoas operando em s rie ou sistema equivalente em termos de remo o de patog nicos O efluente desse sistema dever atender ao padr o de qualidade microbiol gica estabelecido pela OMS para irriga o com esgoto de reas que se enquadrem na categoria A culturas consumidas cruas e campos de esporte cujos par metros s o transcritos a seguir e Nemat deos intestinais Ascaris lumbricoides Ancylostoma duodenale e Necator americanus a m dia aritm tica do n mero de ovos durante o per odo de irriga o deve ser lt 1 ovo L e Coliformes fecais CF a m dia geom trica do n mero de CF durante o per odo de irriga o deve ser lt 1 000 CF 100 ml OMS 1989 Esse tipo de solu o oferece plena prote o a consumidores e a trabalhadores agr colas Tal afirma o emitida pelos autores do diagrama de avalia o de risco deve ser compreendida como uma aprecia o de car ter relativo tendo em vista que nenhum dos sistemas de tratamentos citados no m todo em estudo confere plena e total prote o sanit ria Descri o da tecnologia utilizada no PROSAB Projetos na Unicamp Projeto de irriga o c
227. a UV emersa de comprimento de onda de 254 nm e pot ncia iguala 8 Watts que opera com fluxo cont nuo Figuras 6 27 e 6 28 Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 261 Figura 6 27 Detalhes do reator UV tipo calha com l mpada de 8 Watts emersa comprimento de onda 254 nm Figura 6 28 Reator UV tipo calha com l mpada de 8 Watts emersa comprimento de onda 254 nm em opera o Projeto de pesquisa da USP O objetivo geral da pesquisa realizada pela USP em colabora o com a Sabesp foi avaliar os efeitos da coagula o e da flocula o dos efluentes de uma lagoa facultativa com separa o posterior de s lidos por meio de sedimenta o em decantador lamelar Foram avaliadas vari veis de natureza f sico qu mica e indicadores biol gicos Construiu se uma unidade piloto Figura 6 29 que foi alimentada de forma cont nua com os efluentes de lagoa facultativa por meio de bombeamento 262 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Figura 6 29 Unidade piloto utilizada para tratamento f sico qu mico do efluente de lagoa de estabiliza o A vaz o de alimenta o foi mantida constante em todo o estudo em torno de 200 L hora mantendo se fixos os tempos de deten o na mistura r pida volume til 4 3 L e tempo de deten o de 1 5 minuto no tanque de flocula o volume til 93 L e tempo de deten o de 30 minutos e no decantador lamelar volume til 66 L e tempo de
228. a contempla dois tipos de tratamento lagoas de estabiliza o LE e tratamento secund rio convencional TSC O primeiro LE capaz de eliminar os ovos de helmintos protegendo os agricultores e consumidores Entretanto o decaimento bacteriano apenas reduz o risco de contamina o dos consumidores de verduras n o chegando a elimin lo O segundo tipo TSC n o garante a redu o total dos ovos de helmintos nem das bact rias portanto trabalhadores e consumidores apenas ser o submetidos a um risco menor Cap 8 Disposi o no Solo 355 e Barreira E Tratamento parcial do esgoto combinado com restri o de culturas Semelhantemente barreira D foram previstos dois tipos de tratamentos lagoas de estabiliza o LE e tratamento secund rio convencional TSC Ao implantar o tratamento parcial combinado com a restri o de cultura consumidores e trabalhadores estar o protegidos quando o tipo de tratamento for lagoa de estabiliza o Por m quando for TSC os trabalhadores estar o expostos a um risco menor enquanto os consumidores ficar o protegidos e Barreira F Tratamento parcial do esgoto mais controle da exposi o humana Neste caso foi previsto apenas um tipo de tratamento por meio de lagoa de estabiliza o LE Ao implantar o tratamento parcial combinado com o controle da exposi o humana os trabalhadores estar o protegidos enquanto os consumidores ficar o expostos a um risco menor e Barreir
229. a e ou de compostos n o saturados ou conjugados ent o a transmiss o do UV pode ser diminu da Demanda bioqu mica de oxig nio DBO Afeta a solubilidade de metais que podem absorver a luz UV Dureza Pode levar precipita o de carbonatos nos tubos de quartzo Materiais h micos ferro Alta absorb ncia de radia o UV pH Afeta a solubilidade de metais e carbonatos SST Absorve a radia o UV e protege microrganismos no interior das part culas Fonte Adaptado de Usepa 1999 A intensidade m dia UV aplicada em um reator pode ser determinada conforme os m todos descritos na se o Processos de desinfec o por meio de radia o UV Alguns trabalhos utilizam a Lei de Beer Lambert Equa o 6 6 para corre o da intensidade aplicada e conseq ente determina o da intensidade m dia efetiva na desinfec o UV A demanda de radia o UV no esgoto pode ser quantificada por espectrofotometria no comprimento de onda de 254 nm obtendo se a absorb ncia de energia por unidade de profundidade Por quest es de praticidade os resultados tamb m podem ser expressos em fun o da intensidade ou da dose aplicada desde que sejam informadas as caracter sticas de absorb ncia das amostras analisadas Para convers o dos resultados utiliza se a Equa o 6 6 Exemplo 2 c lculo da dose efetiva a partir das caracter sticas do esgoto Calcular as doses de UV aplicada e efetiva de uma amostra de
230. a na remo o de organismos indicadores e patog nicos as lagoas de matura o s o usualmente projetadas em uma das duas seguintes configura es a tr s ou quatro lagoas em s rie ver Figura 7 4 ou b uma ou mais lagoas com chicanas 284 Desinfec o de Efluentes Sanit rios LAGOA ANAER BIA LAGOA FACULTATIVA LAGOAS DE MATURA O Corpo receptor Lagoa Lagoa anaer bia facultativa X Fase Fase s lida s lida Figura 7 4 Fluxograma t pico de um sistema de lagoas de estabiliza o seguidas por lagoas de matura o em s rie d Lagoas de polimento Os sistemas anaer bios de tratamento de esgotos cresceram em popularidade e alcance em pa ses de clima quente como o Brasil Dentre esses processos destaca se o reator anaer bio de manta de lodo e fluxo ascendente reator UASB amplamente enfocado pelo PROSAB Os reatores UASB atingem boa efici ncia na remo o de DBO em torno de 60 a 75 considerando se os baixos tempos de deten o a simplicidade do processo e a inexist ncia de equipamentos como aeradores No entanto essa efici ncia na maior parte das vezes insuficiente exigindo p s tratamento para o efluente anaer bio O p s tratamento pode objetivar alguns dos seguintes itens a remo o adicional de DBO b remo o de nutrientes c remo o de organismos patog nicos Uma alternativa de p s tratamento bastante atraente representada pelas lagoas de estabiliza o p
231. a que s o efetivamente removidos por filtra o por m persistem d vidas sobre sua remo o em rela o aos nemat ides por sedimenta o observa o similar aplica se ao Strongyloides uma vez que o agente excretado na forma de larva ovos de Schistosoma s o efetivamente removidos por filtra o mas n o o mirac dio SOuBJIUeS s u nj4J ap oeIDajuisog ZZ Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 73 No esquema da Figura 2 11 representam se alguns dos fatores que interv m na veicula o dos organismos patog nicos ao longo do ciclo de excre o meio ambiente contato com novo hospedeiro e assim o risco potencial de transmiss o de doen as Lat ncia Carga excretada Persist ncia Dose infectate Multiplica o Hospedeiro gt ETE Meio ambiente gt ETA Hospedeiro Figura 2 11 Vari veis determinantes na transmiss o de doen as relacionadas a excretas e esgotos sanit rios adaptado de Feachem et al 1983 Genericamente dentre os fatores que favorecem a transmiss o incluem se 1 alta carga excretada 2 baixa dose infectante 3 n o desenvolvimento de imunidade 4 sobreviv ncia prolongada no meio ambiente 5 inexist ncia de per odo de lat ncia no meio ambiente 6 exist ncia de reservat rio animal 7 inexist ncia de hospedeiros intermedi rios 8
232. a redu o de coliformes com a concentra o de cloro residual ao final do processo sendo necess rias boas condi es de mistura no ponto de aplica o e que n o ocorram curtos circuitos ao longo do tanque N q L 0 23x Cx 4 5 0 Ainda de acordo com White 1999 observando a opera o de sistemas em escala real pode se considerar que boas condi es de mistura ocorrem com gradiente de velocidade da ordem de 500 s e tempo de contato maior ou igual a 30 minutos Valores de tempo de contato superiores a 60 minutos por outro lado devem ser evitados no caso da desinfec o de esgotos com concentra o de nitrog nio org nico superior a 5 0 mg L tendo em vista que nessas condi es as monocloraminas hidrolisadas podem se converter em organocloraminas com baixa capacidade germicida Esse modelo um recurso interessante para o dimensionamento dos sistemas de clora o Por exemplo quando o objeto da desinfec o s o efluentes prim rios o valor de N pode ser da ordem de 38 x 10 100 ml Supondo que se deseja atingir o padr o de 10 NMP 100 ml para coliformes totais tem se 10 sgg E 1 0 23xc xt ou seja C x t 142 Para tempo de contato de 30 minutos C 4 73 mg L ou aproximadamente 5 mg L Para garantir a prov vel demanda imediata 3 a 5 minutos de cloro de 6 a 8 mg L mais a inativa o ao longo do tanque de contato com consumo de cloro estimado em 1 0 mg L a dosagem de cloro ser de 5 8 1 14 mg
233. adas do piso reduzindo seu contato com a umidade que a poder existir Nas vigas devem existir cal os a fim de impedir Cap 4 Clora oe Desclora o 141 que os cilindros rolem Sua movimenta o feita mediante talha el trica presa a uma monovia Manfrini 1987 Clorito de s dio E fornecido em escamas acondicionadas em tambores de a o Apresenta grande poder oxidante exigindo por isso cuidados no transporte e manuseio Dissolve se facilmente na gua em temperatura normal formando uma solu o marrom alaranjada quimicamente est vel Em contato com cidos libera di xido de cloro Aquecido acima de 175 C decomp e se rapidamente liberando oxig nio e calor Se a decomposi o ocorrer em recipiente fechado ocorrer explos o N o h entretanto cuidados especiais para manuseio a n o ser a necessidade de impedir sua ingest o e seu contato com mucosas e pele N o pode entrar em contato com materiais combust veis inclusive com tecidos Se isso ocorrer necess rio lavar o local ou a pe a atingida at remover todos os tra os do produto Se tal n o for feito o material combust vel deve ser rapidamente removido para o exterior e queimado O armazenamento deve ser feito em local especial onde n o possam ocorrer acidentes Esse local ser usado inclusive para armazenar os recipientes vazios que contiverem o produto at seu retorno para re so Nessa ocasi o os recipientes dever o ser lavados
234. ade em um comprimento de onda espec fico Ryer 1997 A precis o da medida realizada com radi metros est associada sensibilidade do equipamento e quantidade de medidas feitas em diferentes pontos do reator Daniel 1993 Este m todo muito confi vel na determina o de intensidade de radia o colimada Entretanto como a maioria dos sensores apresenta resposta conforme a lei do cosseno as leituras para radia o incidente em ngulos horizontais menores que 30 s o minoradas Ent o medi es pr ximas fonte emissora de energia n o s o v lidas Ryer 1997 Severin amp Roessler 1998 a partir de modelagem matem tica e testes radiom tricos prop em o limite m nimo de quatro cent metros para a dist ncia do ponto de medi o objetivando a confiabilidade das leituras obtidas A modelagem matem tica pode ser utilizada para confirma o do comportamento da intensidade obtido por medi o direta Blatchley HI 1997 Exemplo 1 c lculo da intensidade de radia o UV por interm dio do modelo LSI Utilizar o modelo LSI proposto por Blatchley III 1997 para calcular a intensidade no centro do eixo colimador em um ponto distante 13 2 cm de seu final O equipamento colimador da radia o UV apresentado na Figura 6 3 e tem as seguintes caracter sticas f sicas xi Ocm y O cm D di metro do eixo colimador 10 5 cm e f limites de integra o em um colimador D 2 a D 2 Cap 6 Desinfec o
235. ador de horas de funcionamento das l mpadas registro das l mpadas queimadas ou desligadas anota o da transmit ncia medida no local e medi o de vaz o instant nea Nesse caso recomend vel instalar um medidor de vaz o Calha Parshall do efluente da ETE pr ximo aos m dulos de desinfec o Todos esses acess rios geralmente s o especificados e fornecidos pelo fabricante do sistema de desinfec o Refer ncias Bibliogr ficas ALVES C V P Amplia o de escala e avalia o de um fotorreator simplificado de radia o UV na desinfec o de esgotos tratados 2003 124 f Disserta o Mestrado em Saneamento Meio Ambiente e Recursos H dricos Escola de Engenharia Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte BLATCHLEY III E Numerical modeling of UV intensity application to collimated beam reactors and continuous flow systems Water Research v 31 n 9 p 2205 2218 1997 BOLTON J R Calculation of ultraviolet fluence rate distributions in an annular reactor significance of refraction and reflection Water Research v 34 n 13 p 3315 3324 2000 CASTRO SILVA J C Avalia o de um fotorreator simplificado de radia o UV utilizado na inativa o de coliformes e ovos de helmintos em esgotos tratados 2001 97 f Disserta o Mestrado em Saneamento Meio Ambiente e Recursos H dricos Escola de Engenharia Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte 274 Desinfec o de Efluent
236. agentes etiol gicos O diagrama de avalia o de risco proposto esquem tico tem forma circular e apresenta cinco coroas conc ntricas que representam os elementos participantes de um sistema de irriga o Esses elementos est o distribu dos do raio maior para o menor da seguinte forma gua residu ria campo de irriga o cultura irrigada trabalhador rural e consumidor Os microrganismos patog nicos correspondem s tr s setas que apontam para o interior do diagrama com o prop sito de atingir seu centro A circunfer ncia desenhada com linha preta espessa representa um obst culo que ao ser ultrapassado pelos parasitas exp e os trabalhadores rurais e os consumidores representados por duas coroas circulares situadas entre o obst culo e o centro do diagrama contamina o O diagrama tamb m est dividido em nove segmentos circulares que variam de Aa H e representam as barreiras sanit rias aplicadas de forma simples ou combinada Cap 8 Disposi o no Solo 353 Tratamento Aus ncia de completo medidas de H prote o Restri o de culturas Controle de exposi o humana Restri o de cultura Tratamento parcial Controle da F exposi o humana Sele o dos m todos de irriga o parcial Ear Controle da Restri o de LE D TSC exposi o culturas humana Tratamento parcial Conven es gua residu ria II Campo de irriga o IH
237. agoas de polimento dimensionadas como lagoas de matura o Uma vantagem substancial da utiliza o dos reatores UASB relaciona se economia global nos requisitos de rea o que tem sido a principal desvantagem dos sistemas cl ssicos de lagoas 286 Desinfec o de Efluentes Sanit rios SISTEMAS CONVENCIONAIS DE LAGOAS DE ESTABILIZA O LAGOA FACULTATIVA LAGOAS DE MATURA O Corpo receptor Taramo nto Lagoa facultativa preliminar Lagoas de matura o em s rie gt f gt ES rS q NE X Ld Fase Fase s lida s lida LAGOA ANAER BIA LAGOA FACULTATIVA LAGOAS DE MATURA O Corpo receptor Tratamento L L preliminar agoa agoa anaer bia facultativa Lagoas de matura o em s rie 5 N gt N J S nrn a 1 N X Fase Fase s lida s lida REATORES UASB SEGUIDOS DE LAGOAS DE POLIMENTO REATOR UASB SEGUIDO DE LAGOAS DE POLIMENTO Corpo Reator receptor Tratamento UASB preliminar gas Lagoas de polimento matura o em s rie p lt e v v LO Fase s lida Lodo biol gico Transporte Disposi o j estabilizado E Er g EERTE final Desidrata o Figura 7 6 Compara o entre concep es cl ssicas de lagoas de estabiliza o e a concep o mais recente reator UASB seguido por lagoas de polimento Compara o entre os sistemas de lagoas As tabelas a seguir apresentam de forma sint tica e compar
238. al m das chamadas doen as emergentes e reemergentes O termo agravos ou pat genos emergentes refere se queles para os quais a aten o e ou preocupa o de m dicos especialistas e epidemiologistas tem se voltado a partir de per odos mais ou menos recentes sendo que as rela es causais que explicam seus determinantes e padr es de ocorr ncia podem n o estar muito bem esclarecidas Em se tratando de doen as infecciosas emergentes o agente patog nico pode ser caracterizado de fato como uma esp cie nova ou um organismo j existente mas que apenas agora se descobriu sua capacidade de infectar e ser patog nico para seres humanos e ou animais seja porque se mantinha em incid ncia reduzida no ambiente ou no hospedeiro seja devido s pr prias limita es de detec o cl nica e laboratorial Um exemplo t pico de zoonose e doen a emergente seria a criptosporidiose causada pelo protozo rio Cryptosporidium cujas fontes de contamina o e vias de transmiss o incluem comprovadamente esgotos sanit rios e guas de recrea o e consumo humano Outro exemplo de zoonose inicialmente reconhecida apenas como doen a animal a gastroenterite causada pela bact ria Campylobacter No caso de agravos reemergentes essencialmente o crit rio epidemiol gico que os caracterizam Um agravo considerado reemergente quando apresenta mudan a em seu perfil epidemiol gico de ocorr ncia Pat genos ou doen as dissemina
239. alhos desenvolvidos na Escola de Engenharia de S o Carlos USP Daniel 1993 Para realiza o de ensaios em batelada utilizou se um colimador Figuras 6 31b e 6 32a equipamento composto de uma c mara contendo uma l mpada ultravioleta e uma abertura por onde um feixe de luz direcionado atrav s de um tubo reto para um recipiente contendo a amostra a ser irradiada Como fonte de irradia o l mpadas de baixa press o de vapor de merc rio 30 W de pot ncia nominal e 90 cm de comprimento L mpadas UV Planta EA Planta 50 cm i 40 cm m 10 cm 95 cm 18 cm Corte E 20 cm 35 cm l Sa da 3 Agitador magn tico Entrada a Reator em cont nuo b Colimador Figura 6 31 Reator cont nuo de l mpadas emersas a e Colimador b Realizaram se testes preliminares com dois tipos de l mpadas avaliando se a intensidade de radia o emitida o tempo que cada l mpada leva at atingir a m xima radia o a temperatura atingida e a influ ncia da temperatura na emiss o da radia o No colimador foram testadas amostras de efluentes tratados pelo sistema aer bio lodo ativado anaer bio UASB e lagoas de estabiliza o 266 Desinfec o de Efluentes Sanit rios a Colimador b Reator em cont nuo Figura 6 32 Fotografia do colimador a e do reator em cont nuo b Os efluentes utilizados nos experimentos foram prove
240. alinidade al m da variabilidade de resist ncia entre as popula es de microrganismos afetam o fator CT requerido para uma eficiente desinfec o A Tabela 5 1 mostra os valores de CT para a inativa o de cistos de Giardia sp para diferentes temperaturas e uma faixa de pH compreendida entre 6 e 9 Os fatores que interv m na efici ncia do processo de desinfec o por oz nio est o associados s caracter sticas f sico qu micas do efluente que influenciam a concentra o a especia o e o grau de contato com os organismos alvo ou s caracter sticas de resist ncia biol gica dos microrganismos ao oz nio Pode ocorrer ainda uma combina o entre ambos os fatores Cap 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o 187 Tabela 5 1 Fator CT em mg min L para inativa o de Giardia em diferentes temperaturas proposto pela EPA Inati E Temperatura nativa o 10 C 15 C 20 C 25 C 1 log 0 48 0 32 0 24 0 16 1 5 log 0 72 0 48 0 36 0 24 2 log 0 95 0 63 0 48 0 32 2 5 log 1 2 0 79 0 6 0 4 3 log 1 4 0 95 0 72 0 46 Fonte Langlais et al 1991 Fatores intervenientes no processo de desinfec o por oz nio Caracter sticas f sico qu micas do efluente Segundo Langlais et al 1991 as principais caracter sticas f sico qu micas que influem no processo de desinfec o por oz nio s o Temperatura a taxa de decaimento dos microrganismos aumenta com
241. ambiente aqu tico marinho e Campylobacter jejuni e Yersinia enterocolitica Campylobacter jejuni s o bacilos Gram negativos n o fermentadores microaer filos curvados em espiral e dotados de motilidade Yersinia enterocolitica um representante da fam lia Enterobacteriaceae Ambos s o parte da flora intestinal e patog nicos de uma s rie de animais incluindo aves bovinos e su nos Por limita es anal tico laboratoriais derivadas de suas caracter sticas microaerof licas crescimento em ambientes com 3 7 oxig nio o Campylobacter por muito tempo era reconhecido apenas como um pat geno animal por m sua import ncia nas estat sticas de causas de gastroenterites humanas Campylobacter jejuni atualmente bem catalogada bem como seu potencial zoon tico Yersinia tamb m um pat geno intestinal humano enteroinvasivo e zoon tico de reconhecimento relativamente recente Campylobacter e Yersinia s o agentes etiol gicos de doen as de veicula o h drica com modo de transmiss o fecal oral e dose infectante elevada Campylobacter DI 109 Yersinia DI 10 mas tamb m encontram se em outros ve culos como leite n o pasteurizado e carne meios importantes para a transmiss o A caracter stica microaerof lica do Campylobacter limita sua sobreviv ncia no meio ambiente e em ambientes de esta es de tratamento de esgotos fazendo com que sua remo o seja mais efetiva que a da maioria das bact rias
242. anced technologies in water and wastewater treatment J Environ Eng Sci v 1 p 247 264 2002 Cap tulo 10 An lise Cr tica Eduardo Pacheco Jord o e Pedro Alem Sobrinho Justificativas para a desinfec o recente a pr tica da desinfec o de esgotos no Brasil e poucas s o as esta es de tratamento projetadas com dispositivos para atender a tal objetivo Em parte pela reduzida quantidade de esta es de tratamento constru das no Brasil pela limitada disponibilidade de recursos para a constru o das ETEs e pelo pr prio aumento dos custos de implanta o e opera o nos eventuais casos em que este tratamento complementar implantado O fato que a desinfec o de esgotos n o constitui pr tica usual nos sistemas de tratamento em nosso Pa s N o obstante a legisla o federal h muito identifica e requer a implanta o de unidades de desinfec o de esgotos tratados a Resolu o 20 86 do Conama 1986 ao fixar para as guas de classe 2 limites m ximos de at 1 000 CF 100 ml em 80 ou mais de pelo menos 5 amostras mensais praticamente definiu a necessidade da redu o de microrganismos atrav s da desinfec o do esgoto tratado que lan ado em corpos d gua dessa classe ou de classes de melhor qualidade Vale lembrar que o esgoto tratado em grau secund rio ainda apresenta teor de CF da ordem de 10 NMP 100 ml e que a maior parte de nossos corpos de gua doce se acha enquadrada na classe
243. anos s o sugeridos como indicadores da remo o de helmintos e protozo rios sediment veis Crit rios adotados em diversos pa ses exigem o monitoramento e a comprova o de aus ncia dos mais diversos patog nicos incluindo v rus protozo rios e helmintos al m dos coliformes 8 Diretrizes sanit rias da OMS para a piscicultura lt 10 CF 100 ml aus ncia de helmintos cest ides 80 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Do conte do desta se o julga se importante e did tico destacar os seguintes aspectos e o indicador mais preciso de contamina o da gua em qualquer situa o a E coli e coliformes totais n o s o indicadores adequados de contamina o de corpos receptores e o termo coliformes fecais deve ser evitado empregando se preferencialmente coliformes termotolerantes e os coliformes termotolerantes ainda guardam validade como indicadores de contamina o de corpos receptores e coliformes n o s o indicadores plenos da efici ncia do tratamento de esgotos e devem ser empregados com crit rios e ressalvas e rigorosamente os coliformes s o indicadores adequados apenas da qualidade bacteriol gica de esgotos tratados e na avalia o da qualidade virol gica e parasitol gica de efluentes desinfetados al m dos coliformes deve se recorrer aos par metros de controle da desinfec o como indicadores da efici ncia de inativa o e genericamente pode se afirmar que n o h
244. ap s ou n o a manifesta o cl nica da doen a desenvolver infec o inaparente em que eliminam cisto do protozo rio pelas fezes mesmo sem a manifesta o de sinais ou sintomas cl nicos de giard ase Sin nimos infec o assintom tica ou subcl nica e Infectividade caracter stica do agente infeccioso relacionada capacidade de penetrar e desenvolver se ou multiplicar se no organismo de um ser humano ou animal ocasionando infec o A infectividade medida pela rela o entre o n mero de indiv duos infectados e o n mero de indiv duos expostos e Lat ncia per odo passado no meio ambiente que alguns agentes infecciosos necessitam para amadurecer e se tornar infectantes seja para um hospedeiro definitivo seja para um intermedi rio Ovos de Ascaris lumbricoides requerem um tempo m dio de tr s semanas ap s elimina o com as fezes para se tornarem maduros e portanto infectantes para os seres humanos hospedeiro definitivo Os ovos de Schistossoma mansoni eliminados devem ter contato com a gua para que se d a eclos o com a competente libera o dos mirac dios infectantes para o 86 Desinfec o de Efluentes Sanit rios molusco hospedeiro intermedi rio A defini o anteriormente designada como lat ncia recebe em epidemiologia a denomina o de matura o e Letalidade refere se ao maior ou menor poder que uma doen a ou agravo tem de provocar a morte dos indiv duos doentes e Mi
245. aplicada Na verdade a dosagem requerida dever ser fun o n o apenas do tipo de esgoto mas tamb m da inativa o desejada densidade de CF no efluente desinfetado ou remo o de CF ou de protozo rios por exemplo do residual de cloro desejado e do tempo de contato na c mara de clora o Modernamente se tem trabalhado com um conceito mais amplo que considera o produto do cloro residual mantido C pelo tempo de contato t medido em mg min L representado por C t a que se poderia chamar de dose residual A Tabela 10 3 mostra faixas de dose residual C t para diversos graus de inativa o de bact rias e diferentes desinfetantes segundo Metcalf amp Eddy 2003 Tabela 10 3 Faixas usuais de dose residual para inativa o de bact rias Desinfetante Unidade Inat l log Inat 2 log Inat 3 log Inat 4 log Cloro livre mg min L 0 1 0 2 0 4 0 8 1 5 3 0 10 12 Cloramina mg min L 4 6 12 20 30 75 200 250 Di x de cloro mg min L 2 4 8 10 20 30 50 70 Oz nio mg min L 3 4 Radia o UV myJ cm 30 60 60 80 80 100 Para efluente secund rio filtrado pH 7 T 20 C segundo Metcalf amp Eddy 2003 1 mJ cm 103 Ws cm A rela o aproximada entre a a o germicida do cloro no esgoto e a dose residual de acordo com a seguinte formula o de Collins amp Selleck 1972 pode ser em princ pio adotada N N 1 0 23 Cit N densidade
246. apresentam um reator em canal com l mpadas imersas inseridas perpendicular e transversalmente ao sentido de escoamento do l quido Reatores UV com escoamento em conduto for ado o escoamento for ado em um conduto opaco dentro do qual se inserem l mpadas UV com ou sem envolt rio de prote o outra possibilidade Da mesma forma que nos reatores em canais abertos nesse caso as l mpadas tamb m podem ser dispostas paralela ou transversalmente ao fluxo Tamb m nesse caso imperativa a exist ncia de um dispositivo para limpeza das superf cies das l mpadas ou dos envolt rios de prote o que entram em contato direto com o l quido Dois exemplos de reatores com l mpadas posicionadas paralelamente ao escoamento hidr ulico no interior do processo s o apresentados nas Figuras 6 16 e 6 17 240 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Figura 6 15 Detalhe de um arranjo de l mpadas UV protegidas por envolt rio de quartzo Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 241 Entrada Figura 6 16 Reator UV com l mpada imersa e escoamento em conduto for ado no sentido horizontal pesquisa da PUC PR 1 Entrada do afluente E 2 L mpadas UV 3 Dispositivo de limpeza 4 Sa da do efluente Desenho Paulo Lib nio 5 Descarga de fundo Figura 6 17 Reator UV com l mpada imersa em conduto for ado no sentido vertical UFMG Fonte Alves 2003 242 Desinfec o de Efluentes Sani
247. aptado de Di Bernardo 1993 Chernicharo et al 2001 citando Usepa 1986 e WEF 1992 Comercialmente o hipoclorito de c lcio encontrado na forma s lida em diversas marcas sendo relativamente est vel na forma seca perda aproximada de concentra o igual a 0 013 por dia J o hipoclorito de s dio encontrado na forma l quida solu o em concentra es que usualmente variam de 1 a 16 N o vi vel comercializar o hipoclorito de s dio em concentra es mais elevadas uma vez que sua estabilidade qu mica diminui rapidamente com o aumento da concentra o Por exemplo em temperatura ambiente a concentra o de uma solu o de hipoclorito de s dio a 18 reduz se metade em apenas 60 dias Usepa 1986 O hipoclorito de s dio NaOCl o produto mais adequado para clora o em sistemas simples e de pequeno porte em virtude da facilidade de aplica o em pequenas vaz es operacionais do baixo risco de manuseio e armazenamento e do baixo custo Cap 4 Clora o e Desclora o 117 Cloro combinado Quando o cloro entra em contato com subst ncias dissolvidas presentes nos esgotos ocorre uma s rie de rea es de dissipa o que resulta na perda de desinfetante ou em mudan a em sua forma para uma esp cie menos ativa Dentre essas rea es destacam se as que ocorrem com alguns compostos de nitrog nio e que resultam na forma o de cloraminas As rea es com compostos org nicos tamb m s o imp
248. ara desinfec o de efluentes de reatores UASB filtros biol gicos percoladores e lagoas de polimento Alves 2003 A pesquisa dividiu se em 14 fases operacionais com doses aplicadas que variaram entre 3 7 e 41 9 mW s em conforme Tabela 6 14 Alves 2003 Tabela 6 14 Condi es operacionais testadas Dose aplicada Etapa Fase Tipo de efluente mW s cm FR utilizado l Reator UASB 15 6 l 2 Reator UASB 30 l 3 Reator UASB 39 4 4 Reator UASB 11 4 5 Reator UASB 24 4 2 6 Reator UASB 24 2 l 7 Reator UASB 31 9 8 Reator UASB 41 9 9 FBP 3 7 3 10 FBP 10 3 le2 11 FBP 11 6 12 Lagoa de polimento 16 9 4 13 Lagoa de polimento 24 5 l 14 Lagoa de polimento 31 3 O efluente a ser tratado era introduzido na c mara de desinfec o pela parte inferior do fotorreator saindo pela parte superior veja Figura 6 17 O sistema de limpeza das l mpadas era constitu do de material esponjoso que se movimentava junto s l mpadas com a vantagem e a simplicidade de um acionamento externo ao fotorreator O acionamento era manual feito pelo operador da esta o de tratamento sem a necessidade de retirar as l mpadas do interior do FR 258 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Figura 6 24 Vista geral dos fotorreatores em PVC esquerda e em alum nio direita Os resultados obtidos na desinfec o de efluentes de reatores UASB quando estes apresentaram teores m dios d
249. aram que o comportamento do fluxo no fotorreator obedece aos par metros da Tabela 3 1 e pode ser representado pela curva da Figura 3 2 A partir do estudo hidrodin mico do fotorreator verificou se que o modelo que melhor descreve seu funcionamento foi o de quatro tanques de mistura completa em Cap 3 Cin tica e Hidr ulica dos Processos de Desinfec o 97 s rie Com base nesse estudo observou se que o tempo de deten o hidr ulica medido 9 86 s ficou bem pr ximo do tempo de deten o hidr ulico te rico 9 90 s o que comprova a tima condi o hidrodin mica do FR desenvolvido sem a ocorr ncia de zonas mortas dentro do reator Tabela 3 1 Interpreta o dos resultados dos testes hidrodin micos realizados na UFMG Par metros Recomenda o EPA DTR Coment rio do DTR t T gt 0 5 0 22 Indica o de ocorr ncia de curtos circuitos ty T gt 0 9 0 6 Indica o de ocorr ncia de curtos circuitos tog tio lt 1 0 3 9 Fluxo n o segue o modelo de fluxo em pist o 9 7 1 0 0 95 Indica o de aus ncia de zonas mortas t590 1 0 1 19 Indica o de aus ncia de zonas mortas Distribui o de tempo de resid ncia gt 450 400 350 gt x 300 P EN 250 i x 200 j NS 150 f 1004 N Contagem de radia o q oO x gt Tempo s So po s o St N 50 100 Figura 3 2 Distribui o dos tempos de resid ncia O
250. artificial De forma natural o hospedeiro pode adquirir resist ncia ap s a infec o ou a experi ncia da doen a De forma artificial a resist ncia pode ser adquirida por interm dio de imuniza o vacina e Hospedeiro suscet vel o ser humano ou animal sujeito a adquirir infec o e Incid ncia n mero de casos novos de uma doen a ou agravo ocorrido em uma popula o definido durante um per odo espec fico e Infecciosidade caracter stica relacionada s doen as infecciosas que diz respeito facilidade com que s o transmitidas a novos hospedeiros As doen as de transmiss o oro nasal por meio de aeross is got culas produzidas ao se falar tossir ou espirrar normalmente s o mais infecciosas que aquelas transmitidas por contato sexual ou gua de consumo e Infec o penetra o e desenvolvimento ou multiplica o de um agente infeccioso no organismo de um ser humano ou animal e Infec o inaparente presen a de infec o em um hospedeiro sem o aparecimento de sinais ou sintomas cl nicos As infec es inaparentes s s o identificadas por m todos laboratoriais ou exames cl nicos espec ficos Em termos epidemiol gicos as infec es inaparentes t m elevado significado pois o indiv duo infectado mesmo sem a manifesta o de sinais ou sintomas cl nicos pode eliminar o agente infecioso funcionando assim como fonte de infec o Indiv duos infectados por Giardia lamblia podem
251. as reprodu o sexuada intestino delgado produ o e excre o de ovos A ascarid ase reconhecidamente uma das helmintoses de maior preval ncia no mundo Cada f mea pode liberar cerca de 200 mil ovos dia dos quais cerca de 15 n o s o fertilizados Uma vez liberados no meio ambiente em condi es favor veis principalmente no solo umidade sombreamento e temperatura no m nimo em 21 dias cerca de 75 dos ovos se tornam infectantes Em condi es adversas esse per odo de desenvolvimento das larvas no interior do ovo pode ser prolongado ou mesmo interrompido fazendo com que os ovos se tornem invi veis Ovos de Ascaris Figura 2 10 s o considerados os mais resistentes entre todos os pat genos excretados sendo que os ovos vi veis podem assim permanecer por meses e at mesmo anos por m s o muito sens veis desseca o Sua longa sobreviv ncia no solo inclusive um dos fatores que ajuda a explicar a elevada preval ncia de ascarid ase A ascarid ase nitidamente uma doen a de transmiss o fecal oral sendo que os principais modos de transmiss o incluem o consumo de alimentos contaminados principalmente hortali as e o contato com solo contaminado pr ticas agr colas e no ambiente peridomiciliar e neste caso as m os e as unhas contaminadas exercem um importante papel na transmiss o Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 59 b Trichuris trichiura O Trich
252. as duas semanas mais usual algumas esp cies podem se multiplicar em gua e guas residu rias particularmente E coli e Salmonella spp V rus gt bact rias conhecimento ainda escasso em guas residu rias a sobreviv ncia pode ser prolongada pela adsor o a part culas em suspens o Helmintos exce o do Enterobius em condi es favor veis a sobreviv ncia dos nemat ides no solo particularmente Ascaris pode ser prolongada de v rios meses at alguns anos A sobreviv ncia na superf cie de plantas irrigadas inferior a em solo e gua A grada o indica maior ou menor efici ncia de desinfec o natural lagoas de estabiliza o ou por aplica o de agente desinfetante a grada o lt indica maior resist ncia no mesmo grupo de organismos sistemas de tratamento bem projetados e operados podem alcan ar inativa o efetiva de bact rias e v rus cistos de protozo rios s o bem mais resistentes e ovos de helmintos praticamente imunes exce o de ovos de Schistossoma A grada o indica maior ou menor efici ncia de remo o a grada o gt para os nemat ides refere se ao entendimento de que esses organismos apresentam maior velocidade de sedimenta o que os demais helmintos e protozo rios sendo usualmente utilizados como indicadores da remo o de todos os organismos sediment veis particularmente em lagoas de estabiliza o O s mbolo para os protozo rios indic
253. as e vermes adultos por serem pluricelulares n o s o classificados como microrganismos Al m disso os organismos adultos variam de 5 10 mm Ancylostoma duodenale a 6 10 m Taenia saginata Em geral os ovos de helmintos s o extremamente resistentes podem sobreviver por longos per odos no meio ambiente e a a o da maioria dos desinfetantes utilizada no tratamento da gua e dos esgotos in cua Por outro lado apresentam tamanho e densidades suficientes para serem removidos por processos f sicos a exemplo da filtra o e da sedimenta o A maioria dos helmintos apresenta um complexo ciclo biol gico compreendendo de forma geral tr s est gios ovo larva podendo haver mais de um est dio e verme adulto Simplificadamente t m se em seq ncia cont nua a produ o sexuada de ovos 10 dia a eclos o dos ovos o desenvolvimento dos est dios de larva e a forma o do verme adulto Salvo raras exce es ex Strongyloides stercoralis os helmintos parasitas n o se reproduzem no ambiente ou seja fora do hospedeiro Para muitos desses organismos o ciclo biol gico ocorre da seguinte maneira ingest o de ovos ou larvas desenvolvimento dos est dios de larva no organismo do hospedeiro reprodu o no organismo do hospedeiro produ o de ovos desenvolvimento dos est dios de larva ainda no organismo do hospedeiro e ou excre o de ovos e larvas junto com as fezes Em alguns helmintos algumas fases do ciclo biol gi
254. at rio de esgoto e solu o de hipoclorito de s dio a 0 05 respectivamente alimentando duas caixas de descarga em que foram adaptados dosadores de orif cio para dosagem da solu o e do esgoto A aplica o da solu o foi feita na entrada do tanque de contato confeccionado com 30 chicanas de 1 46 m de comprimento e espa amento de 5 cm projetado para permitir um tempo de contato de at 30 minutos O reator de contato utilizado apresentou boas condi es hidrodin micas para utiliza o em processo de desinfec o Contudo deve se salientar que o problema de recircula o identificado pode se intensificar com o aumento da escala Deve se dar grande import ncia ao projeto do reator de contato a fim de obter maior efici ncia no processo de desinfec o No tanque de contato a dosagem de hipoclorito na faixa de 7 a 9 mg Cl L associada a tempos de contato de 10 a 25 minutos foi suficiente para desinfec o E coli 102 NMP 100 ml de efluentes de filtros anaer bios DQO da ordem de 80 mg L SST 20 mg L Tamb m conclui se que para desinfec o de efluentes de reatores anaer bios semelhantes alta efici ncia na remo o de E coli e baixos valores de cloro residual Cap 4 Clora oe Desclora o 157 simultaneamente somente devem ocorrer com tempos de contato superiores a 20 minutos Nos experimentos em escala real n o se obteve bons resultados muito provavelmente devido s p ssimas condi es de m
255. atamento convencional c hortali as consumidas cruas e frutas que se desenvolvam rentes ao solo e sejam ingeridas cruas sem remo o de pel cula d hortali as e plantas frut feras e e culturas arb reas cereal feras e forrageiras Fonte Von Sperling 1996 10 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 1 5 Padr es microbiol gicos para corpos d gua NMP 100 ml Par metro Classe 1 Classe 2 Classe 3 Coliformes totais 1 000 5 000 20 000 Coliformes fecais 200 1 000 4 000 No Brasil o ndice de coliformes totais foi igualmente adotado no princ pio passando a coliformes fecais somente a partir da edi o da Portaria 13 76 do Minist rio do Interior quando a antiga Secretaria Especial do Meio Ambiente prop s o crit rio de classifica o das guas no Pa s Esses indicadores foram mantidos na conhecida Resolu o Conama 20 86 que estabeleceu padr es de balneabilidade criando as categorias de guas para banho excelente muito boa satisfat ria e impr pria com base em coliformes totais e fecais Em dezembro de 2000 o Conselho Nacional do Meio Ambiente promulgou a Resolu o 274 2000 que no caso das guas salobras e salinas substitui os indicadores anteriores por enterococos Escherichia coli EC e coliformes fecais CF Por que tais mudan as e que crit rios as justificam Primeiramente se deve considerar que a escolha de indicadores de contamina o nas guas de banho deve
256. ativa Observou se que indiretamente pode se remover at cerca de 2 logs de coliformes aderidos aos s lidos floculados e removidos por sedimenta o Esse resultados tamb m foram inferiores aos obtidos com cloreto f rrico o que poderia ser esperado tendo em vista os melhores resultados nas condi es de flocula o como um todo A remo o de algas foi relativamente pequena compat vel com a precariedade da flocula o como um todo O mesmo pode ser dito em rela o remo o de ovos de helmintos em que se obteve remo o praticamente completa quando se empregou cloreto f rrico Definitivamente pode 264 Desinfec o de Efluentes Sanit rios ser observado que a aplica o de sulfato de alum nio produz melhora na qualidade do efluente da lagoa facultativa mas pequena em rela o aos diversos resultados obtidos com cloreto f rrico em situa o bastante semelhante Na Tabela 6 16 s o apresentados os resultados de desinfec o dos efluentes do tratamento f sico qu mico com sulfato de alum nio por meio de radia o ultravioleta em reator de fluxo cont nuo e l mpadas emersas Pode ser observado que ap s o tratamento com o coagulante as condi es dos efluentes para desinfec o com radia o ultravioleta s o bastante satisfat rias tendo obtido se ndices elevados de inativa o de E coli Concluiu se que apesar da qualidade inferior dos efluentes floculados com sulfato de alum nio o processo de desinfec
257. ativa as principais caracter sticas e itens de projeto e opera o relacionados s lagoas abordadas no presente cap tulo Naturalmente todos os dados guardam especificidade regional podendo assumir valores diferentes em fun o de caracter sticas locais No entanto acredita se que os valores apresentados cubram a maior parte das situa es nas diversas regi es brasileiras sendo aplic veis em temperaturas m dias do l quido no m s mais frio variando entre cerca de 20 C e 25 C Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 287 A interpreta o da Tabela 7 1 n o deve se limitar denomina o das lagoas mas estender se ao fato de que pr pria denomina o est o associados per odos de deten o e condi es ambientais predominantes nas lagoas que favorecem a remo o inativa o dos diversos organismos A remo o de cistos de protozo rios ainda pouco estudada relativamente aos demais organismos de modo geral admite se que a remo o se equipare de ovos de helmintos sendo pr xima ou igual a 100 nos sistemas apresentados acima Tabela 7 1 Faixas de efici ncias de remo o de organismos patog nicos e indicadores em lagoas de estabiliza o Efici ncia t pica de remo o ou unidades log removidas A L ooas PES Lagoas Reator Par metro Lagoa 50a 502 anaer bia UASB anaer bia facultativa facultativa 7 facultativa lagoa de facultativa matura o a gt
258. atoriais Salmonella enteritidis 7 6 Salmonella paratyphi febre ent rica 6 1 Fungos Salmonella typhi febre tif ide 7 Aspergillus amstelodami 77 Salmonella typhimurium 15 2 Aspergillus glaucus 88 Sarcina lutea 26 4 Aspergillus niger 330 Shigella dysenteriae disenteria 4 2 Penicillium digitatum 88 Shigella flexneri disenteria 3 4 Penicillium expansum 22 Shigella paradysenteriae 3 4 Rhizopus nigricans 220 Staphylococcus aureus 6 6 Staphylococcus epidermidis 5 8 Leveduras Streptococcus faecaila 10 Levedura do p o 8 8 Streptococcus hemolyticus 5 5 Levedura de cerveja 6 6 Vibrio cholerae 6 5 Saccharomyces cerevisiae 13 2 Vibrio comma c lera 6 5 Saccharomyces ellipsoideus 13 2 Fonte Collentro 1986 Lupal 1993 Treij 1995 WEF 1996 Tarr n 2003 224 Desinfec o de Efluentes Sanit rios A integra o da Equa o 6 11 leva Equa o 6 12 N no e tedose N 6 12 em que N concentra o de microrganismos no afluente organismos 100 ml dose dada pela Equa o 6 3 dose I x t mW s t tempo de exposi o radia o UV s Essa equa o te rica pode ser utilizada para a previs o da efici ncia da desinfec o UV nos casos em que a absor o da radia o UV no meio muito baixa a intensidade UV aplicada aos microrganismos homog nea o comportamento hidr ulico da unidade pr ximo ao pist o e a sensibilidade da popula o em rela o radia o UV homog
259. bela 2 3 Continua o Sobrev Die Jet R t ri Inativa o Ri PERTE Carga Dose Imunidade Ae Lat ncia est gio Sa OS a ES EEAS Principais Agente no solo animal por filtra o RCA excretada infectante conferida desenv no solo E E 3 modos de etiol gico 1 2 ela infecc o gua Cias hospedeiro desinfec o sedim Easra P s 3 8 intermedi rio 4 5 Penetra o Shri oma cut nea contato Moderada Reduzida Sim gua Sim zoonose 1 com gua mansoni contaminada com esgotos 1 2 3 4 5 Pouco conhecido Bact rias elevada 108 10 org g fezes V rus elevada 10 v rions g fezes Rotav rus 10 2v rions ml fezes Protozo rios elevada 10 107 cistos dia moderada 10 oocistos dia Helmintos elevada gt 10 ovos dia elevada 10 ovos dia elevada 103 10 ovos dia moderada 10 102 ovos dia reduzida ovos de Enterobius s o mais raramente excretados com as fezes no caso de Strongyloides o agente excretado na forma de larva Elevada gt 105 moderada 102 reduzida lt 102 no caso dos protozo rios helmintos e a maioria dos v rus um nico agente pode causar infec o Rotav rus 10 v rions Reduzida duas semanas moderada duas semanas um m s elevada gt um m s a grada o indica a capacidade menor ou maior de sobreviv ncia na faixa considerada Bact ri
260. bio Efluente da Vala Comprimento da vala Tubo de drenagem Manta de PVC 9100 mm SososssosvAy Geese sosacos 7 Efluente dl Efluente ap s 0 10 da vala desinfec o Cloro Clorador de Pastilhas e Chicanas 3 040 A at e o e A Efluente Efluente ap s da Vala desinfec o 0 20 gt k 0 50 Tubo de drenagem Luz Ultra Violeta Figura 8 11 Esquema da vala de infiltra o e da desinfec o A remo o natural de coliformes totais e E coli nos filtros anaer bios e nas valas teve boa remo o de organismos indicadores de patogenicidade Nota se por meio dos resultados apresentados na Tabela 8 4 que o n mero de coliformes totais m dia geom trica no efluente bruto no per odo estudado variou de 9 35 x 10 a 8 64 x 108 no afluente s valas variou de 2 85 x 10 a 1 64 x 108 e os valores m dios de sa da nas valas variaram de 2 13 x 10 vala 0 75 m na taxa 30 L m dia a 7 39 x 10 vala 0 25 m na taxa 40 L m 2 dia Na Tabela 8 5 s o apresentados os resultados da efici ncia dos filtros anaer bios e das valas na remo o de coliformes totais em fun o das taxas aplicadas Pode se notar que a efici ncia m nima foi igual a 99 5714 na vala 0 25 com taxa 30 L m dia e que a m xima efici ncia foi igual a 99 9955 na vala 0 50 com taxa 20 L m dia Nos filtros anaer bios a menor remo o
261. biol gicos os quais realizam a depura o dos esgotos Dentro de cada vala s o instaladas ao longo do eixo longitudinal e em n veis distintos tubula es distribuidora e receptora O l quido que sai pelas juntas livres ou furos da tubula o distribuidora atravessa o leito de areia para em seguida penetrar na tubula o receptora que tamb m constitu da de tubos que deixam entre si juntas livres ou furos ou possuem a superf cie perfurada b Utiliza o Esse tipo de sistema de tratamento pode ser empregado com vantagens especialmente quando o grau de permeabilidade do terreno for inferior a 25 L m dia raz o econ mico financeira ainda em avalia o em reas reduzidas ou quando houver risco sanit rio que o justifique A vala de filtra o normalmente utilizada como tratamento secund rio ap s o material s lido ter sido removido em um sistema de tratamento que promova a sedimenta o e a retirada de s lidos tanque s ptico filtro anaer bio Os efluentes tratados geralmente n o apresentam cheiro ou cor e caso sejam dispostos no solo receber o um tratamento adicional por interm dio da absor o existente nesse meio A vala constru da no pr prio solo e dependendo das condi es do meio pode ter suas paredes impermeabilizadas Pelo fato de possuir baixo custo e ser de f cil instala o a vala de filtra o tem ampla aplica o em reas urbanas e rurais que n o s o atendidas por rede co
262. bruto 6al5 Esgoto bruto s ptico 12 a30 Efluente decantado 8a20 Efluente de precipita o qu mica 3al1l0 Efluente de filtra o biol gica 3al5 Efluente do processo de lodos ativados 2a8 Efluente secund rio filtrado la6 Valores t picos adaptada de WEF 1996 Nos experimentos realizados no mbito do PROSAB em escala piloto ou real obtiveram se dosagens dentro da faixa acima indicada No entanto verificou se que testes realizados em laborat rio em provas de jarro indicavam sempre uma dosagem tima inferior verificada em escala real o que compreens vel considerando se as condi es especiais de mistura obtidas em laborat rio Assim ao ter como refer ncia uma indica o bibliogr fica de dosagem de cloro deve se levar em conta a forma pela qual esse dado foi produzido Qualquer que seja o composto de cloro usado a dosagem aplicada dever ser tal que um residual m nimo seja conseguido ap s determinado tempo de contato Tanto o cloro residual quanto o tempo de contato dependem da finalidade da clora o ou eventualmente da imposi o da autoridade ambiental local O residual m nimo Cap 10 An lise Cr tica 413 indicado costuma ser da ordem de 0 5 mg L para um tempo de contato m nimo de 30 minutos para a vaz o m dia e 15 minutos para as vaz es de pico Em condi es particulares e com fins espec ficos esses tempos podem ser maiores assim como a concentra o de cloro residual e a dosagem
263. cardo Franci Gon alves coordenador Desinfec o de Efluentes Sanit rios Vit ria ES 2003 Copyright O 2003 ABES RJ Ia Edi o tiragem 1300 exemplares Projeto gr fico editora o eletr nica e fotolitos RiMa Artes e Textos Rua Conselheiro Jo o Alfredo 175 CEP 13561 110 Jardim Para so S o Carlos SP Fone 0xx16 272 5269 Fax 0xx16 272 3264 www rimaeditora com br rmartes vterra com br Coordenador Ricardo Franci Gon alves Desinfec o de efluentes sanit rios Ricardo Franci Gon alves coordenador Rio de Janeiro ABES RiMa 2003 438 p il Projeto PROSAB ISBN 85 86552 72 0 Esgoto 2 Desinfec o de esgoto 3 Organismos patog nicos I Gon alves Ricardo Franci 4 an PROSAB Ricardo Franci Gon alves coordenador Coordenadores de Projeto Adrianus Van Haandel UFPB Bruno Coraucci Filho UNICAMP Marcos Von Sperling UFMG H nio Normando de Souza Melo UFRN S rgio Jo o de Luca UFRGS M rio Takayuki Kato UFPE Miguel Mansur Aisse PUC PR Fl vio Rubens Lapolli UFSC Ricardo Franci Gon alves UFES Rafael Kopschitz Xavier Bastos UFV Roque Passos Piveli EPUSP USP Consultores Eduardo Pacheco Jord o UFRJ Marcos Omir Marques UNESP Pedro Al m Sobrinho USP 4 an PROSAB Autores Bruno Coraucci Filho UNICAMP Carlos Augusto Lemos Chernicharo UFMG C cero Onofre de Andrade Neto UFR
264. chapas de a o revestidas resistem bem ao emprego do on ferrato VI em solu o l quida alcalina nas dosagens de desinfec o Os padr es de emiss o a serem obedecidos dependem de cada Estado brasileiro sendo de 3 0 x 10 NMP 100 ml para coliformes fecais no Rio Grande do Sul A t tulo de compara o nos Estados Unidos as ETEs t m de atender a um padr o de 200 NMP 100 ml para coliformes fecais e de 240 NMP 100 ml para coliformes totais ou ambos Em alguns ecossistemas daquele pa s necess rio atingir n veis t o baixos de emiss o quanto 2 2 NMP 100 ml para coliformes totais As dosagens do on ferrato VI que se mostraram eficientes para efluentes tratados variaram de 8 a 15 mg L dependendo do teor de turbidez e s lidos em suspens o no efluente Se o padr o 30 30 DBO SS fosse mantido dosagens de 8 mg L seriam suficientes para produzir efluentes com at 5 unidades log de remo o de coliformes fecais No entanto as variabilidades operacionais na maioria dos sistemas avaliados pelo PROSAB n o permitem diminuir a dose pelos riscos sanit rios envolvidos podendo se considerar 15 mg L de ferrato VI a dose segura e eficiente para todas as condi es operacionais Exemplos de dimensionamento no uso do desinfetante ferrato VI Projetar um tanque de contato para a desinfec o de um efluente proveniente de lodo ativado aera o estendida com as especifica es abaixo empregando ferrato de s dio VI produzido in
265. ciente de temperatura 0 1 07 Objetivando aumentar a aplicabilidade das tabelas estas englobam profundidades e tempos de deten o t picos n o apenas de lagoas de matura o mas tamb m de lagoas facultativas A efici ncia de remo o global em um sistema composto por uma s rie de lagoas com dimens es e caracter sticas diferentes dada por E 1 1 E x 1 E x x 1 E 7 8 em que E efici ncia de remo o global E efici ncia de remo o na lagoa 1 E efici ncia de remo o na lagoa 2 E efici ncia de remo o na lagoa n Nesta equa o todas as efici ncias de remo o est o expressas como n meros relativos e n o como porcentagens por exemplo 0 9 e n o 90 No caso de as lagoas terem as mesmas dimens es e caracter sticas a f rmula simplificada para E 1 1 En 7 9 E efici ncia de remo o global E efici ncia de remo o em qualquer lagoa da s rie n n mero de lagoas em s rie Nessa equa o todas as efici ncias de remo o est o expressas como n meros relativos e n o como porcentagens por exemplo 0 9 e n o 90 308 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 7 13 Efici ncias de remo o de coliformes em lagoas facultativas e de matura o expressas em termos de unidades logar tmicas removidas para distintos valores do tempo de deten o hidr ulica t profundidade H e rela o L B fluxo disperso Temperatura
266. cientes de decaimento bacteriano K Como resumo de todas estas considera es a Tabela 7 10 apresenta as faixas de valores t picos resultantes do coeficiente K para lagoas facultativas e de matura o segundo os modelos hidr ulicos de fluxo disperso e mistura completa Observa se que as faixas de K para fluxo disperso s o bem mais estreitas do que as de mistura completa indicando maior confiabilidade em sua estimativa Tabela 7 10 Resumo das faixas de valores t picos de K 20 C para lagoas facultativas e de matura o segundo os modelos de fluxo disperso e mistura completa Tompe a Profundidade Rela o K o K mistura Tipo de lagoa deten o H B disperso l di t d m L dr completa d 10 a 20 p 04a1 6 Facultativa 20 a 40 1 5 a 2 0 2a4 0 2 a 0 3 1 645 0 Matura o 3a5 sem chicanas em cada 0 8 a 1 0 la3 0 4 a 0 7 0 6 a 1 2 lagoas em s rie lagoa Matura o N o com chicanas 10 a 20 0 8 a 1 0 6al2 0 4 a 0 7 a PE recomendado Matura o 3a5 N com chicanas em cada 0 8 a 1 0 6al2 0 4 a 0 7 ge do lagoa em s rie lagoa E qua Maiores valores de K associados a menores t menores H e maiores L B Em lagoas com chicanas sugere se a ado o do modelo de fluxo disperso n o se recomenda o modelo de mistura completa Para outras temperaturas diferentes de 20 C K pode ser corrigido atrav s da f rmula Ker Kyo 0 1 20 7 7 Cap 7 Lagoas
267. cional do sistema de presta o dos servi os a mobiliza o dos vultosos recursos necess rios expans o dos sistemas e a necess ria reposi o dos ativos desgastados N o poss vel vencer essas batalhas sem avan ar no dom nio da tecnologia procedendo revis o do padr o tecnol gico atual e estabelecendo normas e padr es adequados que reconhe am as particularidades regionais e locais e os diferentes n veis de atendimento popula o preservando ou recuperando o meio ambiente tal como preconizado pelo PROSAB Setembro de 2003 Marcos Helano Fernandes Montenegro Engenheiro civil e sanitarista Diretor de Desenvolvimento e Coopera o T cnica Secretaria Nacional de Saneamento Minist rio das Cidades Cap tulo 1 Introdu o Ricardo Franci Gon alves Eduardo Pacheco Jord o e Pedro Alem Sobrinho A grande defici ncia de saneamento b sico em v rias regi es brasileiras em especial de esgotamento sanit rio imp e a grande n mero de pessoas riscos inaceit veis de exposi o direta ou indireta a esgotos sanit rios O volume de esgotos sanit rios lan ado no solo ou em corpos d gua em estado bruto ou insuficientemente tratado constitui expressiva carga de organismos patog nicos excretados por indiv duos infectados no meio ambiente Mesmo nos locais onde h esta es de tratamento s o reais os riscos de contamina o de pessoas pelo contato direto ou indireto com o efluente tratado Esse quadr
268. co Potencial oncog nico capacidade que determinado agente infeccioso subst ncia ou produto qu mico tem de provocar neoplasias Sin nimo potencial carcinog nico Preval ncia n mero de casos de uma doen a ou agravo existentes em determinado momento em uma popula o dando uma id ia est tica da ocorr ncia do fen meno Proglote s o os an is que formam o corpo dos cestodas As proglotes s o divididas em jovens maduras e gr vidas Cada proglote tem sua individualidade alimentar e reprodutiva podendo se dizer ent o que o corpo de uma t nia formado pela justaposi o de v rios indiv duos proglotes Protozooses doen as cujos agentes etiol gicos s o protozo rios Quimio heterotr ficos s o os seres vivos que utilizam como fonte de energia os el trons a partir de tomos de hidrog nio de compostos org nicos e como fonte de carbono mol culas org nicas De forma geral a fonte de energia e a fonte de carbono s o o mesmo composto org nico a glicose Exemplo animais protozo rios e bact rias Reservat rio o ser humano ou animal artr pode planta solo ou mat ria inanimada ou uma combina o destes em que um agente infeccioso normalmente vive e se multiplica em condi es de depend ncia primordial para sobreviv ncia e no qual se reproduz de modo a poder ser transmitido a um hospedeiro suscet vel Sapr fitas s o seres vivos que obt m a fonte de carbono para
269. co tamb m foi considerada Os principais objetivos de qualidade ou par metros de monitoramento dos diversos subprojetos foram coliformes fecais subprojetos UFRGS UFPE Unicamp UFPB USP UNB UFRN e UFES Salmonelas sp UFSC UFPE UFV USP e UFES e Escherichia coli UFSC UFV UFMG e PUC PR O segundo par metro biol gico mais citado refere se aos ovos de helmintos avaliados em seis subprojetos de pesquisa UFSC Unicamp UFV UFMG UFPB e UFES O projeto da UFV realizou a detec o de helmintos larvas em amostras de tecidos de animais enquanto o projeto da UFES realizou testes de viabilidade de ovos de helmintos Em fun o da sofistica o laboratorial implicada poucos projetos de pesquisa previram a detec o de v rus nos diferentes tipos de efluentes pesquisados A determina o de colifagos foi realizada nos projetos de pesquisa da UFRGS da UFSC e da PUC PR No tocante detec o de protozo rios os projetos apresentados por UFSC UFRGS Unicamp e USP realizaram an lises laboratoriais sobre Cryptosporidium e Giardia No Cap tulo 10 apresentada uma an lise cr tica dos resultados obtidos pela rede de pesquisas explicitando a aplicabilidade dos diferentes processos de desinfec o aos esgotos sanit rios tratados pelos processos mais frequentemente utilizados no Brasil Os resultados referentes aos projetos de pesquisa envolvendo a utiliza o de efluentes tratados para fins produtivos em especial na agricul
270. co ocorrem obrigatoriamente no ambiente Ascaris lumbricoides no solo e Schistosoma mansoni na gua e outros tamb m obrigatoriamente necessitam de um hospedeiro intermedi rio para seu completo desenvolvimento Taenia solium Em geral o contato com novos hospedeiros humanos se d passivamente pela ingest o de ovos ou larvas Ascaris lumbricoides e Enterobius vermicularis ou ativamente quando a larva infectante penetra na pele ou na mucosa Ancylostoma duodenale Via de regra a dose infectante baixa bastando um ovo ou larva para o desenvolvimento de vermes adultos no organismo do hospedeiro desencadeando um processo infeccioso Dentre os principais modos de transmiss o destacam se o consumo de alimentos contaminados o contato prim rio com corpos receptores recrea o pesca atividades dom sticas etc o contato com solo contaminado pr ticas agr colas e no ambiente peridomiciliar e a transmiss o entre pessoas mecanismo m o boca f mites e alimentos A transmiss o via abastecimento de gua para consumo humano menos prov vel Torna se ent o n tida a import ncia do tratamento e do destino final adequados dos esgotos sanit rios especialmente em rela o dilui o em corpos receptores onde ocorre o contato prim rio ou irriga o al m da pr pria irriga o com esgotos Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 57 Muito embora isso n o possa ser tomado como regra geral
271. com unidades de desinfec o a Escherichia coli A maioria das cepas de E coli inofensiva e normalmente habitante da flora bacteriana do trato gastrointestinal de seres humanos e animais homeot rmicos Entretanto algumas cepas s o patog nicas tanto aos humanos quanto a diversos animais principalmente jovens su nos bovinos e ovinos Testes convencionais bioqu micos n o distinguem cepas sapr fitas e patog nicas Testes sorol gicos s o usualmente utilizados como presuntivos para tal sendo que os sorotipos patog nicos s o frequentemente associados aos ant genos som tico O capsular K e flagelar H A patogenicidade de uma cepa s pode ser confirmada pela demonstra o da produ o de toxinas ou por investiga es epidemiol gicas Algumas cepas s o toxig nicas E coli enterotoxig nica ETEC provocando uma diarr ia aquosa s o reconhecidas como uma das principais causas das gastroenterites por E coli ou da chamada diarr ia dos viajantes H ainda cepas entero hemorr gicas EHEC causando inflama o do c lon e hemorragia o mais frequente e virulento agente da colite hemorr gica humana o sorotipo E coli 0157 H7 mais facilmente identific vel em laborat rio pelo fato de n o fermentar o sorbitol Essa cepa um habitante ocasional n o patog nico do trato intestinal de bovinos Outras s o enteroinvasoras EIEC ou seja capazes de invadir e colonizar a mucosa intestinal causa
272. confian a 95 C Pearson Par metro Est R Limite inferior Limite superior a 99 K 0 427 0 395 0 460 0 851 0 724 Pena N 0 27E 03 5 14E 01 1 38 E 05 Sig 0 000 Outros modelos emp ricos com base em distribui es de probabilidade e alvos m ltiplos est o dispon veis na literatura WEF 1996 Considera es sobre intensidade aplicada e intensidade efetiva de radia o UV Na se o anterior discutiu se o efeito das concentra es de s lidos suspensos e da quantidade de part culas associadas a microrganismos no esgoto na determina o da quantidade de radia o necess ria para atingir e inativar os organismos de interesse Por outro lado sabe se que a capacidade de absor o de energia por alguns compostos qu micos presentes no esgoto atenua a radia o UV antes que ela atinja o alvo Quanto mais altas as concentra es destes compostos no l quido menor a disponibilidade Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 227 da radia o UV e sua consequente absor o pelos organismos A Tabela 6 5 apresenta alguns compostos qu micos presentes em esgotos sanit rios e seus efeito na desinfec o UV Tabela 6 5 Efeito de caracter sticas do esgoto na desinfec o por radia o UV Caracter sticas do esgoto Efeitos na desinfec o UV Am nia Nenhum detectado Nitrito Nenhum detectado Nitrato Nenhum detectado Nenhum detectado Entretanto se grande parte da DBO h mic
273. cor e do odor e na oxida o de compostos inorg nicos como o ferro ou mangan s que tiram a qualidade da gua No tratamento de gua de abastecimento p blico ou residu ria o di xido de cloro CIO pode ser utilizado como desinfetante ou oxidante em ambos est gios Cap 4 Clora oe Desclora o 119 pr oxida o e p s oxida o O crescimento de bact rias e algas pode ser controlado nas fases subsequentes do tratamento Bemamor et al 1984 Forma de atua o Para projetar um sistema de desinfec o de esgotos torna se necess rio conhecer a taxa de inativa o do microrganismo indicador pelo agente desinfetante Em particular o efeito da concentra o do agente desinfetante sobre a taxa desse processo determinar a combina o mais eficiente entre o tempo de contato e a concentra o de desinfetante a utilizar Na desinfec o de esgotos com compostos de cloro a concentra o do desinfetante se altera com o tempo e particularmente durante os momentos iniciais da aplica o do cloro passa por transforma es r pidas desde a forma livre at as formas combinadas Dessa forma torna se mais importante determinar a concentra o de cloro residual do que a de cloro aplicado Outros aspectos relevantes e que interferem no processo de desinfec o s o e presen a de s lidos no efluente uma vez que estes podem proteger os microrganismos da a o do desinfetante Infelizmente poucos m todos encontram
274. cos som tico O e flagelar H apresentam flagelos e portanto motilidade Figura 2 4 s 4 Es a 1a Y FA 7 S A f Aa PA E Figura 2 4 Salmonella spp Essencialmente a infec o causada pela propriedade invasiva das salmonelas primeiramente na mucosa intestinal e caracterizada por febre moderada n useas c lica e diarr ia Algumas esp cies ap s multiplica o podem disseminar se por outros rg os Usualmente as infec es intestinais prim rias s o denominadas salmoneloses e as mais disseminadas febres ent ricas Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 35 Embora inegavelmente associada veicula o h drica a salmonelose encontra nos alimentos contaminados com destaque para ovos e derivados de carne especialmente de frango importantes rotas de transmiss o Os sorotipos mais virulentos s o a S typhi e a S paratyphi causadoras das febres tif ide e paratif ide estreitamente associadas a condi es prec rias de saneamento b sico Principalmente no caso da febre tif ide a infec o pode disseminar se no corpo septicemia e a bact ria ser isolada al m das fezes no sangue e na urina Outra caracter stica particular o fato de que pacientes recuperados podem se tornar portadores cr nicos da S typhi disseminando a por per odos prolongados Em que se registrem diversos fatores concorrentes na transmiss o a veicula o h drica das salmo
275. crorganismos organismos unicelulares de vida livre ou parasitas individualmente muito pequenos para serem vistos a olho nu O termo inclui v rus bact rias fungos protozo rios e algas microsc picas e Morbidade termo utilizado indiscriminadamente para se referir incid ncia e preval ncia e Mortalidade termo que designa a propor o de uma popula o que morre em um determinado per odo A mortalidade pode se referir por exemplo a uma doen a ou agravo ou a uma parcela espec fica da popula o faixa et ria sexo etc e Multiplica o o mecanismo segundo o qual o agente infeccioso se multiplica produzindo novos seres Ao t rmino da multiplica o o n mero de indiv duos produzidos superior ao n mero inicial A multiplica o pode ocorrer no meio ambiente no hospedeiro intermedi rio no hospedeiro definitivo ou em vetores Dependendo do agente infeccioso a multiplica o pode ocorrer por meio de reprodu o sexuada assexuada ou ambas e Organismos eucariotas seres vivos cujas c lulas se caracterizam por apresentar o material gen tico DNA separado do citoplasma por uma membrana denominada membrana nuclear Organismos eucariotas apresentam assim n cleo individualizado Sin nimo eucariontes e Organismos patog nicos veja agente infeccioso Sin nimo pat geno e Organismos procariotas seres vivos cujas c lulas se caracterizam por n o apresentar o material gen tic
276. dade do agente desinfetante sobre a velocidade de destrui o imprescind vel para associa o com o tempo de contato e defini o das doses a serem utilizadas O preceito fundamental da cin tica da desinfec o foi enunciado por Chick em 1908 atualmente conhecido como Lei de Chick o qual reconheceu que a inativa o dos microrganismos em fun o do tempo obedece ao modelo de uma rea o de primeira ordem ou seja N Sao RN 3 1 ot em que N SE velocidade de decaimento dos organismos k coeficiente de rea o T N n mero de organismos sobreviventes em um dado instante t t tempo T A solu o desta equa o N Nxe 3 2 ou seja a Lei de Chick Na pr tica comumente s o observadas discrep ncias em rela o ao decaimento exponencial reconhecendo se a influ ncia de diversos fatores como as mudan as na concentra o do agente desinfetante no decorrer do tempo as diferen as entre as resist ncias de diversos organismos presentes na mesma cultura com idades diferentes a ocorr ncia de aglomerados de microrganismos ou a oclus o pelos s lidos em suspens o Usepa 1999 Na mesma poca Watson 1908 analisou dados de sistemas com v rias concentra es de desinfetantes e demonstrou que h rela o logar tmica definida entre a concentra o do desinfetante e a velocidade m dia da rea o Prop s a seguinte equa o que relaciona a constante da velocidade da rea o de inativa o
277. damage faecal coliforms in waste stabilization pond water Applied and Environmental Microbiology v 58 n 4 p 1335 1343 1992 GON ALVES R Coord Gerenciamento do lodo de lagoas de estabiliza o n o mecanizadas Rio de Janeiro PROSAB ABES 1999 80 p JORD O E P PESS A C A Tratamento de esgotos dom sticos 3 ed Rio de Janeiro ABES 1995 683 p Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 335 KELLNER E PIRES E C Lagoas de estabiliza o projeto e opera o Rio de Janeiro ABES 1998 244 p MARA D D Low cost wastewater treatment in waste stabilisation ponds and waste stabilisation reservoirs in Brazil In SEMIN RIO INTERNACIONAL TEND NCIAS NO TRATAMENTO SIMPLIFICADO DE GUAS RESIDU RIAS DOM STICAS E INDUSTRIAIS 1996 Belo Horizonte Anais Belho Horizonte DESA UFMG 1996 MARA D D ALABASTER G P PEARSON H W MILLS S W Waste staibilisation ponds a design manual for Eastern Africa Leeds Lagoon Technology International 1992 121 p MARAIS G V R Faecal bacteria kinetics in stabilisation ponds J Env Eng Div ASCE 100 EE1 p 119 1974 MENDON A S R Lagoas de estabiliza o e aeradas mecanicamente novos conceitos Jo o Pessoa 1990 385 p MENDON A S R Sistemas de lagunas de estabilizaci n Col mbia McGraw Hill 2000 370 p ORAGUI J I CURTIS T P SILVA S A MARA D D The removal of excreted bacteria and viruses in deep waste stabilization ponds in n
278. das podem causar Nessa perspectiva o conceito de seguran a passa a ser entendido como julgamento ponderado da aceitabilidade do risco ou seja o agente qu mico ser considerado seguro se seus riscos forem julgados aceit veis Cairns amp Dickson 1980 No entanto a avalia o desse risco pelo conhecimento das concentra es dos subprodutos potencialmente t xicos da desinfec o uma tarefa complexa devido ao grande n mero de vari veis envolvidas ou seja o efluente uma mistura muito complexa de componentes sendo assim fica dif cil avaliar todas as rela es entre a aplica o do desinfetante e a gera o de subprodutos espec ficos para cada componente da mistura Al m disso h outras dificuldades o comportamento f sico qu mico dos componentes de uma mistura complexa geralmente diferente do comportamento do componente quando separado da mistura dificultando a avalia o de fen menos de antagonismo e sinergismo t xico entre os componentes da mistura Essa dificuldade especialmente v lida para o caso do oz nio em que a forma o de subprodutos fortemente influenciada pela composi o do efluente Em rela o ao oz nio h ainda grande complexidade anal tica para determina o de subprodutos uma vez que os mesmos t m suas concentra es determinadas por t cnicas de cromatografia gasosa associada espectrofotometria de massa De maneira geral duas abordagens podem ser empregadas na avalia
279. de que ele n o reage com am nia evitando a forma o de cloraminas potencialmente t xicas al m de eliminar os precursores do trihalometanos THM compostos cancer genos mutag nicos t xicos aos usu rios e ao meio ambiente Expansul 2001 Por m em concentra es acima de 40 mg L de CIO no tratamento de gua h aumento insignificativo nas concentra es de clorof rmio CHCI e bromodi clorometano CHBrC1 prevalecendo sempre o clorof rmio CHCI Uma alternativa para remo o de subprodutos org nicos halogenados como o clorof rmio usar como adsorventes carv o ativado ou feltros de fibras de carbono ativado Coutinho amp Camargo 2000 Os materiais carbonosos possuem alta afinidade com impurezas org nicas devido a sua elevada rea superficial espec fica Segundo Di Bernardo 1993 e Macedo 2001 a desinfec o com o di xido de cloro em determinadas condi es pode levar forma o de ons cloritos e cloratos subprodutos que representam um problema do ponto de vista da sa de p blica por sua a o inibidora da tire ide e pela possibilidade de causar efeitos hematol gicos e mutag nicos As seguintes rea es podem ocorrer na forma o dos ons mencionados em condi es alcalinas 2 CIO 2 OH 5 CIO ClO H20 4 15 oxida o redu o do di xido de cloro ClIO2 e gt CIO 4 16 rea o com o HCIO 2 CIO HCIO H2O gt 2 CIO 2H HCl 4 17 O uso de cido h
280. de 11 po os 9 foram montados com tubos de PVC de di metro nominal igual a100 mm com uma base fixa cap Para permitir a entrada da gua nos po os foram feitas perfura es de di metro de 5 mm com espa amento de 1 cm at a altura de 1 m a partir da base Os tubos foram envolvidos por uma camada de brita 358 Desinfec o de Efluentes Sanit rios n 1 com a finalidade de dar suporte aos tubos e impedir o entupimento dos furos Para impermeabiliza o dos po os foi utilizado um selo de bentonita no solo seguido de uma laje de prote o sanit ria Os dois po os restantes foram montados substituindo a camada de brita por areia m dia sendo necess ria uma tela em n ilon de prote o entre o tubo e a camada de areia Esses po os foram constru dos com a finalidade de avaliar a influ ncia da camada de areia nas caracter sticas da gua P1 controle Bloco 1 Bloco 2 alegar Parcela 20 Parcela 40 Parcela 60 P2 P3 P i gua P6 P10 P8 P9 esgoto p7 P11 Figura 8 3 Esquema de disposi o dos po os de monitoramento na rea experimental para os cen rios gua adubo e efluente no bloco 3 Figura 8 4 Detalhe do aspecto externo de um po o de coleta da gua subterr nea Cap 8 Disposi o no Solo 359 O efluente aplicado no sistema era proveniente de filtros anaer bios de fluxo ascendente com biomassa fixa em leito de bambu e tempo
281. de Estabiliza o 305 em que 0 coeficiente de temperatura Tamb m os valores de O variam segundo a literatura Os valores extremos 0 1 19 foram reportados por Marais 1974 Segundo Yanez 1993 no entanto estes valores est o superestimados e os valores de 6 a serem adotados devem estar na faixa de 1 07 7 de aumento em K para o aumento de cada 1 C na temperatura Crit rios de projeto para a remo o de coliformes em lagoas de estabiliza o Os principais par metros de projeto e coeficientes de sistemas de lagoas de estabiliza o est o resumidos nas Tabelas 7 11 e 7 12 Alguns par metros como as taxas de aplica o s o apresentados a t tulo de complementa o uma vez que dizem respeito utiliza o das lagoas para remo o de DBO e por este motivo n o s o discutidos aqui O presente item discorre apenas sobre os principais par metros de projeto de relev ncia para o dimensionamento de sistemas objetivando a remo o de coliformes Tabela 7 11 Principais par metros de projeto de lagoas de estabiliza o Lagoas de matura o ou t Lagoas Lagoas Lagoas de polimento Par metro de projeto Anaer bias facultativas facultativas prim rias secund rias Lagoas Lagoas em s rie chicaneadas Tempa i nn tl 36 15 45 10 30 10 20 10 20 Taxa de aplica o superficial Ls 100 350 100 350 kgDBOs ha d Taxa de aplica o volum trica Ly 0
282. de coliformes totais foi de 68 2290 366 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 8 4 Valores m dios de coliformes totais nas valas de filtra o nas taxas de aplica o estudadas Taxa 20 Taxa 25 Taxa 30 Taxa 35 Taxa 40 Coliformes Lm dia L m dia L m dia L m dia L m dia totais M dia DP M dia DP M dia DP M dia DP M dia DP Efluente 7 03E 6 05E 4 71E 5 49E 9 35E 9 06E 8 64E 1 35E 1 69E 1 56E bruto 08 08 08 08 07 07 08 09 08 08 Afluente 1 64E 4 51E 1 20E LISE 2 85E 2 19E 1 01E 8 46E 5 36E 6 69E valas 08 07 08 08 07 07 08 07 07 07 Vala 2 36E 3 51E 5 86E 6 27E 1 22E 8 98E 2 25E 1 52E 7 39E 8 96E 0 25 m 04 04 04 04 05 04 04 04 04 04 Vala 7 45E 5 18E 6 81E 6 00E 3 21E 2 42E 1 60E 2 18E 1 64E 2 23E 0 50 m 03 03 04 04 03 03 04 04 04 04 Vala 3 46E 3 23E 6 62E 8 81E 2 13E 1 30E 2 81E 9 12E 7 71E 5 91E 0 75 m 04 04 04 04 03 03 04 03 03 03 DP desvio padr o Tabela 8 5 Remo o de coliformes totais nos filtros anaer bios e nas valas de filtra o nas taxas estudadas Coliformes Taxa Taxa Taxa Taxa Taxa totais 20 L m2 dia 25 L m dia 30 L m dia 35 L m dia 40 L m2 dia E
283. de de radia o UV 254 nm no reator apresentado na Figura 6 12 Observa se que as bordas do reator recebem menor intensidade de radia o regi o onde se localizam a grade de fixa o das l mpadas e o suporte dos reatores el tricos As regi es onde foram verificadas as maiores intensidades est o pr ximas ao eixo longitudinal do reator nas abscissas pr ximas de 40 100 e 180 cm O que se pode estimar um baixo rendimento de inativa o de pat genos nas linhas de fluxo pr ximas s bordas do reator contribuindo para obter um efluente final com qualidade aqu m da prevista E 1 05 0 90 0 75 0 60 0 45 0 30 0 15 0 00 Largura cm 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Comprimento cm Intensidade UV 254 nm mW cm Figura 6 10 Curvas de iso intensidade UV 254 nm do reator n vel 4 cm do fundo Comportamento hidrodin mico do reator conforme salientado anteriormente o escoamento hidr ulico do tipo pist o com mistura axial suficiente para maximizar a exposi o da massa l quida radia o UV deve ser privilegiado na concep o de um reator UV Tal fato decorrente da cin tica de primeira ordem que caracteriza o decaimento dos microrganismos expostos radia o UV Curto circuito e zonas mortas devem ser minimizados o que pode ser atingido com dispositivos que aumentem a efici ncia hidr ulica do processo exemplo chicanas ou cortinas defletoras Aten o
284. de deten o de 3 horas os quais recebiam esgoto dom stico A caracteriza o desse efluente se encontra na Tabela 8 1 Os resultados obtidos para concentra o de nitrato nos v rios po os de monitoramento Figura 8 5 indicam que n o houve problema de contamina o do len ol fre tico pois em momento algum os valores ultrapassaram o limite m ximo recomendado para consumo humano conforme Portaria 1469 00 do MS de 10 mg LemN Em princ pio a aplica o de efluente n o modificou a qualidade da gua dos po os pois os valores de concentra o de nitrato sempre foram inferiores aos valores encontrados nos po os contidos na parcela que recebia gua adubo 7 6 nov 01 21 jan 02 18 mar 02 D6 mar 02 E18 mar 02 E1 abr 02 B22 abr 02 W29 abr 02 13 mai 02 m4 jun 02 m27 jun 02 522 ul 02 Efluente Sentido do len ol a Po os 6 e 7 antes h 20 cm a 4 Po o 8 ap s h 20 cm 2 Po o 9 ap s h 40 cm e Po os 10 e 11 ap s h 60 cm w ETE Pa E curas E A E E E E E T EEE Z 24 14 O EN E ces aaa e dia a DEU SRD SATA Da aid a ARCNTUA Ea EU pad ata MEEA 0 fr ha il T T T T T Po o 1 Po o 6 Po o 7 Po o 8 Po o 9 Figura 8 5 Concentra o de nitrato mg L nos po os de coleta do len ol subterr neo Os valores obtidos no per odo de chuva foram aqueles que apresentaram a
285. de emiss o de coliformes fecais N contagem inicial antes da desinfec o C residual de ferrato VI mg L e t tempo de contato minutos A desinfec o esperada atingida para coliformes fecais quando Ct lt 10 398 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Custos e benef cios ambientais da desinfec o com o on ferrato VI O custo de desinfec o por ferrato de s dio para taxa de juros de 12 ao ano 10 anos de projeto popula es de 500 a 2 500 pessoas comunidades alvo do PROSAB fica na faixa de R 0 059 a R 0 045 m tratado para atingir o padr o de emiss o de 3 0 x 10 NMP 100 ml de coliformes fecais da FEPAM RS Esse custo fica pr ximo do custo de utiliza o do hipoclorito de s dio gerado in loco Os benef cios ambientais do ferrato al m da desinfec o propriamente dita s o a inexist ncia de subprodutos da desinfec o THMs e HAAs e a despreocupa o com residual de oxidantes cloro residual ou cloroaminas no meio ambiente N o h necessidade de declora o e seus custos O teor de ferro III residual atendeu ao padr o de emiss o da FEPAM RS de 10 mg L para todas as concentra es e efluentes testados A Figura 9 5 mostra que inexiste a gera o de subprodutos trihalometantos THMs e cidos haloac ticos HAAs quando se emprega esse desinfetante pois os teores s o menores que 2 ug L concentra o m xima encontrada no esgoto bruto a ser desinfetado Para efluentes de lodos
286. delo de mistura completa n o se observou nenhuma rela o significativa entre K e a profundidade e o tempo de deten o Determinou se atrav s da an lise de regress o n o linear com os dados dispon veis uma equa o correlacionando K fluxo disperso com a profundidade Xo disperso 0 542 H 1 259 20 C 7 6 O coeficiente de determina o foi razo vel R 0 505 Apesar de se saber a priori que um modelo com uma estrutura assim t o simples teria dificuldade em reproduzir a ampla diversidade de situa es que ocorrem na pr tica ele tem por outro lado a vantagem de depender apenas de uma vari vel que em um projeto 300 Desinfec o de Efluentes Sanit rios conhecida de antem o H Outros modelos dispon veis na literatura s o menos pr ticos por dependerem de vari veis que n o s o conhecidas na etapa de projeto A Figura 7 9 e a Tabela 7 8 mostram os valores de K e a curva de melhor ajuste Apesar das limita es o modelo conduziu a uma tima previs o do logaritmo das concentra es efluentes de coliformes das 82 lagoas K EM FUN O DA PROFUNDIDADE H 140 DADOS K 0 542 H1 1 259 82 lagoas n 140 R 0 500 4 5 Figura 7 9 An lise da regress o Equa o 7 6 entre K 20 C fluxo disperso e a profundidade H das lagoas N mero de dispers o adotado como d 1 L B 140 dados de 82 lagoas facultativas e de matura o no Brasil e no mundo Tabela 7 8
287. dente com enchimento de bambu seguidos de dois sistemas de p s tratamento um com filtro superficial de areia camada de areia de 0 50 m e outro com vala de filtra o camada de areia de 0 50 m Foram investigados os efeitos de diferentes doses de radia o nas vaz es produzidas pelos sistemas de p s tratamento Foram aplicadas inicialmente doses aproximadas de 30 mW s cm l mpadas imersas e posteriormente doses de 15 mW s cm l mpadas emersas nos efluentes provenientes do filtro superficial de areia camada de areia de 0 50 m e da vala de filtra o camada de areia de 0 50 m para uma vaz o aproximada de 1 4 L min Sistemas de desinfec o por UV Desinfec o com reator por fot lise e fotocat lise Foram projetados e constru dos reatores de desinfec o por UV tipo anular cil ndrico de l mpada coaxial em alum nio polido e investigados os efeitos da aplica o na fot lise e na fotocat lise de efluentes sanit rios Figuras 6 25 e 6 26 260 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Figura 6 25 Reatores de UV para fot lise e fotocat lise de efluente anaer bio l mpada de 15 Watts imersa comprimento de onda 254 nm Figura 6 26 Detalhe da c mara de revestimento da l mpada germicida que recebeu uma camada de di xido de tit neo TiO fotocat lise Desinfec o com reator fotol tico O reator fotol tico que foi utilizado nesse trabalho do tipo calha e possui uma l mpad
288. dentro da mesma esp cie dependendo da organiza o biol gica e da les o sofrida Daniel 1993 O resultado final da exposi o dos microrganismos radia o ultravioleta ou seja a inativa o total ou parcial destes reflete a rela o m tua entre a forma o de fotoprodutos letais e sua remo o por processos de recupera o que visam impedir a letalidade preservando a esp cie Assim ao avaliar a efici ncia da desinfec o realizada com radia o ultravioleta deve se considerar os microrganismos que s o capazes de se recuperar ap s a irradia o Chernicharo et al 2001 A fotorreativa o um fen meno que pode impactar negativamente a performance de um sistema de desinfec o com UV S o v rias as vari veis que envolvem a predi o dos efeitos de repara o nos sistemas em esta es de tratamento de esgoto A luz solar que difere em intensidade e distribui o espectral de acordo com a esta o do ano hora do dia e exist ncia de nuvens bem como as caracter sticas do efluente afetam a penetra o dos raios fotorreativantes assim como as pr prias condi es do corpo receptor Corpos receptores com baixa turbidez e rasos s o mais suscet veis fotorreativa o enquanto os com alta turbidez e profundos s o menos suscet veis Usepa 1986 Al m disso a extens o do fen meno depende da dose de radia o aplicada para desinfec o Quanto maiores as doses menores os efeitos da fotorreativa
289. der desinfeci o 3225 55 neta A aa A 235 Tipos dE PROCESSOS elendi i a e 236 Dimensionamento rec tSt t eSt tES SEEE SEEESEE ee neeena career narenanada 242 Procedimentos de c lculo reator de l mpadas emersas 244 Manuten o e Opera o iaae E E a E ETE ainda 246 Aspectos operacionais de Manuten o essessenssesininioisces terem isimeremeptis seondose sa 246 Aspectos de seguranca deita aan inae Ae A EE A 249 Experi ncias do PROSAB S ana caio nada dado fa E Sia db 249 Projeto de pesquisa da UFES us iatagataata sapata O Sa anda da 249 Projeto de pesquisa da PUCPR sssudad app pas arina sentidas scg 254 Projeto de pesquisa da TEM station Di 256 Projeto de pesquisa da LInica np manias sarada tio ll a dt 259 Projeto de pesquisada USP oneen eie a R ada do cado a E 261 Projeto de pesquisa da UFS Gi aeree o rea a 265 Exemplos de dimensionamento ss ssseseississrserereriststserersrrersrsrrersrrerersrrern 267 Exemplo EEE E S E E 267 Exemplo 2 mia pasa n e apa aaa AEs 270 Exempl 3 ieas een RRE A ia n E EE SEEEN RRE aia 272 Refer ncias bibliogr ficas asa pa 273 Cap tulo 7 Lagoas de Estabiliza o nnosnneseeeseeesesesesesesssersserssereseene 277 Mrod ci onsereen ted Isis adora deram LEU pra vip ess SATER ai rea a 271 Descri o da tecnologja emite pa O a 278 Vis o geral sobre as lagoas de estabiliza o s 278 Compara o entre os sistemas de lagoas 286 Estimativa de rem
290. desinfec o de efluentes por filtra o em membranas A filtra o por membranas pode ser grosseiramente definida como um processo de separa o que usa membranas semiperme veis para dividir o fluxo em duas por es uma perme vel que cont m o material passante atrav s da membrana e um material retido ou rejeitado refletido que cont m as esp cies deixadas para tr s O tamanho das esp cies a serem separadas os mecanismos de rejei o ou de reflex o as for as motrizes do processo a estrutura qu mica a composi o das membranas e a geometria de constru o s o vari veis que interferem e classificam os processos de filtra o por membranas Tabela 9 1 Em termos de desinfec o em que a membrana dever funcionar como uma barreira absoluta espera se dessa filtra o a reten o de v rus bact rias e organismos maiores patog nicos como tem sido publicado Todos os processos alternativos de desinfec o t m sido penalizados diante do cloro e seus compostos pelo maior custo A filtra o por membrana no presente momento tem um alto custo no Brasil mas tem decrescido bastante ao longo dos ltimos anos tornando o processo atualmente competitivo para ETAs de at 20 000 m dia Muitas pesquisas t m sido direcionadas para o tratamento de efluentes apesar do custo pois em certas situa es quando os benef cios ambientais s o computados o processo torna se econ mico e tem sido empregado pelos pa ses de maior
291. do a produ o de efluentes compat veis com a reutiliza o para fins produtivos e com 250 Desinfec o de Efluentes Sanit rios a manuten o de balneabilidade de guas costeiras O reator UV com l mpadas emersas foi instalado na ETE experimental da UFES tendo sido constru do na forma de mesa e composto por tr s canais em paralelo Figuras 6 11 e 6 12 As dimens es do reator s o comprimento total 2 70 m largura 0 98 m e altura 0 30 m c mara de alimenta o dos canais possui 0 29 m de comprimento e 0 98 m de largura podendo receber o efluente dos processos de tratamento secund rio ou terci rio e repartir a vaz o de forma equ nime entre os 3 canais por meio de vertedores triangulares A c mara de recep o do efluente final do reator UV possui 0 19 m de comprimento e 0 98 m de largura e encaminha o efluente desinfetado para o emiss rio de esgoto tratado da ETE UFES O reator UV dotado de 26 l mpadas UV de baixa press o com pot ncia de 30 W cada posicionadas transversalmente ao sentido de fluxo do l quido e com espa amento de aproximadamente 10 cm entre uma e outra l mpada em rela o ao eixo longitudinal das mesmas A geratriz inferior de cada l mpada foi posicionada a uma altura de 16 cm a partir do fundo dos canais de escoamento Os principais fatores intervenientes na efici ncia de desinfec o por UV foram avaliados em quatro etapas experimentais distintas avalia o de intensidade UV com
292. do corpo receptor Testes conduzidos pela PUCPR tamb m indicaram aumento da toxidade devido desinfec o com o di xido de cloro Tabela 4 14 Deve se citar que para minimizar a produ o de espumas no efluente foi aplicado antiespumante o que tamb m poderia ter ocasionado a toxicidade no organismo estudado Tabela 4 14 Desinfec o utilizando di xido de cloro ensaio de toxicidade aguda para o microcrust ceo Daphnia magna Data Afluente Efluente 29 01 2003 2 4 23 04 2003 l 2 Na Tabela 4 15 subsequente s o apresentados resultados do IPH UFRGS referentes a testes de toxidez aguda a alevinos de Til pia nilotica de quatro efluentes biologicamente tratados ap s clora o e desclora o Schifino amp De Luca 2003 Os efluentes brutos j eram t xicos antes da adi o do desinfetante hipoclorito de s dio Continuaram a s lo mesmo ap s declora o A toxidez pode ser removida pela dilui o e ou denitrifica o Num efluente a toxidez aguda foi causada pelo excesso de fluoretos Cap 4 Clora oe Desclora o 151 Tabela 4 15 Toxidez de efluentes tratados clorados e desclorados a alevinos de Oreochromis niloticus Efluente biologicamente EBT EBT clora o ETEs tratado EBT clora o desclora o Sem Dilui o Dilui o Sem Dilui o Dilui o Sem Dilui o Dilui o dil 1 1 1 6 dil 1 1 1 6 dil 11 1 6 Sapucaia TA SE SE TA
293. do de Pesquisa E doto 5 PROSAB PR 5 844 10 273 674 00 46 83 0 108 Radia o UV Pesquisa 6 PROSAB PR 5 844 10 128 433 00 21 98 0 034 Rae Pesquisa lt Oz nio 7 PROSAB SC 10 000 18 5 181 120 00 18 11 0 091 1 ap s UASB FB 2 ap s UASB FB 3 ap s UASB F An 4 ap s UASB lagoa 5 ap s UASB FAD 6 ap s UASB FB 1 a 4 ETEs operadas pela Sanepar 5 7 e 6 segundo Miguel Aisse dados de pesquisa PUCPR segundo Fl vio Lapolli dados de pesquisa UFSC Crit rios utilizados 1 Cloro gasoso a Custo do cloro R 2 26 kg CI b Adotado 15 sobre este valor para custo O amp M c Em Maring ETE Sul PR gasta se 250 kg Cl d para tratar 310 L s d Em Apucarana PR gasta se 55 kg Cl d para tratar 137 L s 2 Hipoclorito de s dio a Custo do hipoclorito R 6 70 kg CI Cap 10 An lise Cr tica 421 b Adotado 15 sobre este valor para custo O amp M c Em Bandeirantes PR gasta se 77 kg Cl d para tratar 88 L s d Na ETE Assis Chateaubriand PR gasta se 40 kg Cl d para tratar 40 L s 3 Di xido de cloro a Custo citado PUCPR para 10 L s R 0 108 m tratado 4 Ultravioleta a Custo citado PUCPR para energia R 0 0035 m tratado b Custo citado PUCPR para reposi o de l mpadas R 0 0235 m tratado 5 Oz nio a Custo citado UFSC para energia R 465 60 m s por economia b Custo citado PUCPR para oxig nio R 3333 33 m s
294. do sistema szas antenas masi en tra sin aspas caras 200 Capacidade de gera o e custo por economia para implanta o do sistema a GO sine sia adro Sados 202 Custos operacionais dO Sistema sapatoiatod s a 087 pei edema 203 Custos p racionais totais ba a a 204 Participa o dos insumos no custo operacional total 204 Dimensionamento erre ereeneceeeen carr na care aaerenenaeenanarerran a 205 Refer ncias bibliogr ficas sm masisiis ss tail raabinisiadad ale id a aaa das a 207 Cap tulo 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 209 ERTEOUUC O sais Eno Ra ED E E EE 209 Aspectos te ricos sobre a desinfec o por radia o UV n se 211 Espectro eletromagn tico energia e radia o UV 211 Princ pios b sicos de ptica e radia o UV 214 Metodos de avalia o da Intensidade UV uam as dr dotertitiia oba nal a 216 XII Desinfec o de Efluentes Sanit rios Mecanismos da desinfec o UV caras ain na OI aaa 221 Cin tica de INAtiva o sessenta A AN a ads e A aaa 222 Considera es sobre intensidade aplicada e intensidade efetiva de radia o UV aa 1 AG A 226 Fotorreativa o e recupera o NO ESQUILO cesecarscrarseiarapaasrrtaaua cs rcnanenta ris 229 Processos de desinfec o por meio de radia o UV n se 230 Informa es preliminare Sennen e id den aa 230 Lampadas LIV pas ineo b pasa a Da An GD E AAN 231 Fatores f sicos que influenciam o desempenho de processo
295. dos dos perfis ao longo do reator A Tabela 6 11 compara os resultados obtidos nesse trabalho com outros publicados na literatura 252 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Os resultados obtidos indicam que a configura o proposta para o reator UV com l mpadas emersas constitui uma op o eficiente e de baixo custo para inativa o de coliformes fecais e salmonelas presentes em efluentes de uma ETE do tipo UASB BFs assim como para produ o de efluentes pass veis de re so dentro dos padr es estabelecidos pela OMS Dados obtido Limite de con S f inferior 95 Modelo ajustado Limite de conf superior 95 1 0 E 07 1 0 E 06 1 0 E 044 1 0E 034 1 0 E 024 1 0 E 014 1 0 E 004 Coliformes fecais NMP 100 ml 1 0E 051 0 50 100 150 200 250 Dose aplicada mJ cem 300 350 Figura 6 20 Ajuste de modelo cin tico para inativa o de coliformes fecais em reator UV operando em escala real com efl uente terci rio Dados obtidos Limite de conf inferior 95 Modelo ajustado Limite de conf superior 95 1 0E 08 1 0E 07 4 1 0E 06 1 0E 05 E coli NMP 100 ml 1 0E 04 4 Eat 1 0E 103 RE Ng iss a Lisias y N 4 108402 ALSO gt gt 14 0E 014 0 TS 1 0E 00 T T T T T T 0 50 100 150 200 250 300 350 Dose aplicada mJ em Figura 6 21 Ajuste de
296. dos e as amostras foram coletadas a cada 2 5 minutos de contato para caracteriza o f sico qu mica e biol gica A dosagem e o consumo de oz nio para v rios efluentes tratados variou das fases I a III Inicialmente as dosagens foram mais elevadas sendo reduzidas especialmente na ltima fase O tempo de contato de 2 5 minutos foi em geral suficiente para obter concentra es de Escherichia coli inferior a 1 0 x 10 NMP 100 ml Na fase II a dosagem de cerca de 12 mg L foi suficiente para a desinfec o de efluentes secund rios tempo de contato de 2 5 minutos nas condi es dos ensaios Para o efluente do reator anaer bio tipo UASB o tempo de contato e o consumo de oz nio foram bem maiores em dois do tr s experimentos Cap 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o 199 Figura 5 16 Instala o piloto de desinfec o de efluentes com oz nio Experi ncia da USP A USP conduziu estudos em escala piloto visando a avalia o dos efeitos da aplica o de oz nio nos efluentes finais de um sistema de lagoas de estabiliza o localizado no munic pio de Lins SP As lagoas anaer bias trabalharam com tempo de deten o hidr ulico m dio de 5 dias e foram seguidas por lagoas facultativas com cerca de 10 dias de deten o Os esgotos tratados possuem DBO na faixa de 50 a 60 mg L elevando se em algumas situa es para at cerca de 100 mg L A concentra o de s lidos em suspens o variou gera
297. dos em tr s tipos de segmentos segmentos em que a vaz o do g s e a vaz o do efluente t m dire es opostas trechos em contra corrente segmentos em que as vaz es possuem a mesma dire o trechos em co corrente e segmentos em que o g s n o injetado trechos reativos Segundo Eiger et al 1998 tem se dado prefer ncia a esse tipo de sistema pelo fato de ser extremamente flex vel permitindo aplica o de diferentes dosagens de oz nio em diferentes compartimentos do sistema e sua consequente otimiza o no tocante ao atendimento de um ou mais objetivos O esquema desse tipo de reator mostrado na Figura 5 9 v lt 15 cm s w o n TU a Tl Sa da lt 30 cm s Entrada 0 0 000 E Difusores l trecho em contra corrente Il trecho em co corrente III trecho de rea o Figura 5 9 Esquema do reator de contato Fonte Adaptado de Eiger et al 1998 e Di Bernardo 1993 Reatores com turbinas Nesse tipo de reator Figura 5 10 a gua introduzida na zona de dispers o da turbina em sentido descendente ao encontro do fluxo de g s oz nio insuflado abaixo dela O reator da turbina dever provocar cisalhamento das bolhas de g s ozonizado e assegurar assim boa difus o da mistura do g s com o l quido 182 Desinfec o de Efluentes Sanit rios G s excedente Afluente Efluente oj o o 20 o Ss Sos oo o oo SEN Ani o Oz nio
298. dos no passado por m reduzidos drasticamente em sua incid ncia devido por exemplo medica o eficiente ou melhoria de condi es socioecon micas e sanit rias podem recrudescer pela 28 Desinfec o de Efluentes Sanit rios fragiliza o das antes interpostas barreiras sanit rias caracterizando aumento de sua incid ncia ou expans o geogr fica As doen as infecciosas reemergentes s o causadas por microrganismos j identificados e com patogenicidade reconhecida um exemplo not rio no Brasil seria a c lera O fato que sejam organismos emergentes reeemergentes ou n o o avan o do conhecimento permite listar um n mero cada vez maior de organismos patog nicos cujo mecanismo de transmiss o inclui os esgotos sanit rios como v rus adenov rus e astrov rus protozo rios Cyclospora e Microsporidia A maioria dos processos de tratamento secund rio de esgotos foi inicialmente concebida para remo o de mat ria org nica e via de regra pouco eficiente na remo o de organismos patog nicos Vencida a etapa de dom nio cient fico tecnol gico sobre mecanismos e processos de tratamento de esgotos para remo o de mat ria org nica e nutrientes cresce o desafio do aperfei oamento de t cnicas e processos de desinfec o de efluentes Desafio imposto pelo pr prio avan o da Microbiologia Sanit ria incluindo o aperfei oamento das t cnicas anal ticas de pesquisa de patog nicos
299. dosado 300 em excesso 5 NaClO2 4 HCl gt 4 CIO 5 NaCl 2 H2O 4 10 134 Desinfec o de Efluentes Sanit rios b produ o de di xido de cloro via g s cloro 5 NaClO Cl gt 2 CIO 2 NaCl 4 11 Outro processo patenteado para a produ o de di xido de cloro dispon vel a partir do clorato de s dio do per xido de hidrog nio e de estabilizadores NaClO 4 H202 2 HoSO4 gt CIO 1 Na SO4 H O 4 12 Aspectos construtivos Mistura O grau de mistura no ponto de aplica o do desinfetante tem efeito pronunciado sobre a taxa inicial de inativa o de diversos microrganismos sendo recomendado portanto elevados gradientes de mistura acima de 500 s e suficientes tempos de contato usualmente da ordem de 1 a 15 segundos A solu o de cloro deve ser injetada por meio de um difusor de modo a garantir distribui o uniforme junto ao fluxo de esgotos Em sua forma mais simples o difusor pode ser constitu do de um tubo pl stico perfurado Jord o amp Pessoa 1995 H diversas op es de sistemas de mistura utilizando dispositivos mec nicos canais ou condutos com escoamento em regime turbulento podendo se destacar os seguintes Chernicharo et al 2001 citando Usepa 1996 e Difusor em tubula o colocado no interior de uma tubula o onde o efluente escoa se o plena e em regime turbulento e Estrutura hidr ulica submersa na qual se induz uma zona turbulenta no ponto de a
300. du o O mais econ mico e frequentemente usado processo de desinfec o de efluentes tratados emprega cloro l quido ou gasoso como agente inativador de organismos patog nicos principalmente bact rias e v rus Cloro e alguns de seus compostos no entanto podem produzir subprodutos danosos de efeitos cr nicos sa de humana e ao meio ambiente em baixas concentra es e de efeito agudo pelo residual de compostos oxidantes com consequ ncias letais para os ecossistemas aqu ticos Al m disso compostos clorados n o possuem capacidade desinfetante para protozo rios patog nicos e para helmintos S o muitos os processos e desinfetantes alternativos para tornar efluentes tratados mais seguros do ponto de vista sanit rio e ambiental Os principais j foram mencionados em cap tulos anteriores destacando se neste livro hipoclorito de s dio e de c lcio l quido ou pastilha di xido de cloro oz nio radia o ultravioleta lagoas de estabiliza o e de polimento e disposi o no solo Neste cap tulo ser o mencionados e destacados outros produtos e processos de desinfe o de efluentes tratados alguns j em uso comercial outros em fase de pesquisa e desenvolvimento Dentre os desinfetantes qu micos destacam se as cloraminas as misturas oxidantes MOGGOD o permanganato de pot ssio o on ferrato VI o cido perac tico o H O o dicloroisocianurato de s dio sais de bromo iodo ouro e prata gluturalde do e fe
301. e I intensidade UV em um ponto S energia total da fonte r raio a partir da fonte pontual Dose UV dose o principal par metro de projeto e controle operacional da desinfec o UV sendo definida como o produto da intensidade de radia o I e do tempo de exposi o t Em unidades SI a dose expressa em J m2 entretanto mais comum o uso de mW s cm ou mJ em 1 mJ cm 1 mWs em 10 J m A dose de radia o ultravioleta obtida pela Equa o 6 3 dose Ixt 6 3 em que I intensidade UV t tempo de exposi o radia o Absorb ncia e Lei de Beer Lambert a radia o UV n o transmitida em um meio com intensidade constante e equivalente quela gerada na fonte A partir da fonte ocorre um efeito de atenua o devido absor o da radia o originalmente emitida no pr prio meio Objetivando estimar a referida atenua o para efeito de projeto comum o emprego do termo coeficiente de absorb ncia 0 para corrigir a absorb ncia do meio de acordo com a Equa o 6 4 a A x In 10 2 303A 6 4 em que a coeficiente de absorb ncia A absorb ncia a 254 nm em A absorb ncia de uma radia o luminosa com determinado comprimento de onda atrav s de um l quido pode ser quantificada por espectrofotometria obtendo a absorb ncia de energia por unidade de profundidade A rela o entre absorb ncia e transmit ncia mostrada na Equa o 6 5 216 Desinfec o de Efluen
302. e Para altura padr o de 1 00 m de coluna de gua a largura entre chicanas ser de 0 15 m Para rea de espelho l quido de 6 12 m o comprimento til de canal de chicanas ser de 41 m Para largura f sica de 1 30 m inclui as curvas tem se um comprimento subtotal do tanque de 4 7 m sem a largura das paredes das chicanas Adicionando 0 05 m para as paredes obt m se mais 1 6 m al m de 2 x 0 20 m espessura das paredes externas do tanque dando um comprimento total do tanque de 6 7 m largura externa com as paredes ser de 1 70 m d N mero de tanques Dois 2 um de reserva ou alternativo e Limpeza dos tanques Declividade do fundo 5 no sentido do fluxo com retirada do efluente desinfetado pelo fundo da ltima chicana por canaliza o perfurada f Dosagem do desinfetante Por bomba dosadora Watson Marlow Masteflex ou similar vaz o de O a 3 0 L min para solu o produzida por eletr lise de 15 g L de K FeO em NaOH 10 mol L g Efici ncia hidr ulica A m xima efici ncia ocorrer em fluxo de pist o com ndice de dispers o d menor que 0 01 Segundo Trussel amp Chao 1977 apud White 1999 d 0 14 R em que R raz o comprimento largura do canal No presente exemplo R 41 m 0 15 m 273 Portanto d 0 14 273 0 0005 o que assegura perfeito fluxo de pist o h Efici ncia desinfetante Esta pode ser obtida pela seguinte rela o N No 1 0 90 Ct 4 9 4 em que N padr o
303. e amea am a sa de humana de acordo com os padr es de qualidade estabelecidos para as diferentes situa es Sua inser o no fluxograma de uma esta o de tratamento pode se dar de forma espec fica pela constru o de uma etapa exclusiva para a 2 Desinfec o de Efluentes Sanit rios desinfec o ou por interm dio da adapta o de processos existentes para realizar dentre outras tarefas tamb m a desinfec o A produ o de efluentes tratados com baixas densidade de coliformes fecais CE por exemplo CF lt 10 NMP 100 ml poss vel por meio do emprego de processos naturais ou f sico qu micos concebidos especificamente para a desinfec o O cloro l quido ou gasoso o agente inativador de organismos patog nicos presentes em esgotos sanit rios mais econ mico e difundido sendo muito eficiente na inativa o de bact rias e v rus Entretanto alguns de seus compostos podem produzir subprodutos t xicos de efeitos cr nicos sa de humana e ao meio ambiente Al m disso compostos clorados n o possuem capacidade desinfetante para protozo rios patog nicos e helmintos Outras op es com base em processos qu micos ozoniza o e misturas oxidantes assim como f sicos filtra o terci ria ou radia o ultravioleta e naturais lagoas de estabiliza o ou disposi o controlada no solo oferecem alternativas cada vez mais interessantes clora o seguida de desclora o dos efluentes tratados
304. e uma baixa diferen a de potencial favorece a durabilidade dos eletrodos e provoca menor aumento de temperatura ao mesmo tempo em que a alta frequ ncia da corrente el trica fornece el trons de alta energia para o rompimento das duplas liga es da mol cula de oxig nio Os geradores comerciais operam em baixas frequ ncias 60 Hz e m dias frequ ncias entre 60 e 1000 Hz sendo os ltimos geralmente aplicados a grandes demandas de O Transfer ncia de oz nio para a gua 2 A transfer ncia do oz nio para a gua usualmente baseada em processos heterog neos que envolvem transfer ncia de massa do oz nio por meio de bolhas atrav s da interface g s l quido para a gua Quando o oz nio est dissolvido no meio l quido obedece Lei de Henry segundo a qual a concentra o de satura o proporcional press o parcial do oz nio em dada temperatura Dentre os fatores que influenciam a constante de Henry os considerados mais importantes s o temperatura pH e for a i nica Langlais et al 1991 A transfer ncia do oz nio para a gua inicia se com a dispers o do g s na fase l quida em forma de pequenas bolhas Posteriormente o oz nio incorporado massa l quida atrav s da interface g s l quido A resist ncia na transfer ncia de massa durante a fase gasosa pode ser considerada praticamente desprez vel A nica resist ncia que pode ser encontrada durante a absor o do g s no l quido na m
305. e Morril t etc cic 777 Q 22 LPM T 86 seg Q 30LPMIT 63 seg mad Q 40 LPM T 47 seg 2 25 1 50 0 75 0 00 pt tt 0 00 1 00 2 00 3 00 4 00 CIc t Q 13 LPM T 146 seg Q 16 LPMIT 120 seg memo Q 19 LPM T 100 seg 2 25 EA e th Li RA A Ei A i 0 75 I usas fi 0 00 nr id A Tm Cego A DS e tt 0 00 1 00 2 00 3 00 4 00 Figura 3 3 Curvas de passagem de tra ador salino no reator UV Sant Ana et al 2002 Balan o de massa em reatores Considere o seguinte esquema apresentado na Figura 3 4 para a realiza o de balan o de massa Cap 3 Cin tica e Hidr ulica dos Processos de Desinfec o 99 LIMITE DO SISTEMA Reator volume V Figura 3 4 Croqui de um processo de tratamento e limites do sistema para efeito de balan o de massa Como proposi o geral para an lise de balan o de massa considera se que o ac mulo de massa de determinado reagente em um sistema a diferen a entre o fluxo de massa desse reagente entrada e sa da do sistema acrescido do ac mulo ou decrescido da redu o de massa do reagente devido rea o que ocorre Sob condi es de regime estabilizado n o ocorre ac mulo de massa no sistema e a varia o do fluxo de massa entre a entrada e a sa da do sistema deve se exclusivamente rea o Situa es de partida ou desequil brio de processos biol gicos correspondem a re
306. e Trichuris trichiura apresentaram grande resist ncia inativa o por ultravioleta Verificou se a diminui o da viabilidade dos cistos de Giardia alcan ando efici ncia de 43 de inviabilidade para uma dosagem de 80 mJ cm N o foram encontrados oocistos de Cryptosporidium sp nas amostras analisadas Nos testes de fotorreativa o realizados para o efluente de lodo ativado n o foi observada a recupera o de microrganismos Os resultados obtidos podem ser justificados pela qualidade do efluente utilizado nos ensaios A metodologia utilizada foi a proposta por Daniel 1993 Exemplos de dimensionamento Exemplo 1 Dimensionar um reator UV do tipo canal com l mpadas emersas para desinfec o do esgoto sanit rio produzido por uma popula o de 10 mil habitantes As etapas de tratamento que antecedem desinfec o s o compostas por tratamento preliminar tratamento anaer bio em reator UASB e tratamento aer bio em biofiltros aerados submersos O efluente desinfetado dever apresentar uma densidade de coliformes fecais N lt 1000 NMP 100 ml O reator UV dever ser composto por l mpadas UV de baixa press o e baixa intensidade cada uma com 30 W de pot ncia nominal com efici ncia de 8 3 W a 254 nm no in cio de funcionamento e ap s 100 horas de uso A efici ncia de reflex o da radia o UV 254 nm estimada para o refletor de alum nio de 70 Os seguintes dados devem ser considerados 268 Desinfec o de Efluentes San
307. e amortiza o Custos de opera o e manuten o Custo do tratamento de esgoto a montante da etapa Opera o Facilidade de transporte estocagem e gera o in loco Facilidade de aplica o e controle Flexibilidade Complexidade Capacidade de previs o de resultados Considera es sobre seguran a Estudo piloto Dose necess ria Detalhes de refinamento de projeto Potenciais efeitos adversos Toxicidade vida aqu tica Forma o e transmiss o de indesej veis subst ncias bioacumul veis Forma o e transmiss o de subst ncias t xicas mutag nicas e carcinog nicas Fonte Adaptado de Usepa 1986 Cap 1 Introdu o 21 Em uma adapta o das informa es divulgadas pela Usepa 1986 Chernicharo et al 2001 apresentam um fluxograma auxiliar da tomada de decis o sobre desinfec o de esgoto sanit rio de uma determinada localidade considerando determinantes os riscos sa de p blica Figura 1 2 O fluxograma prev inicialmente identifica o do n vel de risco sa de humana levando em considera o os aspectos ambientais na aplicabilidade da alternativa de controle A gua do corpo receptor utilizada para abastecimento de gua p blico ou privado N o gt gt gt Sim A gua do corpo O lan amento de esgotos receptor utilizada para prejudica a qualidade da recrea o de contato e gua para consumo humano cria
308. e antecedem desinfec o s o compostas por tratamento preliminar tratamento anaer bio em reator UASB e tratamento aer bio em filtros biol gicos percoladores Os seguintes dados devem ser considerados Vaz o afluente m dia 91 9 L s Vaz o m xima hor ria 165 5 L s 595 76 m h Efluente aer bio Conc m dia DQO efluente 77 mg L Conc m dia DBO efluente 24 mg L Conc de SST efluente 28 mg L Turbidez m dia efluente 18 UT Densidade m dia de coliformes fecais N 1 0 x 10 NMP 100 ml Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 273 Transmit ncia m dia 59 medida em espectofot metro utilizando cubeta de 1 cm de lado e comprimento de onda de 254 nm Equipamentos Dever ser utilizado equipamento com tecnologia UV para atender vaz o OQ a COMPOStO de 30 m dulos que tratar o 20 m h cada instalados adequadamente em calha canal aberta O m dulo possui 2 l mpadas de 310 W de baixa press o com vida til de 8 500 h aproximadamente 1 ano para um nico ciclo ligar desligar di rio A dose m xima utilizada por muitos fabricantes situa se pr xima aos 250 mW s em mJ cm Acess rios O m dulo ser provido de limpeza autom tica das l mpadas geralmente comandada por um temporizador Esse acess rio importante no caso de l mpadas imersas garantindo a efici ncia do sistema O sistema de desinfec o poder contar ainda com um sistema de aquisi o de dados como totaliz
309. e apenas 2 a 5 dias na lagoa anaer bia a decomposi o da mat ria org nica apenas parcial Mesmo assim essa remo o da DBO da ordem de 40 a 70 em condi es bem favor veis apesar de insuficiente representa grande contribui o aliviando sobremaneira a carga para a lagoa facultativa situada a jusante A lagoa facultativa recebe uma carga de apenas 30 a 60 da carga do esgoto bruto podendo ter portanto dimens es bem menores O requisito de rea total lagoa anaer bia lagoa facultativa tal que se obt m uma economia de rea da ordem de 1 3 comparado a uma lagoa facultativa nica O funcionamento dessa lagoa facultativa exatamente como descrito no item a A Figura 7 3 mostra o fluxograma t pico de um sistema de lagoas anaer bias seguidas por lagoas facultativas SISTEMA LAGOA ANAER BIA LAGOA FACULTATIVA Corpo receptor Medidor pi y x Grade Desarenador de vaz o Lagoa anaer bia Lagoa facultativa E gt 1 i5 Ld lt Fase Fase s lida s lida Figura 7 3 Fluxograma t pico de um sistema de lagoas anaer bias seguidas por lagoas facultativas O sistema tem efici ncia similar ou apenas ligeiramente superior de uma lagoa facultativa nica e conceitualmente simples e f cil de operar No entanto a exist ncia de uma etapa anaer bia em uma unidade aberta sempre causa de preocupa o pela possibilidade de libera o de maus odores Caso o sistema esteja bem equilibrado
310. e da radia o UV deve se basicamente a dois mecanismos a dissipa o e a absor o Usepa 1986 Aplicando se as Equa es 3 1 e 3 5 s considera es do modelo obt m se a Equa o 6 7 a qual gen rica para intensidade emitida por uma l mpada em um ponto devendo se aplicar as configura es f sicas do reator para execu o da modelagem n S IR z Y A zalk R z 2a 6 7 em que R dist ncia radial do eixo da l mpada ao ponto z coordenada do ponto em rela o ao eixo da l mpada S energia total da fonte 218 Desinfec o de Efluentes Sanit rios n mero de fontes pontuais em que a l mpada foi dividida dist ncia do ponto fonte pontual 2 no coeficiente de absorb ncia do meio l quido L caminho tico no meio l quido Os efeitos de reflex o e refra o n o s o considerados no modelo Contudo para maior precis o do mesmo deve se utilizar maior quantidade de fontes pontuais aumentando se o tempo computacional requerido para a an lise Blatchley II 1997 prop s um modelo variante chamado LSI Line Source Summation que utiliza a integral do m todo PSS A Equa o 6 8 mostra o modelo LSI e S Re Lx 6 8 0 em que c comprimento da l mpada Medi o direta radiometria este o m todo mais utilizado para estimativa da intensidade devido a sua simplicidade S o utilizados radi metros equipados com detetores com filtros para determinar a intensid
311. e de dispers o d O GQ 0 000 7 r r 0 10 20 30 40 50 Vaz o Ipm Figura 6 19 Coeficientes de dispers o nas curvas de passagem de tra ador salino no reator UV Os ensaios cin ticos em amostras de efluentes com diferentes n veis de tratamento foram realizados em reator UV de eixo colimador As curvas dose x resposta foram ajustadas ao modelo cin tico de Emerick et al 2000 Equa o 6 15 A concentra o de microrganismos associados ao material particulado N foi reduzida em fun o do n vel de tratamento do efluente variando para coliformes fecais de 8 7 x 104 NMP 100 ml no esgoto bruto a 2 3 x104 NMP 100 ml no efluente do filtro terci rio Com exce o do modelo para efluente de UASB o qual n o teve bom ajuste a densidade de coliformes fecais associada mat ria particulada N reduziu se em fun o do n vel de tratamento Figuras 6 20 e 6 21 A Tabela 6 10 compara os resultados obtidos em ensaios em batelada e no reator UV em escala real mostrando os par metros k Ny e os coeficientes obtidos com o ajuste ao modelo de Emerick et al 2000 Nos ensaios em escala real observou se que no reator UV alimentado com efluente do FT em algumas ocasi es a densidade de E coli no efluente desinfetado foi superior a 1 000 NMP 100 ml A dose aplicada para atingir esse limite foi de aproximadamente 100 mJ cm A dose observada para atingir o padr o de re so foi de 80 mJ cm quando observados os resulta
312. e desenvolvimento da tecnologia os aspectos relativos opera o e manuten o dos processos a efetividade do processo sobre os organismos patog nicos do esgoto sanit rio bem como as informa es sobre os poss veis impactos sobre a sa de dos trabalhadores e sobre o meio ambiente As tabelas em quest o foram adaptadas a partir dos seguintes trabalhos Usepa 1986 Ichobanoglous amp Burton 1991 Von Sperling 1996 Campos 1999 e Sant Ana 2002 Tabela 1 10 N vel de desenvolvimento aspectos de opera o e manuten o dos processos manuten o Considera o Clora o Clora o Oz nio UV Lagoas de Era desclora o estabiliza o solo Tamanho da Todos os Todos os M dio a Todos os Pequeno a Padua ETE tamanhos tamanhos grande tamanhos m dio q cs Prim rio tratamento Todos os Todos os e ra Prim rio ou o a Secund rio Secund rio a ou antes da n veis n veis anaer bio anaer bio desinfec o Complexidade Simples a Simples a relativa da p Moderada Complexa P Muito simples Simples moderada moderada tecnologia Confiabilidade nao Boa Boa Boa Boa Regular Controle do pom Desenv Em desenv Em desenv Desenv Em processo desenv desenv Sensibilidade opera o e M nima Moderada Alta Moderada Pouca Pouca Cap 1 Introdu o 23 Tabela 1 11 Efetividade do processo sobre os organismos patog nicos do esgoto sanit rio Co
313. e drogas antimicrobianas ex estreptococos Figura 2 2 e organismos Gram negativos menos resistentes que os primeiros e caracterizados por possu rem mais lip deo em sua parede celular ex bact rias do grupo coliforme Figura 2 3 As bact rias de interesse nesse texto se apresentam basicamente nas formas de bastonetes bacilos retos Escherichia coli levemente curvos Vibrio cholerae curvos em espiral Campylobacter jejuni ou na forma de esfera cocos Enterococus As formas em bastonete geralmente s o bact rias de menores dimens es 2 5 x 0 5 1 0 mm ER e ya Di a gt X A NE ass BM PEES WS s ms x 528 As P E NS 11 RES dz E Sexi N I ES h VA SN x RN EAR N E Figura 2 2 Escherichia coli Gram negativa Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 31 Figura 2 3 Streptococcus Gram positiva Muitas bact rias da fam lia Enterobacteriaceae bacilos Gram negativos aer bios anaer bios facultativos oxidase negativos n o formadores de esporos fermentadores com produ o de g s e geralmente m veis fazem parte da microbiota do trato gastrointestinal de animais e seres humanos ex E coli Klebsiella spp e Enterobacter spp outras entretanto s o patog nicas ao ser humano aos animais ou a ambos doen as zoon ticas dentre as quais se destacam Escherichia coli algumas cepas Salmonella spp Shigella spp e Yersinia ent
314. e efici ncia Equa o do reator de fluxo de pist o Como nos reatores de fluxo pistonado tem se o tratamento seq encial camada por camada eles n o possuem a mesma propriedade em todos os pontos condi o essencial para realizar balan os de massa Assim costuma se considerar o reator de fluxo de pist o uma seq ncia infinita de reatores de mistura completa utilizar o escoamento entrada e sa da de uma se o transversal elementar como limites do sistema realizar o balan o de massa e integrar do in cio ao final do reator Volume V rea A 106 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Considera se que ao atravessar uma camada de espessura dx rea A e volume V A dx a concentra o do reagente varia de um diferencial dC Q C Q C 5C 8x rea A Integrando do in cio ao final do reator cuja concentra o varie de C a C desprezando diferenciais de segunda ordem considerando regime estabilizado e rea o de primeira ordem tem se SVkC QC Q C 8C VKC QC QC QC Q C aoe a AEn c SVKC Q8C ma gt fas Ric kxV ie Cp OC sb tre 3 14 Ak C ou seja a equa o de um reator de fluxo de pist o em que ocorre uma rea o de primeira ordem sob regime estabilizado Para realizar o balan o de massa com outras ordens de rea o deve se substituir pelo correspondente expoente da concentra o no termo relativo rea o Exemplo 4 Ainda em rela o ao exerc ci
315. e efici ncia em fun o da exist ncia de regi es insuficientemente irradiadas Outros fatores que afetam a intensidade s o a idade das l mpadas sujeira nas l mpadas e localiza o das l mpadas no reator e Comportamento hidrodin mico do reator um reator UV deve ter escoamento hidr ulico o mais pr ximo poss vel do tipo pist o com mistura axial suficiente para maximizar a exposi o da massa l quida radia o UV O reator deve ser projetado de forma a evitar curtos circuitos e zonas mortas os quais podem gerar o uso ineficiente de energia e redu o do tempo de Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 231 exposi o dos microrganismos radia o UV vide Cap tulo 3 O tempo de exposi o dos microrganismos radia o UV depende dos caminhos por eles percorridos ao longo do reator e determina a quantidade de radia o a qual ser o expostos Como a dose de UV depende da vari vel tempo Equa o 6 3 o tempo de perman ncia de todos os organismos alvo deve ser o suficiente para compor a dose efetiva m nima para sua inativa o e Configura o do reator a exist ncia de zonas mortas e de curto circuito assim como de regi es expostas a maiores ou menores intensidades de radia o dependem da configura o do reator de desinfec o Outros componentes como o tipo de l mpada e a exist ncia de dispositivos para elimina o do biofilme sobre l mpadas ou envolt rios tamb m s o importantes
316. e em rela o ntima com os microrganismos Todas as plantas exceto as Cruc feras e as Lil ceas possuem micorrizas em suas ra zes isto fungos que ajudam a mobilizar os nutrientes em volta da raiz As leguminosas mant m se em simbiose com as bact rias fixadoras de nitrog nio de modo que toda a demanda de N pela planta pode ser suprida pela transforma o do N atmosf rico em N mineral assimil vel pelas ra zes O melhoramento gen tico da soja para aproveitamento dessa simbiose atualmente um grande sucesso O Brasil o segundo produtor mundial de soja sem utilizar nenhum fertilizante nitrogenado A economia anual em fertilizantes nitrogenados na cultura da soja chega a mais de US 1 5 bilh o gra as ao sucesso da simbiose riz bio leguminosa Pesquisa Fapesp 2003 Na rizosfera isto no espa o densamente enraizado do solo h grande n mero de bact rias fungos e actinomicetos os quais se aproveitam das excre es radiculares da planta incluindo amino cidos a cares horm nios vitaminas e grande n mero de cidos org nicos Essas subst ncias servem de fonte de carbono para os microrganismos que em troca defendem o espa o da raiz com antibi ticos contra pat genos pelo fato de n o compartilharem a fonte de alimento Propriedades do solo O solo formado por subst ncias minerais e inorg nicas com formas granulares que lhe conferem propriedades caracter sticas como porosidade permeabilidade tex
317. e helmintos nemat ides intestinais humanos no caso da utiliza o de efluentes na piscicultura as aten es estariam voltadas para os coliformes fecais e os ovos de helmintos cest ides 5 Atualmente a legisla o brasileira Resolu o Conama n 20 de 18 de junho de 1986 n o inclui padr o de lan amento as densidades m ximas a serem garantidas no efluente devem ser estimadas com base no padr o a ser mantido no corpo receptor e no fator de dilui o efluente o corpo receptor Em sua atual vers o os crit rios de qualidade da gua s o baseados em coliformes totais e fecais por m sua revis o em pleno curso caminha no sentido de estabelecer os crit rios de classifica o com base nos coliformes termotolerantes fecais e E coli 6 A gua considerada satisfat ria para balneabilidade quando em 80 ou mais de um conjunto de amostras obtidas em cada uma das cinco semanas anteriores colhidas no mesmo local houver no m ximo mil coliformes fecais termotolerantes ou 800 Escherichia coli ou 100 enterococos por 100 mililitros 7 As diretrizes sanit rias da OMS para a irriga o com esgotos sanit rios tratados incluem irriga o de cereais plantas t xteis forragens pastagens rvores lt 1 ovo de helmintos L culturas a serem consumidas cruas lt 1 ovo de helmintos L lt 10 CF 100 ml campos de esporte parques e jardins lt 1 ovo de helmintos L lt 102 CF 100 ml Os nemat ides intestinais hum
318. e interesse encontrados nos recursos h dricos superficiais Organismo Modelo Tamanho aproximado um V rus ent ricos Bacteriofage MS2 0 025 Bact rias coliformes Escherichia coli 1 3 Oocistos Cryptosporidiumm parvum 3 8 Cistos Giardia muris 7 14 A teoria da estabilidade dos col ides pode ser aplicada para descrever a intera o entre col ides e membranas Se as part culas e a membrana s o carregadas com cargas el tricas opostas ou se o potencial zeta de ambas s o apropriados as part culas v o aderir na matriz da membrana resultando na remo o de part culas menores que os poros da membrana Pall et al 1980 Considerando o fato de que microrganimos t m propriedades coloidais Daniels 1980 os mesmos princ pios podem ser aplicados a col ides biol gicos e n o biol gicos Atualmente reconhecido que os par metros mais importantes no desempenho da microfiltra o s o o fluxo hidr ulico e capacidade de rejei o de pequenas part culas Fluxos mais elevados prejudicam a capacidade de rejei o entretanto o tamanho das part culas o tamanho dos poros e a espessura da membrana tamb m influenciam o processo de separa o de part culas menores que o tamanho dos poros Resultados experimentais de microfiltra o obtidos por Herath et al 1998 indicaram que a rejei o de v rus pode ser determinada por modelos baseados na rela o entre di metro das part culas e di metro dos poros
319. e mat ria org nica com possibilidade de adapta o para remo o de nutrientes como nitrog nio e f sforo Esse objetivo de desempenho foi objeto das duas primeiras etapas do Programa de Pesquisas em Saneamento B sico PROSAB que enfatizou o desenvolvimento de tecnologia para tratamento anaer bio de esgotos e p s tratamento de efluentes de reatores anaer bios Campos 1999 Chernicharo et al 2001 Em que pesem os aperfei oamentos atingidos os processos de tratamento apresentam via de regra efici ncias elevadas por m insuficientes na inativa o de organismos patog nicos e seus indicadores Os valores m dios das densidades de coliformes fecais no esgoto sanit rio de caracter sticas m dias submetido a diferentes n veis de tratamento s o apresentados na Tabela 1 2 6 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 1 2 N veis de tratamento e valores t picos dos principais par metros de qualidade nos efluentes Nid detritamento SS DQO DBO Coliformes fecais mg L mg L mg L NMP 100 ml Esgoto bruto 300 600 300 1 00 E 07 Prim rio 120 420 180 1 00 E 07 Anaer bio 100 210 90 1 00 E 05 Secund rio lagoas facultativas 80 150 30 1 00 E 04 Secund rio 20 85 20 1 00 E 05 Filtra o terci ria 5 50 5 1 00 E 04 Tome se por exemplo as densidades de coliformes fecais que v m a ser o principal grupo de organismos indicadores de contamina o fecal de guas
320. e s lidos em suspens o entre 93 e 137 mg L demonstraram a aplicabilidade da radia o ultravioleta em efluentes com elevados teores de s lidos suspensos Tabela 6 12 Foram obtidas efici ncias de inativa o de coliformes totais e E coli entre 2 2 e 3 6 e entre 2 0 e 4 2 unidades logar tmicas respectivamente para doses m dias aplicadas que variaram entre 11 4 e 39 4 mW s cm2 Efici ncias de inativa o ainda mais elevadas foram alcan adas quando esses efluentes apresentaram teores m dios de s lidos em suspens o entre 47 e 75 mg L Nessa faixa de s lidos as efici ncias estiveram entre 3 1 e 4 3 unidades logar tmicas para coliformes totais e entre 3 e 4 2 para E coli para doses m dias entre 24 2 e 41 9 mW s cm e absorb ncia m dia de 0 42 u a cm A desinfec o de efluentes de lagoas de polimento levou a efici ncias de inativa o de coliformes totais e de E coli entre 2 6 e 3 1 e entre 2 8 e 3 4 unidades logar tmicas respectivamente para s lidos em suspens o na faixa de 87 a 102 mg L absorb ncia m dia de 0 74 u a cm e doses aplicadas de 16 9 a 31 3 mW s cm Os melhores resultados foram alcan ados para os efluentes de filtros biol gicos percoladores em que foram aplicadas doses m dias de apenas 3 7 a 11 6 mW s cm e obtidas efici ncias de inativa o de 3 3 a 4 1 e de 3 3 a 4 3 unidades logar tmicas de coliformes totais e E coli respectivamente Ressaltam se no entanto os baixos teores m dios de s lidos
321. e se transformam em trofozo tos O ciclo de vida inclui est gios de reprodu o assexuada e sexuada at a forma o do oocisto que prontamente infectante S o formados dois tipos de oocistos um de parede espessa que excretado para o meio externo junto com as fezes e um de parede delgada que se rompe no intestino delgado e respons vel acredita se pelos casos de auto infec o Figura 2 9 Os cistos cont m quatro esporozo tos formados por reprodu o sexuada da a denomina o oocistos Os oocistos excretados com as fezes s o extremamente resistentes aos efeitos adversos do meio ambiente e a o de desinfetantes Os oocistos de Cryptosporidium s o mais resistentes e menores 5 x 4 5 um que os cistos de Giardia e portanto de inativa o e remo o mais dif ceis 54 Desinfec o de Efluentes Sanit rios sexuado Nba 24 rozo tos VA P Ciclo Figura 2 9 Ciclo biol gico do Cryptosporidium Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 55 Por ser tipicamente uma doen a humana emergente menos se tem consolidado sobre as caracter sticas ambientais do Cryptosporidium e a epidemiologia da criptosporidiose Um indiv duo infectado pode eliminar at 102 oocistos g de fezes e a dose infectante DI de 1 30 oocistos A transmiss o fecal oral entre pessoas mecanismos m o boca f mites e alimentos reconhecida bem como a potencial vir
322. e subprodutos organoclorados exigindo se outras op es tecnicamente dispon veis embora mais onerosas Caberia aqui a indaga o quando realmente imperioso obrigar a desinfec o de esgotos tratados e em que casos poderia ser dispens vel Pergunta corajosa de dif cil resposta O bom senso deve prevalecer o estudo do caso espec fico deve ser realizado luz do real uso preponderante da gua do corpo receptor e das quest es de preserva o da sa de p blica sem que necessariamente os dispositivos legais sejam postos de lado Outra quest o que recentemente vem sendo levantada pelas ag ncias ambientais por organiza es n o governamentais e pelos pr prios projetistas o tipo do desinfetante a aplicar existindo muitas vezes posi o contr ria ao uso do cloro e seus compostos com receio da forma o de subprodutos organoclorados Como se discute adiante os estudos dispon veis j mostram que a desinfec o com cloraminas capaz de evitar as forma es de subprodutos indesej veis especialmente os trihalometanos de acordo com os padr es atuais devendo se apenas evitar a presen a de cloro livre Metcalf amp Eddy 2003 Op es de desinfec o Os estudos realizados pela rede do PROSAB consideraram a aplica o de compostos de cloro hipoclorito de s dio e di xido de cloro radia o ultravioleta ozoniza o e lagoas de matura o Embora uma abordagem inicial j tenha sido apresentada no Cap
323. e um reator UASB e de um filtro biol gico percolador em um fotorreator em escala piloto correspondente a um equivalente populacional de 30 habitantes Os resultados mostraram se promissores e dessa forma ampliou se a escala do fotorreator aproximando se de uma escala real de aplica o assim como foram introduzidas otimiza es operacionais no mesmo O primeiro prot tipo do fotorreator em escala de demonstra o com volume til de 20 6 L foi confeccionado com tubo de PVC tipo esgoto de acordo com as caracter sticas mostradas na Tabela 6 13 Objetivando aperfei oar o primeiro prot tipo foi constru do um segundo com corpo em alum nio mantendo se as demais caracter sticas do primeiro Ilustra es dos dois prot tipos desenvolvidos s o apresentadas na Figura 6 24 Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 257 Tabela 6 13 Principais caracter sticas dos fotorreatores Geometria cil ndrica Altura total 90 em Di metro externo 200 mm Volume de rea o 20 7 L Vaz o de projeto 0 70 L s Tempo de exposi o de projeto 30 s Equivalente populacional 250 habitantes Di metro interno 196 mm Di metro da l mpada 26 mm N mero de l mpadas 4 Pot ncia unit ria das l mpadas 30 W Pot ncia unit ria de radia o a 253 7 nm 8 3 W Modelo das l mpadas G30T8 Philips Sentido do fluxo ascensional paralelo l mpada Fonte Alves 2003 Os fotorreatores foram testados p
324. ea es diretas as quais envolvem o oz nio molecular e rea es indiretas que envolvem rea es com os radicais hidroxila OHP A Figura 5 3 ilustra os caminhos das rea es do oz nio com compostos org nicos As rea es diretas do oz nio molecular com compostos dissolvidos s o bastante lentas e seletivas Gra as a esse car ter seletivo pequenas doses de oz nio produzem grande efeito sobre determinadas etapas em sistemas da tratamento de gua e esgotos A maioria das rea es diretas do oz nio com compostos org nicos s o baseadas na divis o da dupla liga o carbono carbono comportando se como um dipolo um agente eletrof lico em arom ticos e um agente nucleof lico na dupla liga o C N Levando em conta a natureza eletrof lica da rea o os grupos doadores de el trons localizados no ciclo arom tico causam significante reatividade com orienta o da hidroxila orto posi o para o que ocorre com a anilina e fenol A hidroxila o geralmente seguida de abertura do ciclo arom tico levando forma o de alde dos acetonas e cidos Como agente nucleof lico o ataque ocorre essencialmente nos s tios com d ficit eletr nico Langlais et al 1991 174 Desinfec o de Efluentes Sanit rios O H O OH SN Rea es TOCA i o a HO oo 1 0 0H HO 0 o Yo 2 0 0 O 0 o 3 0 H HO O no 4 HO 0H 0 H o 5 0 0H HO 6 Ho HO 0 i 7
325. eator el trico garante a aplica o e a estabiliza o de voltagem nos eletrodos possibilitando a descarga el trica no interior do tubo Os el trons ao colidirem com os tomos de merc rio liberam a radia o UV em sua maior parte a 253 7 nm 112 8 kcal einstein efetiva na inativa o de microrganismos O circuito el trico para acionamento das l mpadas de baixa press o de vapor de merc rio igual ao usado em l mpadas fluorescentes optando se preferencialmente por reatores de partida r pida No caso das l mpadas fluorescentes o tubo de quartzo substitu do por um tubo de vidro revestido por cristais de f sforo Figura 6 7 232 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Luzsfis vel E mpada de baixa pressS 6 Figura 6 7 Croqui de uma l mpada fluorescente normal e de outra do tipo UV Os principais tipos de l mpadas germicidas s o Usepa 1986 Tchobanoglous et al 2003 e L mpadas de baixa press o e baixa intensidade de radia o as l mpadas de baixa press o emitem de 80 a 90 da energia no comprimento de onda de 253 4 nm podendo ser consideradas monocrom ticas A energia emitida no comprimento de onda de 253 4 nm representa de 30 a 50 da pot ncia nominal da l mpada sendo o restante dissipado na forma de calor H no mercado l mpadas com pot ncias variando de 4 a 60 W com maior oferta de l mpadas de 30 W A mistura de vapor merc rio arg nio encontra se a uma press o de 0 007 mmHg em
326. ec o Na Tabela 4 5 s o apresentadas as dosagens t picas de cloro necess rias para desinfec o de esgotos brutos e tratados em diferentes efici ncias Tabela 4 5 Dosagens t picas de cloro para desinfec o de esgotos brutos e tratados para Padr o de Lan amento de 1 000 NMP 100 ml de coliformes fecais Hipoclorito Di xido de cloro Cloro e seus mg L mg L Aplica o compostos a PROSAB 3 PROSAB 3 Esgoto bruto pr clora o 15 a 40 Efluente prim rio 10 a 30 Efluente de tratamento f sico qu mico 4a8 Efluente anaer bio 6al3 Efluente de filtros biol gicos 3410 449 E percoladores Efluente de lodos ativados 2a 10 6al3 2a4 Efluente de lagoa de estabiliza o 6al3 4 5 Efluente filtrado ap s tratamento em las E E lodos ativados Efluente de tratamento f sico qu mico 2 e 3a5 ap s tratamento anaer bio Fonte a Metcalf amp Eddy 2003 A determina o da dosagem de cloro e o projeto das instala es de desinfec o dependem das metas a serem atingidas em fun o das diretrizes estabelecidas pela legisla o ambiental O sistema de desinfec o pode ser projetado em fun o do residual de cloro livre a ser mantido no efluente final ou em fun o do n mero m ximo de organismos indicadores usualmente coliformes fecais admitido para o efluente final Qualquer que seja o caso testes de laborat rio s
327. ecursos para projetos bolsas de pesquisa e a es de avalia o e divulga o respectivamente A execu o das pesquisas de forma cooperada tem permitido a abordagem integrada das a es dentro de cada tema otimizando a aplica o dos recursos e evitando a duplicidade e a pul veriza o de iniciativas As redes integram os pesquisadores das diversas institui es homogeneizam a informa o entre seus integrantes e possibilitam a capacita o permanente de institui es emer gentes No mbito de cada rede os projetos das diversas institui es t m interfaces e enquadram se em uma proposta global de estudos garantindo a gera o de resultados de pesquisa efetivos e prontamente aplic veis no cen rio nacional A atua o em rede permite ainda a padroniza o de metodologias de an lises a constante difus o e circula o de informa es entre as institui es o est mulo ao desenvolvimento de parcerias e a maximiza o dos resultados As redes de pesquisas s o acompanhadas e permanentemente avaliadas por consultores pelas ag ncias financiadoras e pelo Grupo Coordenador atrav s de reuni es peri dicas visitas t cnicas e semin rios anuais O PROSAB tem sido divulgado na sua home page www finep gov br prosab e atrav s de diversas publica es em revistas especializadas e da apresenta o de trabalhos e participa o em mesas redondas nos principais eventos da rea de Saneamento B sico Ao t rmino de cada edi
328. efluentes dom sticos em que a presen a de material org nico oxid vel ainda consider vel do ponto de vista do consumo de oz nio a solu o ideal seria realizar o processo em duas etapas a primeira trabalharia em mistura completa promovendo a oxida o do material org nico e a segunda trabalharia em fluxo pist o em que o fator CT seria otimizado Para conseguir economicamente a aplica o de doses maiores de oz nio melhor trabalhar com geradores de rendimento maior acima de 4 em peso Essa recomenda o v lida especialmente para o caso da desinfec o de efluentes dom sticos em que as dosagens m nimas para desinfec o s o aproximadamente duas vezes superiores quelas utilizadas para desinfec o de gua tratada preciso considerar ainda que o fator CT deve ser referenciado a um tipo de microrganismo e raz o de elimina o desse microrganismo geralmente expressa em unidades logar tmicas Assim para cada organismo h v rios valores para o fator CT sendo cada um associado a uma raz o de elimina o de 1 2 3 ou 4 unidades logar tmicas Geralmente adota se como valor de refer ncia o fator CT associado a 4 unidades logar tmicas evidente que quanto mais alto o valor CT para determinada taxa de elimina o mais resistente o microrganismo em quest o No entanto preciso considerar que fatores f sico qu micos do efluente como pH temperatura carbono org nico total turbidez e alc
329. eguido devido ao alto potencial de oxida o do oz nio e de seus produtos de degrada o em gua radicais livres de oxig nio e ons OH O primeiro alvo da oxida o certamente a membrana celular no entanto h experi ncias Cap 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o 189 que evidenciam a a o do oz nio sobre a atividade enzim tica de bact rias Segundo Langlais et al 1991 resultados obtidos por Vrochinski em 1963 indicaram a perda da capacidade de metabolizar a car devido ozoniza o A morte das bact rias ocorre devido a mudan as de permeabilidade da membrana celular seguida de lise da c lula embora a lise celular n o seja considerada mecanismo prim rio da inativa o A oxida o e a inativa o pelo oz nio s o muito r pidas al m de serem inespec ficas em rela o aos constituintes celulares existindo dados que evidenciam a a o do oz nio sobre as bases p ricas e pirim dicas dos cidos nucl icos de E coli Efeitos sobre v rus os v rus patog nicos geralmente possuem um tempo de perman ncia bem maior que o das bact rias no meio ambiente em alguns casos esta sobrevida pode passar de 48 horas Lima 1996 al m disso h muitas doen as virais de transmiss o h drica bem reportada na literatura a a o de destrui o do oz nio sobre as prote nas que comp em o caps deo dos v rus uma vez que as prote nas do caps deo s o as respons veis pela fix
330. ela 9 4 apresenta resultados de remo o de bact rias e v rus obtidos para diferentes sistemas de membranas de microfiltra o tratando esgotos sanit rios Tabela 9 4 Remo o de microrganismos usando diferentes tipos de membranas Membrana Tamanho do poro um Remo o m dia log Bact ria v rus RBM da 0 1 4 6 Colifago QB ps 0 5 5 TC 0 3 ND TC Mentec 0 2 ND CT Mencor 0 2 3 8 CE Renovexx D 0 5 1 5 3 3 CF Stork 0 05 0 2 2 5 CF Starcosa 0 2 ND CT Dow 0 2 sT CT RBM reator lodos ativados com membranas PE polietileno PS polisulfona 1 efluente prim rio 2 efluente secund rio ND n o detectado CT coliformes totais CF coliformes fecais Fonte Mallia amp Till 2001 Dimensionamento Meltzer 1988 recomenda que a escolha da membrana e em particular a determina o da efici ncia de separa o de microrganismos seja baseada em experimentos empregando a gua a ser tratada Membranas de microfiltra o s o usualmente empregadas para remo o de bact rias e protozo rios embora diversas pesquisas e aplica es em escala real demonstrem a vantagem adicional de boa separa o de v rus Cap 9 Outros Processos de Desinfec o 405 Modelos matem ticos complexos podem ser desenvolvidos para predizer o desempenho de uma membrana espec fica Entretanto o fluxo de passagem de gua atrav s de uma membrana pode ser caracterizado por e
331. elacionados produ o de um efluente sanitariamente seguro em fun o dos usos pretendidos para o efluente tratado ou para o corpo receptor N o s o abordados aspectos de constru o e opera o de lagoas pelo fato de esses t picos estarem amplamente cobertos nas refer ncias listadas acima Nesse sentido as lagoas de estabiliza o se inserem no contexto deste livro como processos de tratamento pass veis de promover desinfec o dos esgotos por meio de 278 Desinfec o de Efluentes Sanit rios mecanismos puramente naturais N o s o analisadas neste cap tulo as lagoas aeradas uma vez que seu principal objetivo est estreitamente vinculado remo o de mat ria org nica Ampla parte deste cap tulo baseia se em von Sperling 2002c al m de em resultados espec ficos obtidos pelo PROSAB Descri o da tecnologia Vis o geral sobre as lagoas de estabiliza o As lagoas de estabiliza o s o unidades especialmente projetadas e constru das com a finalidade de tratar os esgotos No entanto constituem se em uma das formas mais simplificadas para o tratamento Adicionalmente a constru o simples baseando se principalmente em movimento de terra de escava o e prepara o dos taludes H diversas variantes dos sistemas de lagoas de estabiliza o com diferentes n veis de simplicidade operacional e requisitos de rea Dentre estas s o os seguintes os sistemas abordados no presente texto e lagoas
332. elo fato de se manter em todo o sistema a simplicidade conceitual j assumida para os reatores anaer bios Essa combina o de reatores UASB com lagoas de estabiliza o afigura se como de aplicabilidade extremamente ampla para pa ses em desenvolvimento e com clima quente As lagoas n o mecanizadas que recebem o efluente de reatores anaer bios t m sido designadas de lagoas de polimento para diferen ar das concep es cl ssicas das lagoas facultativas e de matura o Pode se ter dois tipos de lagoas de polimento e lagoas de polimento do tipo facultativa e lagoas de polimento do tipo matura o Inicialmente as lagoas de polimento eram projetadas como lagoas facultativas No entanto Catunda et al 1994 e Cavalcanti et al 2001 argumentaram que em decorr ncia da remo o de DBO que ocorre nos reatores UASB o efluente anaer bio pode ser lan ado diretamente em lagoas de polimento do tipo matura o em s rie ou com chicanas sem problemas de sobrecarga org nica na primeira lagoa da s rie ou no compartimento inicial da lagoa chicaneada Essas configura es de lagoas otimizam a remo o de coliformes como comentado na se o Estimativa da remo o de coliformes Portanto as Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 285 evid ncias atualmente dispon veis sugerem que as lagoas de polimento n o necessitam ser dimensionadas como lagoas facultativas cl ssicas mas sim como lagoas de matura o utilizando se os crit rios
333. em amostras de guas residu rias e da Epidemiologia na elucida o de mecanismos e fatores que determinam o processo sa de doen a Entretanto para que medidas preventivas incluindo t cnicas e processos de desinfec o de efluentes sejam as mais efetivas poss vel torna se necess rio compreender as caracter sticas epidemiol gicas e ambientais dos diversos agentes etiol gicos como aspectos morfol gicos ciclo biol gico infectividade patogenicidade virul ncia viabilidade lat ncia mecanismos de remo o inativa o resist ncia aos processos de tratamento e seus modos de transmiss o Disso se trata neste cap tulo em um esfor o de di logo entre as reas da Microbiologia Sanit ria da Epidemiologia e da Engenharia Sanit ria como subs dio s a es desta ltima e pr pria leitura dos demais cap tulos dedicados desinfec o Nesse sentido permitimo nos apresentar ao final do cap tulo um pequeno gloss rio de termos biol gicos epidemiol gicos e sanit rios em rela o aos quais julgamos que a maior familiariza o pode ser til A seguir apresentam se algumas caracter sticas dos organismos patog nicos humanos de maior interesse de sa de p blica no Brasil Cabe o registro de que as representa es esquem ticas de ciclo biol gico bem como os textos que as acompanham apenas resumem as caracter sticas mais freq entes guardando portanto poss veis variantes ou omiss es Em linhas gerais a
334. em apresentar produ o m xima de fotoprodutos est veis e mensur veis quando expostas a uma radia o espec fica A solu o actinom trica introduzida no reator e em intervalos de tempo al quotas s o coletadas para determinar a concentra o de fotoprodutos Daniel 1993 Exemplos de actin metros qu micos citados por Daniel 1993 s o o ferrioxalato de pot ssio o oxalato de uranil e o cido cloroac tico entre outros A utiliza o de ferrioxalato de pot ssio como actin metro foi introduzida por Hatchard e Parker em 1956 Harris et al 1987 e continua sendo extensiva devido relativa facilidade de utiliza o Entretanto essa t cnica muito sens vel a varia es de procedimento e deve se ter muito cuidado em todos os passos a fim de assegurar dados consistentes e confi veis Similar ao m todo de bioavalia o a actinometria demanda aparato de laborat rio e m o de obra qualificada al m de ser necess rio pH baixo para execu o dos ensaios Modelagem matem tica com avan o do uso dos computadores a modelagem por meio do modelo matem tico PSS Point Source Summation normalmente utilizado para estimativa da intensidade m dia de um reator WEF 1996 No modelo PSS a l mpada simulada como uma s rie de pontos de radia o colineares fontes A intensidade em qualquer ponto na zona irradiada estimada somando as contribui es de intensidade de cada fonte pontual A atenua o da intensidad
335. em basicamente na exposi o de organismos representativos sob o ponto de vista ecol gico s concentra es conhecidas do agente t xico por um per odo determinado A magnitude da resposta desses organismos ao 192 Desinfec o de Efluentes Sanit rios agente avaliada por meio de algum efeito sobre os organismos que tamb m tenha significado ecol gico Neste sentido efeitos sobre fun es biol gicas fundamentais como reprodu o crescimento mutagenicidade e morte afetam diretamente as caracter sticas das diversas comunidades aqu ticas em suas inter rela es rec procas e entre elas e o meio ambiente Cetesb 1992 Considerando que a toxicidade uma vari vel dependente da concentra o do agente t xico e do tempo de exposi o dos organismos a esse agente existem basicamente tr s n veis de mensura o desta vari vel a saber Toxicidade aguda toxicidade aguda a manifesta o de um efeito em um curto espa o de tempo ap s administra o de dose nica de uma subst ncia Em geral o primeiro estudo realizado sobre uma subst ncia quando n o se tem no o ou somente no es te ricas muito restritas sobre a subst ncia a ser estudada O ensaio de toxicidade aguda permite estabelecer rela o entre a dose administrada e a intensidade de efeitos adversos observados e calcular a dose ou concentra o letal DL 50 ou CL 50 express o matem tica da dose ou concentra o da subst ncia que provoca a
336. em ocorrer em c lulas som ticas e ou germinativas Tanto nas c lulas som ticas como nas germinativas os genot xicos podem levar indu o promo o e progress o do c ncer e eventualmente morte da c lula Cap 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o 195 Alguns autores afirmam que em animais aqu ticos os efeitos dos genot xicos podem ser evidenciados sob a forma de modifica es gen ticas como troca de crom tides irm s aberra es cromoss micas e ou forma o de micron cleos O estudo do micron cleo constitui se em um dos m todos de medidas de danos cromoss micos espont neos ou induzidos ou ainda erros de segrega o uma vez que o micron cleo resulta da produ o de fragmentos ac ntricos ou de cromossomos inteiros que se atrasam em rela o aos demais em sua migra o para os p los da c lula em an fase Quando a c lula entra em tel fase tanto os fragmentos ac ntricos como os cromossomos inteiros perdidos por problemas no fuso mit tico s o inclu dos nas c lulas filhas podendo fundir se com o n cleo principal ou formar um ou mais n cleos secund rios os micron cleos A presen a de micron cleos pode ser considerada uma indica o de ocorr ncia pr via de aberra es cromoss micas estruturais ou num ricas em algum momento do ciclo de vida das c lulas Carrano amp Natarajan 1996 Os micron cleos s o facilmente detectados em c lulas interf sicas como cor
337. em preju zo da desinfec o imediata Se os efluentes s o armazenados para re so os dados indicam que em fun o da maior ou menor presen a de s lidos no efluente desinfetado e desclorado h recrescimento de indicadores patog nicos em tempos t o curtos quanto 24 horas A desclora o removeu a toxicidade Aspectos relativos tecnologia Inser o no fluxograma de ETEs A desinfec o por clora o est situada no final do tratamento secund rio Um fluxograma t pico de aplica o do cloro e de controle de dosagens apresentado na Figura 4 4 Como se observa apesar da prov vel localiza o de um medidor de vaz o Calha Parshall na entrada da ETE outro foi localizado antes do tanque de contato O mesmo emite sinal de controle para o dosador de cloro clorador e para o dosador de di xido de enxofre desclorador caso especificado O citado fluxograma previu uma das possibilidades de uso do cloro aqui na forma original de g s Cap 4 Clora oe Desclora o 129 Cloro l quido Sinal de controle po 0nDannaisQo cocos no Afluente pa Clorador Medidor lagg apeo E d E Cilindro de cloro le vaz o Solu o Difusor misturador de cloro Tanque de contato Difusor misturador de di xido de de cloro Cloro gasoso K 3 1 gua efluente Analisador de cloro residual 1 SB 1 enxofre
338. emas de desinfec o por meio de clora o ser apresentada no Cap tulo 4 Fen meno da reativa o Alguns microrganismos atingidos pelo desinfetante podem desenvolver mecanismos de reconstitui o celular reativando se dentro de certos limites tanto no claro como no escuro O fen meno da reativa o est mais associado ao processo de desinfec o por luz ultravioleta ainda assim alguns autores observaram que o fen meno pouco significativo ocorrendo quando alguns grupos de microrganismos s o expostos a determinados comprimentos de onda espec ficos durante certo tempo m nimo necess rio Os protozo rios parasitas Cryptosporidium e Giardia s o exemplos de microrganismos patog nicos que podem estar associados ao fen meno da reativa o Daniel 1993 Inativa o bacteriana n o associada desinfec o Paralelamente desinfec o propriamente dita a redu o na contagem bacteriana de gua contaminada pode ocorrer por dilui o remo o f sica e morte natural O mecanismo de morte natural depende de fatores como a presen a da luz solar varia es Cap 3 Cin tica e Hidr ulica dos Processos de Desinfec o 93 da temperatura aumento da salinidade ou da concentra o de ons t xicos como os metais pesados presen a de bacteri fagos parasitismo preda o e lise WERE 1995 Diversos modelos foram propostos para interpreta o do decaimento bacteriano por morte natural quase sempre
339. embrana l quida perto da interface g s l quido Para aumentar a efici ncia da absor o o g s contendo oz nio introduzido na gua sob a forma de bolhas em colunas ou c maras relativamente profundas com escoamentos em sentidos contr rios Geralmente a dissolu o do ar na gua varia entre 5 e 10 m de ar por 100 m de gua Com base na teoria de transfer ncia de gases em gua algumas observa es s o importantes como a taxa de dissolu o resulta maior com o aumento da altura da coluna l quida acima do difusor de g s e a mistura Cap 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o 179 auxilia a transfer ncia do oz nio para a gua mesmo com gradiente de velocidade e n mero de Reynolds inferiores a respectivamente 2 000 e 150 s Na Figura 5 7 apresentada a rela o da velocidade ascensional do g s em fun o do tamanho das bolhas em gua parada na temperatura de 20 C O tamanho da bolha pode ser diminu do no sistema ascendente descendente segundo o aumento da velocidade descendente do l quido 40 O Velocidade de subida das bolhas cm s N O N t 20 C 1 2 3 Raio das bolhas mm Figura 5 7 Velocidade ascensional das bolhas em fun o de suas dimens es Fonte Langlais et al 1991 H grande variedade de c maras utilizadas para introduzir o oz nio no meio l quido como c mara difusora de ar contra corrente c mara de mis
340. endimento maior em Cap 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o 177 massa na transforma o de O em O Essas duas vantagens acabam por produzir menor demanda de energia associada gera o pelo oxig nio A principal desvantagem consiste no custo do oxig nio no entanto quando se compara o custo global da instala o soma dos custos com equipamento custo do capital custo de energia e custo com oxig nio geralmente a gera o resulta em menor valor Entretanto a escolha entre um ou outro sistema depende das condi es locais sendo necess rio um estudo econ mico espec fico Destrui o do excesso __ Efluente ETE de oz nio Bras Efluente fa ua a a gt aer en Ss FaSTe anse h ozonizado yo Gerador de oz nio Tanque de contato Figura 5 6 Esquema de um sistema de gera o de oz nio a partir do oxig nio Devido toxicidade do oz nio ambos os sistemas requerem mecanismos de destrui o do g s produzido em excesso Essa destrui o feita termicamente por meio de aquecimento por resist ncia el trica ou cataliticamente Fatores intervenientes na gera o de oz nio Os fatores a considerar na produ o de oz nio por descarga el trica segundo Desjardins 1988 citado em Bassani 2003 s o a diferen a de potencial a frequ ncia da corrente el trica a constante diel trica a espessura dos diel tricos e o espa o de separa o entre os diel
341. eniente de tratamento secund rio e terci rio observou se que a composi o da gua foi um fator insignificante na adsor o dos v rus no solo por m o tipo de v rus utilizado influenciou bastante N o houve morte de qualquer v rus sob baixas temperaturas 10 C nesse experimento Os resultados tamb m indicaram que tais microrganismos podem permanecer por longos per odos no solo e na gua subterr nea sob baixas temperaturas Em geral segundo os autores citados anteriormente houve maior mortalidade dos v rus sob condi es n o saturadas do que em saturadas Portanto conclui se que condi es rigorosas devem ser implantadas em rela o aplica o de esgoto no solo pois como pode ser observado os v rus possuem grande perman ncia no solo e em guas subterr neas Protozo rios e helmintos O lodo de esgoto possui grande variedade de pat genos que podem causar diversas doen as ao homem Os principais grupos de pat genos s o as bact rias os v rus os helmintos e os protozo rios De acordo com Hays 1977 a utiliza o do lodo de esgoto em solos agr colas deve levar em conta os riscos de poss vel contamina o desse res duo por pat genos Para tentar minimizar os riscos necess rio realizar programas de monitoramento que acompanhem as concentra es de bact rias v rus protozo rios e vermes no solo ap s a aplica o de efluente sanit rio e do lodo N o se deve esquecer de que al m do solo p
342. ento de gua e esgotos particularmente ao cloro Por outro lado apresentam tamanho 4 60 um e densidades que favorecem a potencial remo o por sedimenta o e filtra o Dentre os principais modos de transmiss o destacam se o abastecimento de gua para consumo humano o contato prim rio com corpos receptores o consumo de alimentos contaminados e a transmiss o entre pessoas Al m disso v rias protozooses s o zoonoses o que torna mais complexo o ciclo de vida a cadeia de transmiss o e portanto as medidas de controle Talvez em rela o aos protozo rios resida um dos maiores desafios Engenharia Sanit ria e de Sa de P blica uma vez que frequentemente s o adicionados novos pat genos e doen as emergentes lista de doen as de veicula o h drica e associadas aos esgotos sanit rios Desafio igual e paralelamente imposto Epidemiologia e Microbiologia j que h muito o que ser elucidado em termos de ciclo de vida potencial zoon tico e modos de transmiss o al m da taxonomia e m todos de detec o em amostras ambientais sobre v rios protozo rios Os protozo rios patog nicos aos seres humanos associados aos esgotos sanit rios mais comuns e reconhecidos h mais tempo s o Entamoeba hystolitica Giardia lamblia e Ballantidium coli Mais recentemente grande destaque tem sido dado ao Cryptosporidium anteriormente reconhecido apenas como um pat geno animal Entretanto continuamente se regist
343. ento de tecnologia nas reas de guas de abastecimento guas residu rias e res duos s lidos que sejam de f cil aplicabilidade baixo custo de implanta o opera o e manuten o e que resultem na melhoria das condi es de vida da popula o brasileira especialmente as menos favorecidas Na tem tica dos esgotos sanit rios os pesquisadores que trabalharam articulados nas redes do Programa de Pesquisas em Saneamento B sico PROSAB j investigaram o tratamento por processo anaer bio e disposi o controlada no solo e as t cnicas do p s tratamento de efluentes de reatores anaer bios que permitiram publicar at aqui seis volumes todos extremamente bem recebidos pelo meio t cnico ao qual se destinavam A linha de pesquisa correlata que teve por objetivo o tratamento disposi o e aproveitamento dos lodos gerados no tratamento dos esgotos e das guas de abastecimento possibilitou por sua vez a publica o de outros cinco volumes Com essas publica es o PROSAB vem cumprindo um de seus objetivos espec ficos assegurando a difus o e a transfer ncia para dom nio p blico das tecnologias desenvolvidas em seu mbito Com efeito n o se tem not cia de programas de pesquisas cujos resultados tenham sido objeto de t o amplo processo de dissemina o Agora O leitor tem em m os mais um livro que integra a j extensa produ o bibliogr fica de responsabilidade do PROSAB desta feita tratando do tema da desinfec
344. entra o efluente de coliformes A Figura 7 13 apresenta os valores de K obtidos comparados com os advindos da aplica o da equa o geral Equa o 7 6 baseada nas 82 lagoas no mundo Observa se que os valores experimentais de K seguem a tend ncia de aumentar com a diminui o da profundidade da lagoa Os valores estimados reproduzem razoavelmente bem a faixa m dia dos valores observados A observa o visual do gr fico sugere que a maioria das lagoas de polimento investigadas conduz a valores de K superiores aos alcan ados nas lagoas facultativas e de matura o que deram base equa o geral utilizada Equa o 7 6 No entanto um grupo de lagoas de polimento com 0 65 m de profundidade apresentou valores de K abaixo do valor estimado Por este motivo uma equa o espec fica para este conjunto de 17 lagoas de polimento produziria uma curva de ajuste bastante similar da equa o geral como de fato foi verificado A Figura 7 14 confronta os valores de E coli efluentes observados e estimados segundo a equa o geral Apesar do comentado ajuste visual apenas razo vel para o coeficiente K Figura 7 13 observa se timo ajuste dos valores de E coli efluentes endossado pelo elevado valor do coeficiente de determina o R 0 877 318 Desinfec o de Efluentes Sanit rios K estimados x K observados fluxo disperso 6 00 __ 500 s o K observados Ko E 4 00 K est
345. envolt rio possui a forma de um bulbo com di metro da se o transversal minimamente superior ao da pr pria l mpada A l mpada inserida em seu interior sendo hermeticamente protegida do contato com o l quido uma vez fechado o bulbo o que permite seu funcionamento em condi es adequadas de temperatura Entretanto o contato permanente entre o envolt rio de prote o e o l quido resulta na forma o paulatina de um biofilme em sua superf cie constitu do por material org nico e inorg nico que prejudica sobremaneira a transmiss o da radia o UV Um dispositivo para remo o do biofilme obrigat rio nesse tipo de processo a fim de que o rendimento da desinfec o se mantenha ao longo do tempo Tais dispositivos podem basear se em processos qu micos cloro cidos fortes etc ou f sicos ultra som raspagem simples etc Reatores UV com escoamento em canal o arranjo do conjunto de l mpadas depende do tipo de escoamento hidr ulico utilizado no processo Os reatores UV em canal aberto podem utilizar l mpadas de baixa press o bem como l mpadas de baixa press o e alta intensidade O posicionamento das l mpadas pode ser realizado horizontal ou perpendicularmente ao sentido de fluxo do l quido no canal Estas tamb m podem ser dispostas paralela ou transversalmente ao sentido do escoamento A combina o dessas possibilidades d origem s diversas patentes dispon veis no mercado atualmente As Figuras 6 14 e 6 15
346. envolvimento Al m disso responde em boa medida pelos casos de diarr ia dos viajantes significativos por m em n meros menos relevantes em termos de virul ncia as pr prias caracter sticas desta doen a sugerem a exist ncia de certo grau de imunidade adquirida Em ambos os casos a transmiss o do tipo fecal oral via consumo de gua e alimentos contaminados sendo que no primeiro a transmiss o fecal oral entre pessoas mecanismo m o boca f mites e alimentos tamb m tem papel significativo O car ter zoon tico das doen as ent ricas associadas E coli se existente menor dadas as evid ncias de especificidade entre esp cies N o restam d vidas entretanto sobre a import ncia dos esgotos sanit rios e das excretas na dissemina o dessas doen as via contamina o do ambiente domiciliar e peridomiciliar de guas de recrea o consumo humano e irriga o 2 Considera se neste texto que a transmiss o fecal oral aquela poss vel de ocorrer uma vez que os pat genos s o eliminados do hospedeiro infectado pelas fezes e apresentam como mecanismo de penetra o nico ou preponderante a ingest o Nesse contexto a transmiss o fecal oral pode se dar envolvendo contato entre pessoas ou n o Quando a transmiss o envolve contato entre pessoas o hospedeiro suscet vel pode contaminar suas m os nas fezes eliminadas pelos infectados mecanismo m o boca ou se infectar a partir do uso de utens lios f
347. er utilizada kg 0 m Para c lculo do custo unit rio de produ o de oz nio Cun utiliza se a Equa o 5 6 que corresponde regress o da fun o custo unit rio de produ o x capacidade de gera o mostrada na Figura 5 15 para gera o a partir do oxig nio Esse sistema foi adotado por ser muito mais econ mico do que o sistema de gera o a partir do ar Cun 6502 x CG 23672 5 6 em que Cun custo unit rio de produ o de oz nio R kg O Finalmente para calcular o custo de instala o do sistema Cint utiliza se a Equa o 5 7 _ CG x Cun a pop Cint 3 15 5 7 em que Cint custo de instala o do sistema por economia R 3 75 n mero de habitantes adotado por economia A aplica o do conjunto de equa es anterior para calcular o custo de instala o do sistema para v rias popula es encontra se na Tabela 5 4 Cap 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o 203 Tabela 5 4 Custo de instala o por economia para o sistema de gera o a partir do oxig nio Custo de T Ro E die N economias EA 10 000 48 000 192 943 35 2666 67 67 92 20 000 96 000 384 731 36 5333 33 52 66 50 000 240 000 960 522 41 13333 33 37 61 100 000 480 000 1 920 405 02 26666 67 29 16 250 000 1 200 000 4 800 289 30 66666 67 20 83 Fonte Adaptado de Bassani 2003 Custos operacionais do sistema Os dois principias insumo
348. era o de THM e AHA crescente com a pr pria dosagem de cloro aplicada alto consumo de cloro Assim a desinfec o com cloro menos agressiva no caso de efluentes com presen a de am nia diminuindo a forma o de subprodutos A diferen a entre a gera o de TOX nos casos de clora o em efluentes sem am nia e com a sua presen a chega a ser da ordem de 10 vezes Rebhun et al 1997 Os estudos dispon veis j mostram que a desinfec o com cloraminas capaz de evitar a forma o de subprodutos indesej veis de acordo com os padr es atuais devendo se evitar apenas a presen a de cloro livre Metcalf amp Eddy 2003 No mbito da rede do PROSASB resultados desta natureza foram confirmados por De Lucca et al 2003 pesquisando a gera o de THMs e HAAs ap s a desinfec o com hipoclorito de s dio de efluentes tratados em 4 sistemas de tratamento lodos ativados lagoas de estabiliza o UASB e reatores aer bios sequenciais em batelada Comparando se os resultados de THMs e HAAs com o teor de nitrog nio amoniacal naqueles efluentes observou se decr scimo dos subprodutos medida que aumenta o teor de nitrog nio possivelmente pela forma o de cloraminas Na verdade como conclus o aqueles pesquisadores consideram que a forma o de TOX aumenta com a temperatura com a dosagem do composto clorado com o aumento do teor de carbono org nico total com a presen a de liga es duplas da mat ria org nica di
349. eradas e sua reconhecida resist ncia clora o Por outro lado a associa o entre transmiss o de helmintoses e abastecimento de gua para consumo humano bem menos prov vel Assim de se esperar que um simples programa de instala o de fossas s pticas ou medida correspondente de destina o adequada de dejetos seja bastante eficaz no controle de helmintoses como ascarid ase ou ancilostomatose dado que os principais ve culos de transmiss o s o solos ou alimentos contaminados com excretas humanos ou esgotos sanit rios Por outro lado medidas de saneamento b sico s o sem d vida eficazes no controle de hepatite e salmoneloses por m n o suficientes por causa de mecanismos concorrentes de transmiss o Um racioc nio an logo seria aplic vel ao caso da giard ase e da criptosporidiose em rela o s quais medidas como o tratamento e a disposi o final de dejetos de atividades agropecu rias bem como a prote o de mananciais assumem papel fundamental Organismos indicadores Dadas as dificuldades de isolamento rotineiro de organismos patog nicos em amostras ambientais desde os prim rdios da Microbiologia Sanit ria sugere se que a indica o de contamina o seja determinada priorit ria e rotineiramente por indicadores microbiol gicos da presen a de material fecal no meio ambiente Nesse contexto a interpreta o b sica do emprego de organismos indicadores que sua presen a atesta polui o de o
350. erocolitica parasitando principalmente o trato gastrointestinal H ainda bact rias dessa fam lia que podem ser patog nicas aos animais e patog nicas oportunistas ao ser humano Klebsiella pneumoniae ou patog nicas oportunistas aos animais Serratia spp e Edwardsiella spp A patogenia pode ser decorrente de infec es ou intoxica es Uma infec o ocorre quando um pat geno penetra no trato gastrointestinal e se multiplica podendo provocar danos ao tecido colonizado como inflama es e ulcera es e ainda se disseminar por outros rg os a es decorrentes das caracter sticas invasivas da bact ria Uma intoxica o ocorre quando a bact ria produz toxinas geralmente tamb m ap s colonizar c lulas epiteliais do intestino por m sem necessariamente provocar danos Em ambos o casos a manifesta o cl nica mais comum a diarr ia Uma diarr ia intensa com sangue ou muco usualmente denominada disenteria j O termo gastroenterite aplicado quando ocorre inflama o na mucosa g strica e intestinal normalmente acompanhada de diarr ia e v mito Em linhas gerais as bact rias patog nicas t m no trato gastrointestinal do hospedeiro seu habitat por m a maioria delas s capaz de provocar doen a acima de um certo n mero geralmente elevado abaixo desta dose infectante o hospedeiro um portador assintom tico o que n o deixa de ter sua import ncia epidemiol gica como reservat rio do agente etiol
351. es Sanit rios CHANG R Physical chemistry with applications to biological systems 2 ed New York Macmillan Publising Co Inc 1977 456 p CHERNICHARO C A L et al P s tratamento de efluentes de reatores anacr bios 1 ed Belo Horizonte 2001 COLLENTRO W V Treatment of water with ultraviolet light Part I Ultrapure water July Aug 1986 DANIEL L A CAMPOS J R Fundamentos a aspectos de projetos de sistemas de desinfec o de esgoto sanit rio com radia o ultravioleta Revista DAE Sabesp v 163 n 7 p 5 11 jan fev 1992 DANIEL L A 1993 Desinfec o de esgotos com radia o ultravioleta fotorreativa o e obten o de par metros cin ticos 1993 164 f Tese Doutorado em Hidr ulica e Saneamento Escola de Engenharia de S o Carlos Universidade de S o Paulo S o Carlos EMERICK R W LOGE J E GINN T DARBY J Modeling the inactivation of particle associated coliform bacteria Water Environment Research v 72 n 4 p 432 438 2000 HARRIS G D et al Ultraviolet inactivation of selected bacteria and viruses with photorreactivation of bacteria Water Research v 21 n 6 p 687 692 1987 HUGO W B A brief history of heat chemical and radiation preservation and disinfection International Biodeterioration amp Biodegradation p 197 217 1995 KOLLER L R Ultraviolet radiation London John Wiley amp Sons 1952 270 p LEGAN R W Alternative disinfection method
352. es iai a ieai 115 F rmad Alua o junio e e aa e an a a a 119 D ma dacsanne en i E E E E AAS Sh 124 De scloraca oz fie reaa O E T a a 127 Aspectos relativos tecnologia arrasar sand dc 128 Inser o no fluxograma de E LES na cesrenedais anita p 128 Produ o do desinfetamte aiusa sa amas ti a es p RERE q AE A 130 ASPeCctos CONStrALIVOS soccer a rttr TN E E cons EEE A as 134 SET E EET E E AE E E 134 Formas de aplica o e dosagem sssesesesieissrserersererersrsiserersrsrsrsrerererrsest 135 Controle da dosagem esc innne O ESNE ERRi 137 Tangued contatos enei aE E E EE A A a A E 137 Armazenamento dos produtos QU MICOS s ssssssssseieisissisrserersrrersrserererrens 139 Aspectos relativos opera o e manuten o 142 Outros Aspectos relevantes iyii nn A a EE E 143 SUDpROdOS teia ia ii 143 TORCOlo Pla AQU TICA assisti o sata eat a a a i a aae 149 As pesquisas do PROSA Benn hni iaaa ae as cansa Sana 151 Pesquisas com cloro e hipoclorito sssssssssssisssesersersrstsrerserersrerssrsrrrrsrerrees 151 Pesquisas com di xido de cloro s ssesesssseisisserersersisrsrsrerersrsrrsrsrrrrsrerrsrse 157 Exemplo de dimensionamento s ssssssseseisssisrsserererisrstsrrerrrrsrsrsrrersrrerersrreren 161 Refer ncias bibliogr ficas Ni in oere aeni E a EEE E 167 Sum rio XI Cap tulo 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da OZONIZA O morae eee aE Perola nar E E TRE E nah
353. es t picas dos processos de mistura r pida aplicando se gradiente hidr ulico da ordem de 1500 a 3000 s e a c mara de contato deve ser com chicanas ou compartimentada a fim de evitar curto circuitos e assegurar a perman ncia desejada modernamente t m se usado c maras retangulares estreitas e compridas quase sempre com chicanas com rela o comprimento largura de pelo menos 10 1 e e deve se dotar esta c mara de contato de uma descarga de fundo que ser aberta caso haja acumula o de alguma forma de lodo no fundo em alguns experimentos realizados no mbito do PROSAB sem esta descarga de fundo ocorreu acumula o de mat ria s lida no fundo da c mara tornando maior a demanda de cloro desnecessariamente A preocupa o que levou a que os padr es de potabilidade nos Estados Unidos na Comunidade Europ ia e no Brasil limitassem a concentra o de trihalometanos THM e outros compostos nas guas de abastecimento tem sido estendida possibilidade de forma o de subprodutos da clora o de efluentes de esgotos tratados conhecidos pela terminologia inglesa DBP desinfection by products ou SPD subprodutos da desinfec o Jord o amp Pessoa 2003 A maior parte desses SPD formada pela rea o do cloro com a mat ria org nica presente nos efluentes ou nos corpos d gua gerando compostos haloorg nicos ou organoclorados em que predominam trihalometanos THM e cidos haloac ticos AHA A quantidade
354. esgoto tratado com SST 30 mg L e transmit ncia de 42 5 A amostra foi irradiada em sua superf cie com a intensidade UV de 1 33 mW s por um tempo de min e 30 s a l mina do l quido no recipiente irradiado foi de 4 cm 228 Desinfec o de Efluentes Sanit rios A dose aplicada pode ser calculada a partir de Da Io x t mJ em em que I 1 33 mW s t l min 30 seg 90 s Ent o Da 1 33 x 90 gt Da 120 mJ cm A partir de transmit ncia pode se obter a absorv ncia por meio de A log T 100 log 42 5 100 0 372 em O coeficiente de absorb ncia de a 2 303 x A 2 303 x 0 372 0 857 A intensidade m dia em um meio pode ser obtida pela Lei de Beer Lambert dada pela seguinte equa o Equa o 6 6 In 1 4 mW cm em que I intensidade UV aplicada no meio l quido 1 33 mW cm L caminho tico cm 4 cm a coef de absorb ncia 0 857 E Eat ARA LO mW cm A dose efetiva pode ser obtida por D Int mJ cm em que t 90 s In 0 375 MmW cm Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 229 Ent o D 0 375 x 90 gt D 33 8 mJ cm Fotorreativa o e recupera o no escuro Os organismos possuem mecanismos adquiridos pela evolu o natural que possibilitam recuperar les es causadas por fontes externas selecionando e preservando as esp cies Esses mecanismos s o vari veis entre as esp cies podendo ser vari vis at mesmo
355. esign comparison of probabilistic and deterministic design approaches Water Research v 33 n 10 11 p 251 260 1996 TCHOBANOGLOUS G et al Wastewater engineering treatment disposal and reuse New York McGraw Hill 2003 TREIJ R Ultraviolet technology Water Conditioning amp Purification Dec 1995 Usepa U S Environmental Protection Agency Design manual municipal wastewater disinfection Cincinnati Office of Research and Development Water Engineering Research Laboratory Center for Environmental Research Information 1986 247 p EPA 625 1 86 021 Wastewater technology fact sheet ultraviolet disinfection Washington Office of Water 1999 EPA 832 F 99 064 WEF Water Environment Federation Operation of municipal wastewater treatment plants manual of practice MOP 11 5 ed Alexandria WEF 1996a 1351 p Wastewater disinfection manual of practice FD 10 1 ed Alexandria WEF 1996b 299 p WHITE S C et al A study of operational ultraviolet disinfection equipment at secondary treatment plants WPCF n 58 v 3 p 181 192 1986 Cap tulo 7 Lagoas de Estabiliza o Marcos von Sperling Eduardo Pacheco Jord o M rio Takayuki Kato Pedro Alem Sobrinho Rafael Kopschitz Xavier Bastos e Roque Pivelli Introdu o As lagoas de estabiliza o s o processos de tratamento de esgotos utilizados principalmente para a remo o de mat ria org nica No entanto com algumas adap
356. esinfetado 2 Hipoclorito de c lcio resulta da dissolu o de g s cloro em uma solu o de xido de c lcio e hidr xido de s dio na forma precipitada A rea o entre hipoclorito de c lcio e a gua mostrada na Equa o 4 9 Ca OC 2H50 HOCI Nat CI 4 9 A Equa o 4 11 mostra que a aplica o de hipoclorito de c lcio na gua tamb m produz cido hipocloroso semelhantemente hidr lise do g s cloro Da mesma forma que a solu o de hipoclorito de s dio a adi o de hipoclorito de c lcio libera ons hidroxila os quais aumentar o o valor do pH da gua Para produzir o hipoclorito de c lcio o cido hipocloroso gerado adicionando se mon xido de cloro gua para ent o neutralizar a solu o com uma pasta de cal criando uma solu o de hipoclorito de c lcio A gua removida da solu o levando 132 Desinfec o de Efluentes Sanit rios forma o de hipoclorito de c lcio granulado Geralmente o produto final cont m at 70 de cloro dispon vel e de 4 a 6 de cal Pastilhas de hipoclorito de c lcio com 60 de cloro ativo t m sido testadas com grande efici ncia na desinfec o A efici ncia m dia de desinfec o para coliformes fecais pode ser de 6 log e para coliformes totais pode variar entre 5 e 7 log Apesar de as pastilhas fornecerem cloro para o efluente em tratamento por volta de 10 a 15 horas h grande dificuldade em manter a dosagem constante por m
357. exemplo de outros desinfetantes se daria por ataque a liga es duplas rea o com fosfolip dios e lipoprote nas externas s c lulas como nas salmonelas degrada o das fun es celulares e do ADN e inativa o de v rus A vantagem deste ltimo processo em rela o eletr lise salina seria a n o forma o de trihalometanos No entanto a presen a de halog nios no efluente pode conduzir a bromatos e cidos ac ticos A efici ncia desinfetante semelhante aos demais processos sem a saliniza o e o alto pH que acompanha o hipoclorito caso altas dosagens de desinfe o do efluente tratado sejam necess rias Segundo dados de fabricantes foram obtidas at 3 6 unidades log de redu o de Cryptosporidium sp em 12 horas sob condi es controladas de laborat rio Esses equipamentos t m sido empregados por for as armadas ETAs e ETEs no processamento de alimentos para torres de resfriamento em piscinas comunit rias etc O custo unit rio total de desinfec o por processos de gera o no local de uso varia entre US 0 01 e US 0 03 m de gua tratada Clorador de pastilhas 1 Descri o o clorador de pastilhas consiste em um dispositivo simples confeccionado de materiais resistentes corros o qu mica que promove a abras o de pastilhas de hipoclorito de c lcio armazenadas em seu interior pela passagem de gua ou l quido a ser tratado formando a solu o clorada que ser aplicada ao efluente a ser d
358. f mites e alimentos Os enterov rus e os hepatov rus s o os principais g neros dessa fam lia relacionados a doen as de veicula o h drica 40 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Enterov rus As vias respirat rias superiores a orofaringe e o trato gastrointestinal s o as portas de entrada dos enterov rus sendo a transmiss o fecal oral entre pessoas e a transmiss o fecal oral pelo consumo de gua ou de alimentos contaminados os principais modos de transmiss o A replica o viral se inicia na mucosa e no tecido linf ide das tonsilas e da faringe e posteriormente infecta o intestino Os v rus s o resistentes s secre es g stricas e bile Ap s a viremia inicial geralmente assintom tica os v rus s o disseminados para os tecidos alvo onde penetram nas c lulas atrav s de seus receptores Alguns enterov rus s o bastante estritos quanto s c lulas infectadas enquanto outros infectam uma variedade maior de c lulas Os enterov rus s o citol ticos ou seja ap s a r pida replica o no citoplasma os v rus lisam as c lulas e invadem novas c lulas A maior parte das infec es causadas pelos enterov rus n o apresenta sintomas cl nicos aparentes e ocorre principalmente durante a inf ncia Os danos causados pelas infec es s o amplos podendo ocorrer les es no sistema nervoso nos tratos gastrointestinal e respirat rio nos m sculos na pele e nos olhos Os enterov rus humanos n o causam d
359. ficiente de decaimento bacteriano d7 q tempo de deten o hidr ulica d que objetivem a remo o de coliformes Para alcan ar elevad ssimas efici ncias de remo o 99 9 a 99 9999 de coliformes deve se adotar uma das seguintes solu es para as lagoas de matura o ou de polimento e S rie de 3 4 ou 5 lagoas quadradas ou retangulares e Lagoa alongada elevada rela o comprimento largura alcan ada atrav s da introdu o de chicanas Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 295 Essas considera es se aplicam para as lagoas de matura o e de polimento Para as lagoas facultativas elas s o geralmente nicas na s rie embora possam ser divididas em lagoas em paralelo Ademais as lagoas facultativas prim rias n o devem ser bastante alongadas pois poderiam ter problemas de sobrecarga org nica na extremidade de entrada As lagoas de matura o e de polimento n o t m problemas de sobrecarga org nica uma vez que a DBO foi grandemente reduzida nas unidades de montante Desta forma pode se afirmar que e Lagoas de matura o e de polimento t m grande liberdade na sua configura o geom trica podendo ser quadradas ou bastante alongadas e Lagoas facultativas prim rias n o podem ser muito retangulares recomenda se L B entre cerca de 2 e 5 para que n o ocorram problemas de sobrecarga org nica na entrada O presente cap tulo enfoca em mais detalhes os regimes hidr ulicos de fluxo dispe
360. ficiente no wetland pois este possui menos substrato dispon vel para crescimento microbiol gico J a remo o de contaminantes pode ser maior no escoamento superficial e nos sistemas aqu ticos como as lagoas de tratamento pois ambos cont m mais espa o para crescimento bacteriano Segundo Gerba 1999 os resultados obtidos para a lagoa de tratamento foram remo o de 98 e 89 para Giardia cysts e Cryptosporidium oocysts e redu o de 61 de coliformes fecais de 62 para coliformes totais e aproximadamente 40 para coliphage No sistema wetland houve redu o de 98 para os coliformes totais 93 para os coliformes fecais 73 para Giardia cysts e 58 para Cryptosporidium oocysts No escoamento superficial a remo o foi de 99 e 98 para coliformes totais e fecais respectivamente 88 para remo o de Giardia cysts 69 para Cryptosporidium oocysts e 95 para coliphage Uma associa o de sistemas no tratamento de efluentes sanit rios com uso de lagoa para remo o de parasitas e wetland ou escoamento superficial para remo o de bact rias e v rus poder ser muito eficiente na remo o dos diferentes microrganismos patog nicos Escoamento subsuperficial Segundo Lucas Filho 2000 a disposi o controlada no solo permite que o efluente percolado subsuperficialmente no terreno sofra tratamento no interior do solo fazendo o se comportar como camada filtrante Isso possibilita a es de adso
361. foi bombeado de um reservat rio para o tanque de contato com vaz o m dia de 3 600 L s 3 6 m h propiciando tempo de contato m ximo de 30 minutos As amostras para an lise dos par metros foram coletadas em 6 pontos do tanque de contato possibilitando a varia o dos tempos em intervalos de 5 minutos O monitoramento do efluente antes e ap s a desinfec o foi feito por an lises f sico qu micas pH cor e DQO e biol gicas coliformes totais e E coli Para o efluente desinfetado tamb m foi realizada medi o do residual de di xido de cloro As an lises de cor e residual de cloro livre e de di xido de cloro foram realizadas com aux lio do espectrofot metro da marca HACH modelo DR 2010 O residual de di xido de cloro foi medido por leitura direta no espectrofot metro As an lises de DQO foram realizadas pelo m todo de refluxo fechado e as de coliformes totais e fecais foram determinadas pela t cnica do Colilert por interm dio do meio enzim tico MUG 158 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Figura 4 18 Desinfec o de efluentes sanit rios aplicando hipoclorito fotos de experimentos do PROSAB 3 a Ensaio de toxicologia conduzido na UFRGS b tanque de contato piloto empregado pela PUCPR c tanque de contato empregado pela USP no munic pio de Lins SP d reator piloto de pastilhas de cloro empregado pela Unicamp e e sistema piloto de desinfec o da UFRN dosadores e tanque de contato Cap 4 Clora
362. foram obtidos segundo a Equa o 7 6 Para que essa tabela tenha aplica o pr tica os valores do n mero de dispers o d Efici ncias de remo o de coliformes para diferentes valores de K t e do n mero de 99 999 99 99 99 9 nd dane o A i n 2 Diim 99 E RR isa compiea 90 14 FE 1 c lulas em s rie assumindo se o regime hidr ulico de mistura completa foram convertidos em valores de L B utilizando se a Equa o 8 3 d 1 L B A tabela apresenta apenas rela es L B at 4 pelo fato de por uma quest o conceitual o ideal que se use o modelo de fluxo disperso uma vez que na pr tica sabe se que lagoas alongadas n o devem ser representadas pelo regime de mistura completa Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 303 Tabela 7 9 Valores de K para mistura completa temperatura de 20 C para distintos valores da profundidade H da rela o L B e do tempo de deten o t para lagoas facultativas e de matura o K mistura completa d K mistura completa d t d o Rela o L B t d o Rela o L B 1 2 3 4 1 2 3 4 LO 0 61 0 67 0 72 0 77 20 LO 1 97 4 34 7 29 10 68 1 5 0 34 0 36 0 37 0 38 1 5 0 51 0 82 1 19 1 63 2 0 0 23 0 24 0 24 0 25 2 0 0 42 0 57 0 71 0 84 2 5 0 17 0 18 0 18 0 18 2 5 0 26 0 33 0 39 0 45 LO 0 72 0 86 0 99 1 12 25 LO 3 34 7 99 13
363. g nio sendo as formas salinas de pot ssio e s dio os de maior potencialidade de emprego na rea de tratamento de guas e efluentes l quidos e gasosos e de lodos contaminados O on ferrato VI pode ser produzido por via t rmica por via mida e por via eletrol tica O ferrato VI de pot ssio tem sido sintetizado principalmente por via mida ao passo que o ferrato VI de s dio tem sido usualmente produzido por via eletrol tica com a vantagem de poder ser gerado in loco A decomposi o final destes compostos ir produzir ferro oxig nio s dio ou pot ssio compostos in cuos e necess rios ao equil brio das esp cies aqu ticas H um limite de emiss o de ferro total de 15 mg L do Conama 20 Al m disso tamb m existe um padr o ambiental de 0 3 mg L de ferro para manter as guas receptoras do efluente desinfetadas em classe 2 daquela Resolu o Testes de mutagenicidade de AMES De Luca 2003 de guas tratadas com o on ferrato VI mostraram que n o apresentam caracter sticas t xicas ou mutag nicas Efluentes desinfetados n o apresentaram toxidez a alevinos de til pia nil tica N o h necessidade de desclora o O poder oxidante e desinfetante desse produto dado pela redu o de ferro VT para ferro III oxidando a mol cula de gua e gerando radicais per xidos hidroxilas el trons hidratados e singlets de oxig nio A presen a de ferro IIl permite empregar o composto tamb m como coagulante
364. gado se desenvolvem a vermes adultos N o obstante ovos de Hymenolepis s o frequentemente encontrados em esgotos sanit rios j que cada proglote madura cont m cerca de 80 220 ovos A imediata infectividade dos ovos e a baixa dose infectante 1 ovo favorecem a transmiss o e a infec o por m os ovos s o particularmente sens veis a temperaturas mais elevadas e desseca o apresentando reduzida sobreviv ncia no meio ambiente O ciclo com a participa o de hospedeiros intermedi rios aparentemente contribuiu para a dissemina o do Hymenolepis nana no meio ambiente Ciclo biol gico Hospedeiro humano excre o de ovos imediatamente infectantes gt ambiente gua solo sobreviv ncia reduzida lt 10 dias ingest o de ovos m os alimentos e gua eclos o dos ovos no organismo do hospedeiro desenvolvimento do est dio de larva ao verme 10 12 dias reprodu o hermafrodita desenvolvimento de proglotes bolsas de ovos fertilizados produ o e libera o de ovos intestino delgado 30 dias excre o de ovos Taenia saginata e Taenia solium Ciclo biol gico Hospedeiro humano definitivo excre o de proglotes bolsas de ovos fertilizados libera o de ovos no ambiente gua solo imediatamente infectantes ao hospedeiro intermedi rio sobreviv ncia prolongada no solo 2 6 meses ingest o de ovos pelo hospedeiro intermedi rio T solium su nos T saginata bovino
365. gimes n o estabilizados o equacionamento mais complexo e sua validade restrita a essas situa es espec ficas Nos reatores utilizados para desinfec o de esgotos de interesse principal a condi o de regime estabilizado podendo ser escrito da seguinte forma Varia o do fluxo Fluxo de massa Fluxo de massa de massa do do reagente C do reagente C reagente C entrada do sa da do devido rea o sistema sistema Equa o do reator de mistura completa Uma vez que este modelo de reator se caracteriza por apresentar as mesmas propriedades em todos os pontos o balan o de massa pode ser feito utilizando como sistema todo o reator sua alimenta o e sua descarga conforme a Figura 3 4 Para realiza o do balan o de massa dever o ser consideradas as seguintes hip teses e a vaz o Q se conserva n o ocorrendo perdas por evapora o ou infiltra o e regime estabilizado ac mulo do reagente C no sistema igual a zero 100 Desinfec o de Efluentes Sanit rios e ocorr ncia de uma rea o de primeira ordem 8 8t k x C o reagente C est sendo consumido VKC QCo QC ou Co SAO 3 10 Essa a equa o de um reator de mistura completa ocorrendo uma rea o de primeira no regime estabilizado Permite a estimativa da concentra o de determinado reagente sa da do sistema C em fun o da concentra o de entrada C da constante da velocidade de rea o k que
366. gotos re so agr cola aterro outros d Ao ser removido por dragagem hidr ulica bombeamento a concentra o pode se reduzir a 5 a 7 290 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 7 5 Faixas de custos de implanta o e opera o de lagoas de estabiliza o fasgas aa Lagoas Reator Lagoa 8 8 anaer bia UASB Item 5 anaer bia facultativa facultativa E facultativa lagoa de facultativa matura o R matura o polimento Custo de implanta o 30 80 30 75 40 100 40 100 40 70 R hab Custo de P 2 0 4 0 2 0 4 0 2 5 5 0 2 5 5 0 4 5 7 0 manuten o R hab ano Estimativa de remo o de coliformes Compara o entre pat genos e indicadores Na avalia o da efici ncia de processos de tratamento na remo o de pat genos o emprego de organismos indicadores deve partir do seguinte entendimento e a aus ncia do organismo indicador no efluente indicaria a aus ncia de pat genos pela destrui o e ou remo o de ambos atrav s dos processos de tratamento ou e sua presen a no efluente seria em densidades s quais corresponderia a aus ncia de pat genos Neste sentido para que um organismo cumpra o papel de indicador da efici ncia do tratamento torna se necess rio que e o indicador seja mais resistente aos processos de tratamento que os pat genos e o mecanismo de remo o de ambos seja similar e o indicador esteja presente no afl
367. gt 7 204 2 2 3 0 4 o O 2 40 a e E Tr 6 0 T T T T 0 0 75 1 1 1 3 20 Tempo de teste h Esmgt 15 mg L Figura 9 3 Desinfec o de efluentes tratados por ferrato VI de s dio UASB DMAE P Alegre 0 0 1 0 4 2 0 4 3 0 w 4 0 4 Col fecais log N N 5 0 1 6 0 0 0 75 1 1 1 3 20 Tempo de teste h E 8 mg L 15 mg L Figura 9 4 Desinfec o de efluentes tratados com ferrato VI de s dio RSB ETE IPH UFRGS Por v rias raz es operacionais muitos sistemas de lagoas de estabiliza o n o atingem o padr o de 3 0 x 10 NMP 100 ml para coliformes fecais Por seguran a h a necessidade de desinfec o do efluente final Isto poderia ser obtido com as duas doses de ferrato VI de s dio geradas in loco testadas atingindo se durante todo o tempo de teste em esta o piloto altas redu es na contagem de coliformes fecais Efluentes de esgotos tratados por reatores anaer bios de fluxo ascendente com manto de lodo necessitam de p s tratamento para a redu o da contagem de bact rias Cap 9 Outros Processos de Desinfec o 395 patog nicas Empregando se as duas dosagens de ferrato VI de s dio mostradas na Figura 9 3 verificou se que nos tempos m dios empregados nos testes da esta o piloto ap s estabiliza o do processo obtiveram se at 5 unidades log de redu o da contamina o sanit ri
368. h e independe da profundidade Elimina es totais de ovos de helmintos foram alcan adas em lagoas piloto investigadas pelo PROSAB no Nordeste UFCG e Sudeste UFMG do Brasil operando com taxas de aplica o superficial entre 0 12 e 0 20 m m2 d A taxa de aplica o mais conservadora de 0 12 m m 2 d com uma profundidade de 1 0 m corresponde a um tempo de deten o hidr ulica de 1 0 m 0 12 m m2 d 8 d Considerando a sugest o da OMS de que s ries de lagoas com tempo de deten o hidr ulica total de 8 a 10 dias podem produzir efluentes com menos de 1 ovo L em m dia de acordo com a equa o de Ayres Equa o 7 12 para valores m dios para 8 e 10 dias de tempo de deten o tem se efici ncia de remo o de 2 17 a 2 50 unidades logar tmicas respectivamente 99 3 a 99 7 de efici ncia Neste caso concentra es efluentes m dias inferiores a 1 ovo L ser o obtidas se o afluente contiver menos que 150 a 300 ovos L Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 323 Dados de remo o de ovos de helmintos obtidos no PROSAB As mesmas lagoas mencionadas na se o Experi ncia do PROSAB na avalia o da remo o de coliformes em lagoas de polimento e que foram objeto de avalia o intensiva de remo o de coliformes como parte do PROSAB permitiram a obten o tamb m de dados de ovos de helmintos A Figura 7 16 apresenta a distribui o das concentra es de ovos de helmintos nos esgotos brutos no efluente do UASB
369. helmintos s o organismos eucariotas pluricelulares quimio heterotr ficos pertencentes ao reino Animalia altamente especializados para viverem como parasitas humanos Apresentam se nos esgotos sob as formas de ovos e larvas vis veis ao microsc pio n o sendo classificados como microrganismos em fun o do tamanho os ovos atingem de 20 a 50 mm Os ovos de helmintos s o extremamente resistentes no meio ambiente e a o da maioria dos desinfetantes Sua remo o dos esgotos preferencialmente realizada em processos de separa o s lido l quido ex filtra o ou sedimenta o devido ao tamanho e densidade de ovos e larvas A maioria dos helmintos apresenta um ciclo biol gico complexo que se inicia com a ingest o de ovos ou larvas pelo hospedeiro seguido do desenvolvimento no organismo dos est dios de larva da reprodu o sexuada das mesmas da produ o de ovos e por ltimo da excre o de ovos e larvas nas fezes A contamina o de seres humanos pode ocorrer pela ingest o de ovos ou larvas ex Ascaris lumbricoides ou por penetra o de larvas na pele ou na mucosa ex Ancylostoma duodenale Em geral basta um ovo ou larva para desencadear um processo infeccioso As faixas de densidades dos principais organismos de interesse para a sa de humana observadas com mais frequ ncia em esgotos sanit rios s o apresentadas na Tabela 1 1 Tanto quanto os demais par metros f sico qu micos utilizados na caracteri
370. huris trichiura 35 3 l Schistossoma mansoni 27 3 0 0 8 Endolimax nana 14 1 5 0 4 Taenia sp 6 0 7 0 2 Hymenolepis nana 2 0 2 0 1 Total 1 074 100 Entamoeba coli n o patog nica 58 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Nemat ides intestinais humanos Os integrantes do filo Aschelminthes classe Nematoda possuem corpo cil ndrico e aparelho digestivo completo boca intestino e nus Alguns nemat ides apresentam o ovo como forma infectante Ascaris lumbricoides e Enterobius vermicularis outros a larva Necator americanus Algumas esp cies n o apresentam est dio larvar no ambiente podendo concluir um ciclo de vida inteiro de ovo a verme adulto em um nico hospedeiro Enterobius vermicularis A maioria dos nemat ides patog nicos aos seres humanos parasita do trato gastrointestinal e prescinde de hospedeiro intermedi rio tendo no solo o ambiente necess rio para a matura o de ovos ou larvas sendo por isso referidos na literatura como helmintos do solo ou geo helmintos a Ascaris lumbricoides Ciclo biol gico Hospedeiro humano excre o de ovos ambiente gua solo alimentos desenvolvimento larv rio no interior do ovo forma infectante cerca de 21 dias longa sobreviv ncia no ambiente solo meses at anos ingest o de ovos m os utens lios e alimentos eclos o dos ovos no organismo do hospedeiro desenvolvimento dos est dios de larva ao verme 60 75 di
371. i ncia global reator UASB lagoas 23 Co Ce X100 0 99996 99 996 E o Em termos de unidades log removidas no sistema tem se Unidades log remov log 1 E 100 log 1 99 996 100 4 40 unidades log removidas Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 333 Resumo Reator UASB 4 lagoas de polimento em s rie N mero de chicanas E ces Tempo de deten o total d Tempo de deten o em cada lagoa d rea l quida requerida ha rea bruta requerida ha Comprimento de cada lagoa m Largura de cada lagoa m Profundidade m Coliformes fecais no esgoto bruto CF 100 ml Coliformes fecais efluentes do reator UASB CF 100 ml Coliformes fecais no efluente final CF 100 ml Efici ncia das lagoas de polimento na remo o de CF Efici ncia global na remo o de CF reator UASB lagoas Unidades log removidas de CF global Ovos de helmintos no esgoto bruto ovos L Ovos de helmintos efluentes do reator UASB ovos L Ovos de helmintos no efluente final ovos L Efici ncia das lagoas de polimento na remo o de helmintos 99 99 Efici ncia global na remo o de helmintos reator UASB lagoas 99 996 Unidades log removidas de helmintos global Nota nos c lculos pequenas diferen as podem ocorrer por erros de arredondamento os c lculos foram efetuados usando uma planilha eletr nica a qual n o arredonda os valores num ricos 334 Desinfec o de Efluentes
372. ia de DNA da bact ria dimerizando a timina e fazendo com que os filamentos do DNA n o tenham mais a capacidade de encaixe A resist ncia inativa o dos diferentes organismos patog nicos por radia es UV varia de acordo com a esp cie sendo este um dos principais par metros de dimensionamento dos reatores UV para desinfec o A Tabela 6 3 apresenta uma compila o das doses de UV para inativa o de diversos organismos patog nicos ou n o aos seres humanos obtida por ensaios em colimadores como o apresentado na Figura 6 3 De modo geral bact rias e v rus s o muito sens veis radia o UV bastando doses efetivas da ordem de 20 mW s cm para inativar a maioria das esp cies Entretanto o mesmo n o pode ser dito de protozo rios e helmintos dotados de prote es naturais que permitem sua sobreviv ncia em ambientes adversos As formas encistadas dos protozo rios e os ovos de helmintos s o muito resistentes radia es UV exigindo doses extremamente elevadas e na maioria dos casos antiecon micas para resultar em eficiente inativa o Portanto esses organismos devem ser retidos ou eliminados nas etapas do tratamento que precedem a desinfec o UV o que em fun o das consider veis propor es geralmente ocorre por sedimenta o ou filtra o Cin tica de inativa o A Lei de Chick aplicada desinfec o por radia o UV baseia se na similaridade do processo de desinfec o com uma rea o cin
373. ia em forma de c lice S o v rus do tipo n o envelopado com 30 38 nm de di metro possuem caps deo icosa drico e material gen tico RNA de fita simples Pertencentes fam lia Caliciviridae ser o comentados tr s v rus com import ncia significativa relacionada s guas residu rias caliciv rus SRSV e v rus da hepatite E Caliciv rus Esse g nero pertencente fam lia Caliciviridae respons vel por doen a ent rica de curtos per odos de incuba o 1 a 3 dias e dura o 4 dias Os caliciv rus j foram associados a surtos de gastroenterite afetando crian as e idosos todos em ambiente institucional escolas hospitais e asilos O principal mecanismo de transmiss o dos caliciv rus a forma fecal oral entre pessoas entretanto a gua e os alimentos frutos do mar contaminados j foram implicados como ve culos SRSV V rios v rus encontram se agrupados sob a denomina o small round structured viruses pequenos v rus circulares Esses v rus s o classificados na fam lia Caliciviridae por m n o apresentam as depress es t picas dos caliciv rus cl ssicos No grupo dos v rus SRSV destaca se o v rus Norwalk que apresenta as seguintes caracter sticas genoma com RNA de fita simples n o envelopado caps deo icosa drico e di metro de 26 a 32 nm Classificados anteriormente como parvov rus ap s estudos imunol gicos passaram a ser considerados parte da fam lia Caliciviridae O v r
374. ia na remo o de protozo rios devido a seu maior tamanho devendo haver um processo auxiliar de filtra o a fim de remov los WEF 1996 As muitas vari veis f sicas qu micas e biol gicas envolvidas em um processo de desinfec o determinam a exist ncia de um conjunto de valores de tempo de contato e concentra o do desinfetante que garantem a desinfec o nos limites da seguran a 114 Desinfec o de Efluentes Sanit rios sanit ria requerida Para otimizar o processo deve se ent o procurar os pares desses par metros os quais funcionar o como refer ncia O cloro e seus derivados apresentam alto poder oxidante e reagem com v rios compostos presentes nos esgotos demanda de cloro calculada pela diferen a entre a dose inicial e o residual de cloro proveniente dessa variedade de rea es nas quais o cloro consumido por v rios constituintes da gua residu ria e por decomposi o De modo simplificado o cloro reage com a am nia para produzir uma s rie de compostos chamados cloraminas e eventualmente oxida a am nia em g s nitrog nio N O mecanismo de rea o complexo e os produtos variam com o pH raz o entre o cloro adicionado e a am nia presente e o tempo de contato A monocloramina NH CI e a dicloramina NHCI denominadas cloro combinado t m poder desinfetante apesar deste ser inferior ao dos produtos resultantes da dissocia o de qualquer forma de cloro na gua conhecidos como
375. ias e outros organismos foram Downes amp Blunt 1877 Os trabalhos realizados por Roux 1887 sobre culturas de bact rias causadoras da peste bub nica e difteria comprovaram que meios de cultura expostos luz solar eram incapazes de sustentar o crescimento bacteriano Ward 1892 investigou o efeito de radia o luminosa com diferentes comprimentos de ondas sobre col nias de Bacillus anthracis e mostrou que a luz azul era mais letal do que a luz vermelha A identifica o dos efeitos bactericidas da radia o UV foram comprovados de forma mais precisa por Barnard amp Morgan 1903 que utilizaram correntes el tricas para produzir radia es com comprimento de onda entre 226 nm e 328 nm Apesar da comprovada a o germicida a aplica o da radia o UV na desinfec o de efluentes praticamente n o evoluiu no s culo XIX e na maior parte do s culo XX Dois fatores contribu ram para tanto e O lento desenvolvimento de l mpadas germicidas concomitante ao desenvolvimento das l mpadas fluorescentes cuja comercializa o em escala ocorreu por volta de 1940 e O surgimento da t cnica de clora o ainda no s culo XIX largamente utilizada e com bons resultados na desinfec o 210 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Recentemente o emprego de radia o ultravioleta se estendem para diversos setores da atividade humana com particular interesse por sua a o germicida No tratamento de esgotos sanit rios a radia
376. idas em sistema de lagoas em s rie soma das unidades log removidas em cada lagoa da s rie 312 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Se as efici ncias de remo o estiverem expressas como unidades logar tmicas removidas a remo o global dada pela soma das efici ncias individuais em cada lagoa independentemente das dimens es e caracter sticas serem as mesmas ou n o unidades log unidades log lagoa 1 unidades log lagoa 2 unidades log lagoa n 7 10 em que unidades log unidades logar tmicas removidas no sistema como um todo unidades log lagoa 1 unidades logar tmicas removidas na lagoa 1 unidades log lagoa 2 unidades logar tmicas removidas na lagoa 2 unidades log lagoa n unidades logar tmicas removidas na lagoa n Com rela o profundidade as lagoas de matura o s o usualmente projetadas com baixas profundidades de forma a maximizar a fotoss ntese e os efeitos bactericidas da radia o UV Valores recomendados s o e Profundidade H 0 6 a 1 0 m As pesquisas do PROSAB t m demonstrado excelentes efici ncias de remo o elevados valores de K ao utilizar lagoas bastante rasas com profundidades em torno de 0 40 m a 0 60 m No entanto deve se investigar ainda a possibilidade de crescimento de vegetais enraizados no fundo dessas lagoas rasas bem como um mais r pido enchimento pelo lodo que poderiam se constituir em poss veis problemas operacionais negativos Em raz o da
377. idativos de degrada o direta das c lulas ou de destrui o de enzimas espec ficas desconhecidas A severidade do ataque depende da concentra o do tempo de contato da temperatura do pH e da for a i nica do meio da presen a de compostos org nicos e inorg nicos s lidos e l quidos e competidores e da susceptibilidade espec fica de um microrganismo ao desinfetante Bact rias e v rus t m sido desinfetados de guas com grande efici ncia nas mesmas condi es operacionais de emprego de desinfetantes alternativos competidores Cryptosporidium e Giardia no entanto presentes em efluentes biologicamente tratados n o t m sido inativados a exemplo do cloro e seus derivados oz nio etc Por outro lado o emprego de ferrato VI em lodos comprovou a inativa o de helmintos em dosagens de 15 a 30 g L com pH 12 em temperatura ambiente A equa o b sica de rea o oxidante desinfetante do on a seguinte 2Fe04 3H 0 gt 2FeO OH 1 50 40H 9 2 Em termos cin ticos a Equa o 9 3 mostra que a oxida o n o segue uma taxa de rea o predeterminada Dependendo do meio da for a i nica e da concentra o do contaminante C ou dos microrganismos essa taxa tem se aproximado de cin tica de segunda ordem dC dt K FeO42 Ko Fe042 2 Ks FeO42 C 9 3 Para guas brutas de Porto Alegre RS com alto conte do de efluentes brutos dilu dos foi poss vel ajustar um coeficiente cin tico de segu
378. identifica o do risco aceit vel devendo existir uma quantidade suficiente de dados epidemiol gicos correspondendo a medi es de qualidade do corpo d gua Estudos desenvolvidos em praias de Nova Cap 1 Introdu o 11 York e publicados por Cabelli e colaboradores em 1976 1979 e 1983 buscaram associar a evid ncia de doen as gastrointestinais v mito diarr ia dor de est mago e n usea sem e com febre sem e com necessidade de acompanhamento m dico nos frequentadores de banho de mar sintomas verificados 1 000 pessoas densidade de enterococos Escherichia coli CF e outros microrganismos Os resultados encontrados mostraram que esse relacionamento melhor representado por enterococos depois por Escherichia coli e por ltimo coliformes fecais Um estudo semelhante foi iniciado pela Cetesb em S o Paulo em 2002 Assim os enterococos representam atualmente o melhor indicador entre os analisados sem que se deva considerar erro o controle por outros organismos Vale lembrar que seja qual for o organismo escolhido ele uma indica o da presen a de esgotos lan ados com maior ou menor precis o n o necessariamente da ocorr ncia de doen as mas uma indica o do risco de contrair enfermidade Os padr es nacionais vigentes estabelecem para guas de banho de mar a qualidade indicada na Tabela 1 6 Resolu o Conama 274 2000 Os padr es ainda s o detalhados em rela o frequ ncia de ocorr ncia 80 do
379. idos projeto constru o e opera o 1997 60 p NBR 7229 Projeto constru o e opera o de tanques s pticos 1993 15 p ANDRADE NETO C O Sistemas simples para tratamento de esgotos sanit rios experi ncia brasileira Rio de Janeiro ABES 1997 301 p AWWA APHA WER Standard methods for the examination of water and wastewater 19 ed Washington 1995 BASTOS R K X Utiliza o agr cola de esgotos sanit rios In CURSO RE SO AGR COLA DE ESGOTO SANIT RIO Recife ABES 1999 116 p BELLINGIERI P H et al Semin rio de disposi o controlada de guas residu rias no solo Campinas Departamento de Saneamento e Ambiente Faculdade de Engenharia Civil Unicamp 2003 356 p BERNARDES R S CAIXETA D M MORAES L R C Desinfec o de gua por exposi o luz solar Engenharia Sanit ria e Ambiental v 4 n 1 jan mar e n 2 abr jun 1999 BLUMENTHAL U J et al Generalized model of the effect of different control measures in reducing healt risks from waste reuse Water Science and Technology Washington v 21 p 567 577 1989 BRADY N C Natureza e propriedades dos solos 5 ed S o Paulo Livraria Freitas Bastos S A 1979 647 p BRAILE CAVALCANTI P M J E W A Manual de tratamento de guas residu rias industriais Cetesb 1993 BURCH J D THOMAS K E Water disinfection for developing countries and potential for solar thermal pasteurization Solar Energy v 64 n
380. idrocl rico para ajuste de pH entre 2 e 3 faz com que ocorra a forma o de cido hipocloroso e cido clor drico De acordo Henderson et al 2001 o uso de ons ferrosos Fe tem se mostrado eficiente na redu o do on clorito CIO para cloreto Cl As concentra es de ons clorito CIO foram eficientemente reduzidas de 2 mg L para 0 3 mg L aplicando 6 mg L de Fe Cap 4 Clora oe Desclora o 149 Toxicologia aqu tica Os efluentes dom sticos ao serem submetidos a tratamentos convencionais para remo o de compostos org nicos e inorg nicos ainda apresentam contaminantes como microrganismos patog nicos que devem ser removidos dependendo da exig ncia de padr es de qualidade para o corpo receptor ou se ele ainda aproveitado para outros fins como o abastecimento de gua a recrea o prim ria ou a irriga o A metodologia usualmente adotada para esse caso a aplica o de agentes qu micos como a clora o Outras alternativas t m sido estudadas depois da descoberta de que subprodutos t xicos mutag nicos e carcinog nicos eram formados ap s a clora o em guas contendo mat rias org nicas naturais como os cidos f lvicos e h micos Com a necessidade da aplica o de desinfetantes que n o formam subprodutos com potencial efeito t xico ou mutag nico nos ecossistemas aqu ticos ou nocivos sa de humana testes toxicol gicos v m sendo desenvolvidos para avaliar a capacidade das no
381. iferentes pa ses ex Ayres et al 1992 Brasil e Qu nia Grimason et al 1995 Fran a e Qu nia Bastos et al 1998 Peru 5 Feachem et al 1983 Arceivala 1981 36 Desinfec o de Efluentes Sanit rios A exemplo de outras bact rias as salmonelas n o s o particularmente resistentes e apresentam sobreviv ncia limitada no solo na gua e nos alimentos No meio ambiente bem como em esta es de tratamento de esgotos s o bastante sens veis a o da luz solar e desseca o Por outro lado em condi es favor veis podem se multiplicar temporariamente por exemplo na superf cie do solo e de vegetais c Shigella spp Shigella s o bacilos Gram negativos anaer bios facultativos n o dotados de motilidade e muito pr ximos a E coli A shigelose ou disenteria bacilar diferentemente de algumas salmoneloses n o provoca manifesta es sist micas As quatro esp cies conhecidas S sonnei S dysenteriae S flexneri e S boydii s o residentes do trato intestinal de seres humanos e primatas por m aparentemente patog nicas exclusivas dos humanos S sonnei mais associada a manifesta es brandas e diarr ia dos viajantes No outro extremo S dysenteriae apresenta elevada virul ncia provocando diarr ia aguda ulcera es no intestino e hemorragias Shigelose usualmente end mica em condi es prec rias de saneamento b sico e de higiene pessoal e domiciliar A endemicidade no
382. ignificativamente nos ltimos 35 anos particularmente na Fran a na Alemanha Ocidental e na Su a Nos Estados Unidos o oz nio come ou a ser empregado posteriormente e tem crescido muito nos ltimos anos Los Angeles possui uma das maiores instala es de gera o de oz nio do mundo com o objetivo de auxiliar no processo de coagula o e no controle dos precursores de trialometanos os THM Hassemer 2000 Cronologicamente a hist ria do oz nio no mundo e no Brasil pode ser assim resumida 1839 O oz nio foi descoberto por C E Sch nbein estudando a decomposi o eletrol tica da gua Somente ap s duas d cadas de sua descoberta ficou claramente identificada a composi o triat mica do oz nio contendo apenas oxig nio 1857 Werner Von Siemens identificou a possibilidade de gerar oz nio a partir de descargas el tricas em meio gasoso Surgem as bases para gera o industrial em grande escala 1866 O oz nio foi reconhecido como um potente desinfetante 1889 O qu mico franc s Marius Paul Otto iniciou os estudos sobre o oz nio na Universidade de Sorbone Paris Com isso a a o germicida do oz nio foi evidenciada na Fran a onde come ou a ser utilizado como desinfetante em ETAs Logo toda a Europa adotava o uso do oz nio 172 Desinfec o de Efluentes Sanit rios 1891 Testes em escala piloto na Alemanha mostravam a efetiva a o do oz nio contra bact rias 1893 O oz nio
383. ilitam maior ou menor resist ncia Os s lidos podem atuar como barreira protegendo os agentes patog nicos da a o do desinfetante Dentre os fatores intervenientes a dosagem do desinfetante e o tempo de contato bem como a homogeneidade do desinfetante na mistura s o aqueles em que a interven o externa pode propiciar aumento na efici ncia do processo Um projeto de reatores de contato com caracter sticas hidrodin micas que possibilitem boa homogeneidade pode reduzir o conjunto tempo de contato versus concentra o necess rio ao alcance do n vel de desinfec o desejado Daniel et al 2001 Cap 4 Clora oe Desclora o 115 A aplica o do cloro e de seus compostos na presen a de nitrog nio amoniacal desencadeia rea es de forma o das cloraminas com menor efici ncia que o cloro livre no processo de desinfec o Usepa 1999 Isso gera a necessidade de utiliza o de maiores tempos de contato e ou dosagens do desinfetante Portanto para esgotos sanit rios que cont m quantidades consideravelmente altas de am nia a desinfec o ap s o breakpoint exigiria concentra es extremamente elevadas de cloro ativo em fun o da rela o molecular entre o cloro e o nitrog nio amoniacal inviabilizando t cnica e economicamente essa pr tica WEF 1996 Entretanto isso resulta em vantagem porque a possibilidade de forma o de compostos organoclorados nocivos sa de reduzida em rela o clora o d
384. imados o 72 o 3 007 E o 2 00 2o o 1 004 S 8 o 4 0 00 r 7 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 H m Figura 7 13 Valores de K 20 C observados nas 17 lagoas de polimento monitoradas 34 dados e estimados segundo a Equa o 7 6 para fluxo disperso com d 1 L B E coli efluentes estimados x observados 1 E 08 1 E 06 4 N e 8 E 1 E 041 D w 1 E 02 4 1 E 00 T T T T T T T 1 E 00 1 E 01 1 E 02 1 E 03 1 E 04 1 E 05 1 E 06 1 E 07 1 E 08 Observados Figura 7 14 Valores de E coli efluentes NMP 100 ml observados nas 17 lagoas de polimento 37 dados e estimados segundo as Equa es 7 3 e 7 6 R 0 877 Remo o de ovos de helmintos Introdu o Ovos de helmintos e cistos de protozo rios s o removidos em lagoas de estabiliza o por sedimenta o Por conseguinte e como j destacado bact rias do grupo coliforme n o s o indicadores adequados da remo o destes organismos De fato nenhum dos organismos usualmente empregados como indicadores de contamina o fecal cumpre o papel de indicador da remo o de protozo rios e Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 319 helmintos em lagoas de estabiliza o n o restando outra alternativa que o monitoramento dos organismos patog nicos propriamente ditos Entretanto a remo o de ovos de helmintos nemat ides intestinais humanos Ascaris Trichuris Necator e Ancylostoma com base em suas caracter sticas de sedimenta o
385. imites considerados normais para a popula o em quest o 84 Desinfec o de Efluentes Sanit rios e Endocitose mecanismo segundo o qual uma c lula viva transfere part culas ou l quidos do meio extracelular para o meio intracelular e Epidemia refere se ocorr ncia em uma popula o ou regi o de casos de doen a ou agravo claramente acima da incid ncia prevista e Est dio a fase intermedi ria ou o intervalo entre duas mudas de larva de um artr pode ou helminto Exemplo larva de primeiro est dio larva de terceiro est dio e Est gio a fase ou forma evolutiva de um organismo durante seu ciclo biol gico Exemplo est gio de ovo de larva de adulto e F mite s o objetos e ou utens lios que podem estar contaminados funcionando como ve culos S o exemplos de f mites pe as de vestu rio roupas de cama utens lios de copa e cozinha instrumentos cir rgicos e pensos e objetos de uso pessoal e Fonte de infec o a pessoa o animal o objeto ou a subst ncia da qual um agente infeccioso passa diretamente para o hospedeiro e Genoma conjunto de genes de uma c lula ou indiv duo e Hospedeiro o ser humano ou outro animal incluindo aves e artr podes que oferece em condi es naturais subsist ncia ou alojamento a um agente infeccioso permitindo seu desenvolvimento ou multiplica o Alguns protozo rios e helmintos passam fases sucessivas de seu ciclo biol gico
386. incipal for a oxida o de material org nico o fluxo em mistura completa ser mais eficiente se o objetivo principal for a desinfec o um reator trabalhando em fluxo pist o ser mais indicado Quando o objetivo for a oxida o o fator mais importante o consumo de oz nio por unidade volum trica de reator assim garante se que a concentra o de oz nio seja uniforme em todo o volume do reator Quando o objetivo for a desinfec o o fator mais importante a ser observado ser o fator CT que corresponde concentra o C em mg L de oz nio residual em gua a ser mantida durante determinado tempo T em min para conseguir desinfec o eficiente sendo importante para determinar ou prever a efici ncia germicida de um desinfetante O fator CT uma vers o da lei de Chick Watson Nuvolari 2003 O fator CT deve ser o maior poss vel O objetivo manter a concentra o de oz nio residual no l quido pelo maior per odo poss vel Nesse caso os reatores em fluxo pist o s o mais adequados que os de mistura completa porque consomem menos 186 Desinfec o de Efluentes Sanit rios oz nio para manter a mesma concentra o dissolvida na fase l quida Al m disso o tempo de reten o hidr ulica te rico em fluxo pist o mais pr ximo do tempo de reten o hidr ulica real do que nos reatores de mistura completa o que facilita o projeto e o controle operacional do fator CT Para o caso da desinfec o de
387. indicadores adequados da efici ncia da remo o de parasitas portanto na avalia o da qualidade parasitol gica de efluentes tratados deve se recorrer pesquisa dos patog nicos propriamente ditos protozo rios e helmintos e a sele o de indicadores da efici ncia de remo o inativa o de patog nicos e da qualidade de efluentes fun o do processo de tratamento empregado e do destino final do efluente Refer ncias bibliogr ficas ARCEIVALA S J Wastewater treatment and disposal engineering and ecology in pollution control New York Marcel Deker 1981 AYRES R M ALABASTER G P MARA D D A design equation for human intestinal nematode egg removal Water Resarch v 26 n 6 p 863 865 1992 BASTOS R K X AURAZO M Z MOSCOSO J C Evaluaci n de la remoci n de enteropar sitos en las lagunas de San Juan de Miraflores In CONGRESSO INTERAMERICANO DE ENGENHARIA SANIT RIA E AMBIENTAL 26 2000 Lima Peru Anais Lima AIDIS 1998 BASTOS R K X et al Coliformes como indicadores da qualidade da gua alcance e limita es In CONGRESSO INTERAMERICANO DE ENGENHARIA SANIT RIA E AMBIENTAL 27 2000 Porto Alegre Anais Rio de Janeiro Associa o Brasileira de Engenharia Sanit ria e Ambiental 2000 Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 81 BASTOS R K X BEVILACQUA P D HELLER L VIEIRA M B M BRITO L A Abordagem sanit rio epidemiol gica do
388. infectante 3 baixa imunidade 4 sobreviv ncia prolongada no meio ambiente 5 inexist ncia de per odo de lat ncia no meio ambiente 6 exist ncia de reservat rio animal 7 inexist ncia de hospedeiros intermedi rios 8 resist ncia aos processos de tratamento de gua e esgotos e 9 m ltiplos modos de transmiss o Uma breve descri o dos principais grupos de organismos apresentada Cap 1 Introdu o 3 a seguir recomendando se a leitura do Cap tulo 2 para a obten o de informa es mais completas Bact rias Encontram se presentes em maior quantidade do que outros organismos nos esgotos sanit rios Tabela 1 1 As bact rias s o organismos do reino monera procariotas sem n cleo definido unicelulares quimio heterotr ficos ou quimio autotr ficas dependendo da esp cie e se reproduzem por divis o bin ria simples Uma fra o importante da popula o de bact rias presente no esgoto sanit rio faz parte da microbiota do trato gastrointestinal dos seres humanos ex E coli Klebsiella spp Enterobacter spp Dentre elas destaca se o grupo das bact rias coliformes fecais ou mais recentemente denominadas coliformes termotolerantes selecionado por suas caracter sticas como organismo indicador de contamina o de guas de maneira geral Normalmente os organismos indicadores n o s o causadores de doen as por m est o associados prov vel presen a de organismos patog nicos de origem fecal n
389. instala es naturalmente d n o conhecido e seu futuro valor deve ser estimado segundo algum crit rio A literatura apresenta algumas rela es emp ricas que podem ser utilizadas para esta estimativa preliminar Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 297 e Agunwamba et al 1992 f rmula original simplificada 3 B 2 H t v 0 410 H H 0 981 1 385 H B d 0 102 E 4 L B H T a e Yanez 1993 B L B E 2 7 2 0 261 0 254 L B 1 014 L B e Von Sperling 1999 1 Es 7 3 L B Ro em que L comprimento da lagoa m B largura da lagoa m H profundidade da lagoa m t 0 tempo de deten o hidr ulica d v viscosidade cinem tica da gua m d Aviscosidade cinem tica da gua fun o da temperatura podendo ser utilizada a seguinte equa o para sua estimativa von Sperling 1999 v 0 325 T2450 7 4 para T 10 a 30 C R 0 986 Deve se ressaltar que o n mero de dispers o d pode variar temporalmente em uma mesma lagoa em fun o da varia o de condi es ambientais as quais afetam a hidrodin mica da lagoa Kellner amp Pires 1998 ressaltam as limita es associadas estimativa da dispers o na lagoa as quais devem estar sempre presentes na interpreta o de resultados operacionais No entanto para efeito de projeto h a necessidade de abordagem pr tica o que conduz utiliza o das f rmulas emp ricas A Tabela 7 12 apresenta as
390. io NaS O 0 556 0 6 0 9 Compostos reduzidos como sulfetos on ferroso on manganoso nitritos etc tamb m exercem demanda sobre o cloro livre indiretamente desclorando o efluente 128 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Muitos dos agentes desclorantes principalmente SO e sulfitos podem provocar irrita o no trato respirat rio superior e alguma neurotoxicidade a altas concentra es inaladas A Tabela 4 9 apresenta alguns crit rios e par metros t picos utilizados para a desclora o com di xido de enxofre Tabela 4 9 Crit rios e par metros de projeto t picos para utiliza o de di xido de enxofre em unidades de desclora o Aplica o Unidade JAD Faixa T picos mgSOs L por mg L Dosagem de a a para vaz o m dia 1 02 1 6 1 3 para vaz o m xima 202a5 0 4 0 Tempo de contato para mistura r pida segundo para vaz o m xima 45 Taxa de retirada de g s de recipientes de 150 libras 30 de recipientes de 2 000 libras 370 Fonte Chernicharo et al 2001 citando Metcalf amp Eddy 1991 WEF 1992 Pesquisas realizadas pelo IPH UFRGS em quatro efluentes biologicamente tratados desinfetados com hipoclorito de s dio gerado in loco desclorados com metabissulfito de s dio mostraram que as doses residuais de cloro livre e combinado s o zeradas na raz o 1 1 em tempos inferiores a 30 minutos s
391. io entre os dis Dersa S P dois extremos de fluxo em pist o e mistura completa Na P realidade a maior parte dos reatores na pr tica apresenta fluxo disperso O fluxo de entrada e sa da cont nuo 294 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 7 7 F rmulas para o c lculo da contagem de coliformes efluentes N de lagoas Regime Esudema F rmula da contagem hidr ulico q de coliformes efluentes N Fluxo em Kpt pist o x ai N No Mistura completa gt L gt No 1 c lula Kpt Mistura completa N No c lulas iguais tn em s rie 1 Ei 1 2d 4 Fluxo No 2 2 2_ a 2d den a C gt d a e l1 a e a 4 1 4Kp td n mero de lagoas em s rie 2 o ad ZA Pelo fato de o fluxo em pist o idealizado ser o regime que conduz mais elevada efici ncia de remo o de constituintes que seguem a cin tica de primeira ordem deve se buscar na pr tica a configura o de lagoas que se aproximem o m ximo poss vel desse regime idealizado Essa aproxima o alcan ada com lagoas bastante alongadas L B gt 5 ou chicaneadas ou com uma s rie de lagoas Nesse sentido pode se afirmar o seguinte importante crit rio para o dimensionamento de lagoas n mero de dispers o adimensional contagem de coliformes no afluente org 100 ml contagem de coliformes no efluente org 100 ml coe
392. ioleta na superf cie do l quido L pelo tempo de exposi o t Da Tot mJ cm 6 21 Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 245 3 Passo c lculo da dose aplicada D por volume av D D E 0 278 Wh m3 6 22 em que D dose aplicada na superf cie com l quido mJ cm L espessura da l mina l quida cm 0 2778 fator de convers o 4 Passo estimar o n mero de l mpadas necess rias no reator o qual pode ser calculado por 6 23 em que Q vaz o m h D dose aplicada Wh m av ao pot ncia da l mpada a 254 nm W 254 II fra o de energia que efetivamente chega ao l quido efici ncia do refletor 52 Passo c lculo das dimens es do reator O volume do reator obtido a partir do tempo de exposi o t e da vaz o do reator A rea do reator A pode ser obtida pela divis o do volume pela espessura da l mina l quida 6 Passo confirmar a dose aplicada estimada no 2 passo A dose m dia aplicada no reator adotado pode ser calculada por nxP y Xf D reator A xt m cm 6 24 Caso n o seja compat vel com a dose aplicada estimada deve se alterar o tempo de exposi o do reator para compatibilizar o valor com os dados iniciais O procedimento anteriormente descrito para dimensionamento de reatores UV com l mpadas emersas e escoamento em canal foi utilizado no c lculo dos par metros 246 Desinfec o de
393. ior a 2500 CF 100 ml termotolerantes ou 2000 EC 100 ml ou 400 enterococos 100 ml d Presen a de res duos ou despejos s lidos ou l quidos Impr pria inclusive esgotos sanit rios leos graxas e outras subst ncias capazes de oferecer risco sa de ou tornar desagrad vel a recrea o e pH lt 6 0 ou pH gt 9 0 guas doces exce o das condi es naturais f Flora o de algas ou outros organismos at que se comprove que n o oferecem riscos sa de humana g Outros fatores que contra indiquem tempor ria ou permanentemente o exerc cio da recrea o de contato prim rio 1 Coliformes fecais 2 coliformes totais 3 Escherichia coli 4 os padr es referentes aos enterococos aplicam se somente s guas marinhas Cap 1 Introdu o 13 Tabela 1 7 Recomenda es da Organiza o Mundial de Sa de OMS relativas qualidade microbiol gica para uso agr cola de efluentes de esta es de tratamento de esgoto Categoria Condi es de re so Grupo exposto Ovos de helmintos L m dia aritm tica CF 100 mI m dia geom trica Irriga o de culturas que s o ingeridas cruas campos de esporte e parques p blicos Trabalhadores consumidores p blico lt 1 000 Irriga o de culturas n o ingeridas cruas como cereais para a ind stria pastos forragem e rvores Trabalhadores N o se recomenda
394. ioria dos dados dispon veis na literatura indica que a efici ncia da desinfec o por oz nio pouco afetada na faixa de pH dos efluentes dom sticos entre 6 e 8 No entanto experi ncias realizadas por Facile et al 2000 demonstram diferen as no valor de CT para esporos de bact rias aer bicas relacionadas varia o do pH de 6 3 para 8 2 sendo que o fator CT necess rio foi menor para o pH mais baixo Outros dados levantados por Wickramanayake et al 1984 citados em Facile amp Barbeau 2000 sugerem que a inativa o de cistos de Giardia murys melhora quando o pH passa de 7 para 9 O cruzamento das informa es dos dois trabalhos citados sugere que o efeito do pH esteja relacionado ao tipo de microrganismo alvo e n o a uma influ ncia relacionada especia o do oz nio em gua a qual influenciada pelo pH Resist ncia dos microrganismos ao oz nio A resist ncia dos microrganismos ao oz nio ou a qualquer agente de desinfec o influenciada pela esp cie e pela forma que os mesmos aparecem no meio Por exemplo formas encistadas de protozo rios s o bem mais resistentes que sua forma livre Os efeitos do oz nio sobre os principais tipos de microrganismos de interesse para o processo de desinfec o de efluentes dom sticos aparecem listados a seguir Efeitos sobre bact rias a inativa o das bact rias pode ser considerada uma rea o de oxida o de v rios constituintes celulares Esse efeito cons
395. is de desinfec o ainda que seja um processo promissor quando se pensa na inativa o de Cryptosporidium e Giardia Pesquisas mostraram que a radia o gama pode proporcionar 5 a 6 unidades log de inativa o de coliformes fecais em 5 min de tempo de deten o O ultra som pode ser bastante eficiente na desinfec o de equipamentos mas o custo energ tico seria t o alto em larga escala que n o se imagina num futuro pr ximo o seu emprego para grandes vaz es Existem pesquisas aliando o ultra som gua oxigenada com resultados promissores Combina es de produtos e processos como os chamados Processos Oxidativos Avan ados por exemplo peroxone H O oz nio UV O UV H O UV H O T O H O fenton e processos naturais por exemplo banhados naturais e artificiais tamb m s o agentes de desinfec o de efluentes Cap 9 Outros Processos de Desinfec o 391 Pela nfase do PROSAB ser abordada inicialmente a desinfec o pelo on ferrato VI e posteriormente outros processos com grande potencial de aplica o no tratamento de efluentes notadamente a filtra o por membranas e os processos oxidativos avan ados O on ferrato VI no controle de qualidade dos recursos h dricos In meras publica es mostram resultados do emprego do on ferrato VI no campo da desinfec o oxida o e pr desinfec o e coagula o de guas e efluentes Trata se de um composto base de ferro e oxi
396. ispositivo de limpeza da superf cie dos tubos que entra em contato com o l quido A forma o de dep sitos biofilme diminui a efici ncia de transmiss o da radia o UV prejudicando o desempenho do processo 238 Desinfec o de Efluentes Sanit rios L mpadas UV n m ximo 26 Vertedor retangular ajust vel Suporte das l mpadas Vertedores tringulares j Medidor Bomba rot metro centr fuga N Reator UV Reservat rio Sa da Va 7 Registro Figura 6 12 Reator UV com l mpadas emersas sem tampa de prote o dos canais de escoamento pesquisa UFES i Painel de l mpadas A A P A j e para transportar x gua Figura 6 13 Processo UV com l mpadas emersas e escoamento for ado em tubos de Teflon Fonte Cchernicharo et al 2001 Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 239 Processos com l mpadas imersas Nesse tipo de processo as l mpadas UV trabalham dentro da corrente l quida normalmente protegidas por um envolt rio constitu do por material com baixa absor o da radia o UV quartzo ou Teflon O quartzo absorve em torno de 5 de radia o ultravioleta enquanto o Teflon at 35 Usepa 1999 Segundo Daniel 1993 essa dissipa o de energia corresponde perda que ocorre em refletores de alum nio polido usados em sistema com l mpadas emersas Em geral o
397. istura e dispers o do desinfetante no efluente indicando que os aspectos hidrodin micos e de mistura inicial s o de fundamental import ncia para a efic cia da desinfec o e seus custos A coloca o de chicanas simples no tanque de sa da do filtro anaer bio em escala real resultou em melhora consider vel na efici ncia da desinfec o o que confirma a import ncia da hidrodin mica no tanque de contato O estudo de desinfec o do efluente de filtros anaer bios pelo uso de hipoclorito de s dio tem apresentado resultados animadores contudo deve se salientar que a evolu o desse estudo ainda depende da repetibilidade de ensaios bem como da an lise da cin tica do processo de desinfec o e do ajuste do modelo de decaimento bacteriano a fim de possibilitar a obten o das express es que regem a rela o entre a dosagem aplicada e o tempo de contato necess rio para eficiente desinfec o Pesquisas com di xido de cloro A Universidade Federal de Santa Catarina UFSC desenvolveu sua pesquisa na Esta o de Tratamento de Esgotos ETE Insular da Casan Companhia Catarinense de guas e Saneamento Florian polis SC O efluente testado foi proveniente dessa ETE sistema de lodos ativados por aera o prolongada O sistema cobre parcela do aglomerado urbano de Florian polis atendendo a uma popula o aproximada de 150 mil habitantes Foram realizados ensaios para diferentes dosagens de di xido de cloro O efluente
398. it rios Gerais Popula o 10 000 habitantes Cons per capta 120 L hab d Coeficiente do dia de maior consumo k 1 2 Coeficiente da hora de maior consumo k 1 5 Coeficiente de retorno 0 8 Vaz o de infiltra o 6 0 L s Vaz o m dia total 17 11 L s Vaz o m xima total 26 0 L s Efluente aer bio Concentra o m dia de DQO no efluente 83 mg L Concentra o m dia de DBO no efluente 25 mg L Concentra o m dia de SST no efluente 30 mg L Turbidez m dia no efluente 18 UT Densidade m dia de coliformes fecais N 1 0 x 10 NMP 100 ml Transmit ncia m dia 59 A absorb ncia calculada a partir da Equa o 6 5 T 100 x 104 em que T transmit ncia A absorb ncia cm Ent o A 0 229 u a cm Dimensionamento do sistema com l mpadas emersas Em experimentos com reator em batelada e em fluxo cont nuo realizados pela UFES utilizando um efluente com caracter sticas semelhantes ao em quest o foi observada uma dose efetiva de 21 mJ cm para atingir o padr o de efluente desinfetado proposto ou seja D 21 mJ cm Utilizando as Equa es 6 4 6 6 e 6 21 calcula se a dose aplicada Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 269 D AER mJ em 6 24 a Adotando se uma espessura de l mina d gua de L 4 0 cm Ent o a dose aplicada _21x0 528x 4 0 as essa 50 4 mJ cm A dose aplicada por volume pode ser determinada pela Equa o 6 22 Da 0
399. itotr ficos est o as bact rias nitrificadoras como as nitrossomonas e as nitrobacter que atuam na transforma o do am nio em nitrito e sucessivamente em nitrato utilizando subst ncias minerais como fonte de energia S o organismos aer bios e utilizam a energia ganha nessas rea es para sobreviv ncia e multiplica o Cap 8 Disposi o no Solo 343 Os microrganismos quimiorganotr ficos s o os mais abundantes no solo constitu dos por macro e mesobiota todos os fungos e a maioria das bact rias Utilizam a mat ria org nica como fonte de energia de C e como doadora de el trons assim s o de extrema import ncia na decomposi o de res duos org nicos adicionados a solos As bact rias s o muito vers teis metabolicamente com representantes em todos os grupos e algumas delas mudam seu sistema enzim tico em fun o das condi es do meio No grupo dos quimiorganotr ficos essencial citar a atividade dos microrganismos que degradam a celulose a hemicelulose e a lignina compostos de dif cil degrada o Os microrganismos celulol ticos produzem um complexo enzim tico respons vel pela transforma o da celulose em celobiose e esta em duas mol culas de glicose facilmente transformada em CO e gua por outros microrganismos do solo A presen a de celulose no meio induz a forma o de exoenzimas e a libera o no substrato A lignina presente em restos culturais um complexo arom tico considerado reca
400. iu valores de at 50 ug L contra o padr o americano de 60 ug L anteriormente mencionado Na armazenagem a concentra o m dia decresceu pois esses cidos logo se transformam em THMs em temperatura ambiente N o h correla o com qualquer tipo de efluente mas com a presen a de s lidos em suspens o e talvez no caso de THMs com a presen a de nitrog nio amoniacal E ETE RSB UFRGS ETE Serraria L facultativa 50 0 ETE Esmeralda UASB 45 0 ETE Sapucaia lodo ativado 40 0 35 0 30 0 25 0 20 0 15 0 10 0 a mao DO 0 0 0 2 4 20 Tempo de teste h Conc THMs total ug L Figura 4 17 Ocorr ncia de HAAs na desinfec o de efluentes tratados com hipoclorito de s dio com dosagem de 13 mg L tempo de deten o de 30 5 minutos Na Tabela 4 12 s o apresentados resultados de experimentos conduzidos pela PUCPR em que se empregaram dosagens de hipoclorito de at 7 5 mg L O tempo de deten o hidr ulico nos tanques de contato foi pr ximo a 30 minutos O maior residual de THM s deu se no processo dos lodos ativados LA de aera o prolongada em que o efluente era bem nitrificado e desnitrificado No entanto a concentra o n o ultrapassou os 16 8 ug L Tabela 4 12 Resumo dos resultados de THM com a clora o de efluentes sanit rios
401. ixa efici ncia da desinfec o re suspens o de s lidos depositados no fundo dos canais Limpeza do canal Limpeza das superf cies Baixa efici ncia da desinfec o baixa dose de UV Limpar as superf cies L mpadas em funcionamento Baixa efici ncia da desinfec o baixa dose de UV Substitui o de l mpadas queimadas Fonte WEF 1996 Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 249 Aspectos de seguran a A radia o ultravioleta pode causar danos aos olhos e pele n o protegida A superexposi o radia o UV leva dolorosa vermelhid o da pele queimadura Cada exposi o aos raios ultravioleta armazenada em nossa pele ou seja o dano causado pela exposi o a UV cumulativo e o dano celular causado por essa exposi o pode ser irrevers vel A exposi o cr nica ou prolongada radia o ultravioleta tem sido relacionada a diversos efeitos sa de incluindo o c ncer de pele e o envelhecimento prematuro da pele Al m da pele a radia o ultravioleta a que representa o maior perigo para a sa de ocular A exposi o prolongada aguda a essa radia o pode levar a um quadro agudo de vermelhid o e dor ocular que melhora entre 24 e 48 horas sem deixar sequelas Por m a exposi o cr nica pode levar ao longo de anos ao desenvolvimento de problemas oculares como pter gio catarata e degenera o da retina A principal regra de seguran a
402. iz por uma quest o de seguran a Remo o de ovos de helmintos 1 Reator UASB Com base nos dados da Tabela 7 19 observa se que as efici ncias de remo o de ovos de helmintos nos reatores UASB monitorados pelo PROSAB variaram de 63 a 88 Para efeito de projeto admite se no presente exemplo a efici ncia de 60 Desta forma a concentra o de ovos no efluente do reator UASB Ce Co x 1 E 100 200 x 1 60 100 80 ovos L 332 Desinfec o de Efluentes Sanit rios 2 Lagoas de polimento A efici ncia de remo o de ovos de helmintos em cada lagoa da s rie pode ser dada pelo modelo de Ayres et al Equa o 7 13 E 100 1 04le 89 8 RR 100 f1 0 41e 0 49 x 3 0 0 0085 x a Esta efici ncia corresponde a 0 99 unidade log removida A efici ncia de remo o global nas quatro lagoas da s rie as quais t m as mesmas dimens es dada por E 1 1 Ep 1 1 0 898 0 9999 99 99 Em termos de unidades log removidas nas lagoas tem se 4 x 0 99 4 0 unidades log A concentra o de ovos no efluente da ltima lagoa da s rie efluente final do sistema Ce Co x 1 E 100 80 x 1 99 99 100 8 0 x 103 ovos L Este valor corresponde em termos pr ticos a valores nulos no efluente O efluente do sistema de tratamento atende portanto aos quesitos das diretrizes da Organiza o Mundial de Sa de OMS para irriga o restrita e irrestrita m dia lt 1 ovo L A efic
403. iza o no caso de efluentes com elevada concentra o de s lidos em suspens o uma vez que os organismos podem estar adsorvidos na parcela de s lidos e o custo elevado dos equipamentos de gera o de oz nio constituindo o maior impec lio a sua utiliza o em nosso Pa s Os estudos desenvolvidos no mbito do PROSAB indicaram a viabilidade t cnica de sua aplica o obtendo se doses residuais C t compat veis com as faixas citadas por Metcalf amp Eddy 2003 apresentadas na Tabela 10 5 Mas os custos de implanta o do sistema de gera o in loco e de aplica o e os de opera o tornam esta alternativa a mais cara das diversas formas de desinfec o dificultando assim sua expans o entre n s Tabela 10 5 Faixas usuais de dose residual para inativa o de microrganismos com oz nio mg min L Microrgan Inat 1 log Inat 2 log Inat 3 log Inat 4 log Bact rias 3 4 Protozo rios 0 2 0 4 0 5 0 9 0 7 1 4 V rus 0 3 0 5 0 5 0 9 0 6 1 0 Lagoas de matura o As lagoas de matura o s o sem d vida uma alternativa muito econ mica e simples visando desinfec o Considerando um sistema em s rie e seu posicionamento a jusante de uma lagoa facultativa ou mesmo de reatores UASB e outros tratamentos mais compactos poss vel obter efici ncia de remo o de coliformes de at 99 9999 ou 6 log para o conjunto de lagoas No Cap tu
404. l gicas no meio Tais transforma es ocorrem com a participa o de microrganismos os quais transformam alguns compostos que cont m os elementos essenciais ao desenvolvimento de plantas como o nitrog nio o f sforo o enxofre e o carbono In meros tipos de intera es ocorrem com a adi o de res duo em solos A resultante das intera es sin rgica ou inibit ria definir o comportamento do solo na depura o do esgoto Qualidade da gua A qualidade da gua de irriga o fator primordial a ser considerado na produtividade das culturas assim como na preserva o da qualidade do solo e do aqu fero subterr neo Fatores como condi es clim ticas caracter sticas f sicas e qu micas do solo toler ncia da cultura salinidade manejo do cultivo e m todo de irriga o precisam ser observados no dimensionamento de projetos de re so da gua em solos agr colas Al m desses fatores a avalia o de risco envolvendo a toxicidade de diferentes subst ncias e a patogenicidade nos efluentes no ambiente da irriga o devem ser consideradas Na avalia o de risco devem ser consideradas a presen a de E coli como indicadora da contamina o fecal a viabilidade e a sobreviv ncia de cistos de protozo rios e ovos de helmintos e mais recentemente a presen a aus ncia de v rus nos efluentes e no ambiente da aplica o desses efluentes Tamb m importante a avalia o da contamina o por nitratos Quando as taxas
405. l de maior porosidade com fun o estrutural polisulfonas para resistir press o aplicada ao sistema Neste caso a estrutura fechada da membrana oferece elevada efici ncia na separa o de sais ou mol culas org nicas enquanto a perda de press o reduzida pela sua espessura delgada Novos materiais dispon veis para membranas podem operar em ampla faixa de pH de 4 a 8 Tamb m n o s o suscept veis ao ataque biol gico Entretanto podem apresentar elevada sensibilidade ao cloro e outros oxidantes qu micos problema inexistente para as membranas de acetato de celulose Neste caso o controle do fouling biol gico dificultado Apesar de n o ocorrer ataque direto de microrganismos sobre as membranas a maior dificuldade em remo o das camadas superficiais de part culas ou organismos que se depositam sobre a superf cie das membranas reduz significativamente a taxa de filtra o do sistema reconhecida como o principal problema operacional de membranas A associa o de membranas a reatores biol gicos consiste em t cnica de depura o de efluentes com viabilidade econ mica j comprovada em escala real de tratamento Esta configura o substitui arranjo usual de reator biol gico decantador secund rio e unidade de filtra o para produ o de efluente em n vel de qualidade terci rio Uma das vantagens principais de reatores biol gicos associados com membranas consiste al m da recircula o total da biomassa ativa do
406. lagoas piloto em s rie da UFCG em Campina Grande PB e 2 lagoas piloto em paralelo da UFMG em Itabira MG Os dados completos das lagoas de polimento analisadas como parte do PROSAB encontram se na Tabela 7 16 b Remo o de E coli ao longo dos sistemas de tratamento A Figura 7 11 apresenta os gr ficos box plot dos valores de E coli ao longo da s rie de lagoas em cada uma das ETEs investigadas em mais detalhes no PROSAB Edital 3 Deve se notar que as duas lagoas em escala real UFPE Mangueiras e UFMG Itabira s o lagoas nicas n o podendo ser observado naturalmente o decaimento ao longo da s rie Observa se nos sistemas que possuem lagoas em s rie a grande efici ncia global de remo o de coliformes O valor m dio global de unidades logar tmicas removidas em cada sistema apresentado na Figura 7 12 Confirmando as expectativas te ricas relatadas neste cap tulo os sistemas em s rie conduzem a uma efici ncia global bem superior aos sistemas com lagoas nicas De fato os sistemas em s rie investigados alcan aram excelentes efici ncias de remo o de E coli entre 3 9 e 4 8 unidades log removidas Naturalmente deve se lembrar que a presente an lise n o leva em considera o o tempo de deten o hidr ulica no sistema bem como a temperatura m dia do l quido Esta an lise mais aprofundada feita por meio do c lculo do coeficiente Kp o qual engloba implicitamente todos esses fatores Apenas os
407. lcitrante e de lenta degrada o A libera o de ligninases permite sua parcial degrada o e a forma o do material org nico estabilizado dos solos subst ncias h micas de extrema import ncia na reten o de poluentes como metais pesados e pesticidas al m de reservar nutrientes para as plantas De modo geral a degrada o de materiais org nicos adicionados a solos depende em grande parte da composi o do res duo Assim a cares simples s o rapidamente mineralizados 90 da hemicelulose degradada em dois anos 75 da celulose em 3 5 anos e 40 da lignina em 7 anos As ceras demoram em m dia 16 anos para degradar 25 e os fen is centenas a milhares de anos para degradar apenas uma parte do total adicionado Cardoso 1975 A maioria das bact rias possui no m ximo tr s enzimas enquanto os fungos e os actinomicetos podem possuir mais Cada enzima consegue catalisar um nico processo bioqu mico do processo de decomposi o de modo que o processo completo de decomposi o uma sequ ncia de oxida es e redu es de uma subst ncia org nica at a gua e o g s carb nico A mineraliza o completa do material org nico s ocorre em condi es de aerobiose Em condi es de anaerobiose ou na presen a de substratos org nicos recalcitrantes produtos intermedi rios s o formados por meio de processos fermentativos ou alco licos por exemplo Al m das plantas outros microrganismos podem aproveitar os
408. letora de esgotos c Mecanismos de funcionamento O processo de tratamento em uma vala de filtra o envolve mecanismos f sicos qu micos e biol gicos O tratamento f sico ocorre pela reten o das part culas por meio da filtra o e o qu mico pela adsor o Mas sem d vida o sucesso do tratamento profundamente dependente das transforma es biol gicas que ocorrem no interior do leito de areia Sem tais transforma es o filtro n o funcionaria corretamente Dessa forma segundo Jord o amp Pessoa 1995 esse sistema incorretamente chamado de filtro pois o processo n o possui como principal embasamento o peneiramento ou a filtragem mas o contato com uma cultura biol gica que realiza oxida o bioqu mica do efluente 376 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Um fator que tem grande influ ncia no funcionamento de uma vala de filtra o a rea efetiva e o coeficiente de uniformidade de seu meio filtrante Com a utiliza o de um leito com part culas muito grossas tem se baixo tempo de reten o do efluente aplicado n o atingindo o ponto adequado para a decomposi o biol gica Com areia muito fina a quantidade de efluente a ser filtrada pouca e o filtro poder ser entupido rapidamente Metcalf amp Eddy 1991 recomendam que n o mais que 1 da areia seja mais fina que 0 13 mm Quando se tem alto coeficiente de uniformidade ou seja grande desigualdade no tamanho das part culas do leit
409. letr lise veja Figura 4 6 Se um hipoclorador for fechado produzem se e empregam se apenas os oxidantes gasosos chamando o desinfetante de misturas de gases oxidantes gerados no local de uso MOGGOD ou MIOX Dosador ejetor Ponto de gua de aplica o alimenta o 1 Registro Rot metro Reservat rio de salmoura Flutuador O O Fonte de V lvula de corrente regulagem Reator dac mara de rea o Figura 4 6 Gerador de misturas oxidantes Fonte Hidrogeron do Brasil Segundo a literatura Reimers et al 2000 poss vel obter efici ncias de remo o de at 5 unidades log de bact rias patog nicas e at 2 2 unidades log de remo o de Cryptosporidium parvum melhor que o cloro gasoso em 1 hora sob condi es de laborat rio Pesquisas realizadas por De Luca amp Reggio 2003 com efluentes tratados de quatro esta es de processos biol gicos diversificados revelam que o desinfetante Cap 4 Clora oe Desclora o 131 produzido por um hipoclorador aberto tem efici ncia de inativa o semelhante ao MOGGOD para bact rias e protozo rios pat genos Ultimamente processos de gera o catal tica de gases oxidantes que n o empregam salmoura t m sido desenvolvidos Purizer clamando se tamb m a gera o de singlets de oxig nio oz nio radicais hidroxilas e vapor d gua sem componentes clorados a o desses oxidantes gasosos a
410. li caso se tivesse um nico lago com o mesmo volume da s rie anterior Esquema para solu o 104 Desinfec o de Efluentes Sanit rios C 10 C C 10 6 4 C DD C 0 031x10 3 1x10 org 100 ml l k t 1 2 6x12 Portanto usando um nico reator dever ser esperada uma efici ncia inferior dos tr s reatores em s rie de mesmo volume total Equa o da s rie de n reatores de mistura completa de mesmo volume Seja V n o volume de cada reator e V o volume da s rie Considerando as mesmas hip teses formuladas anteriormente pode se escrever e E e R N E E E C PES C kV C 145V Cii 14y nQ nQ nQ nQ e como E SA x CG G C Cai Co tem se que Cis 1 Co a 3 13 nQ ou seja equa o da s rie de n reatores de mistura completa de volumes iguais ocorrendo rea o de primeira ordem no regime estabilizado Cap 3 Cin tica e Hidr ulica dos Processos de Desinfec o 105 Exemplo 3 Ainda em rela o ao Exemplo 1 se fossem utilizados tr s lagos de mesmo volume perfazendo o mesmo volume total da s rie anterior qual seria a contagem de E coli ao final do terceiro lago Esquema para solu o Co 10 C C C t 2d t 4d t 6d Q 1 600 mi d C 1 C 1 TE EE SO E C 675 org 100 ml E qa ES gt do ra o a E a nQ Com esse resultado ao se compartimentar o reator em volumes iguais tem se ganho adicional d
411. liam and Wilkins 1984 LECLERC H SCHWARIZBROD L DEI CAS E Microbial agents associated with waterborne diseases Critical Reviews in Microbiology v 28 n 4 p 371 409 2002 LUND B M SUSSMAN D J STRINGER M F Enterobacteriaceae in the environment and as pathogens Journal of Applied Bacteriology 65 Supplement 1988 Society for Applied Bacteriology Symposium Series 17 MARSHALL M NAUMOVTTZ D ORTEGA Y STERLING C R Waterborne protozoan pathogens Clinical Microbiology Reviews v 10 n 1 p 67 85 1997 OMS Organization Mundial de la Salude Directrices sanitarias sobre el uso de aguas residuales en agricultura y acuicultura Ginebra OMS 1989 90 p Serie Informes T cnicos 78 Gu as para la calidad del agua potable Ginebra OMS 1995 195 p QUINN P J CARTES M E MARKEY B K CARTER G R Clinical veterinary microbiology London Wolfe 1994 SLIFKO T R SMITH H V ROSE J B Emerging parasites zoonoses associated with water and food International Journal for Parasitology v 30 p 1379 1393 2000 THOMPSON A R C Giardiasis as a re emerging infectious disease and its zoonotic potential International Journal for Parasitology v 30 p 1259 1267 2000 TORTORA G J et al Microbiologia 6 ed Porto Alegre Artes M dicas Sul 2000 EPA United States Environmental Protection Agency Giardia human health criteria document Washington EPA 1998 EPA 823 R
412. limentos de origem animal SOUBJIUeS s u nj4J ap oeIDajuisag 99 Tabela 2 3 Continua o Agente etiol gico Carga excretada a Dose infectante 2 Imunidade conferida pela infec o Sobrev no solo gua 3 6 Lat ncia est gio desenvolv no solo e na gua Reservat rio animal hospedeiro intermedi rio Inativa o por desinfec o 4 Remo o filtra o sedim 5 Principais modos de transmiss o V RUS Elevada Reduzida Prolongada Moderada N o Adenov rus 2 Fecal oral Contato pessoal mecanismo m o boca f mites e alimentos Enterov rus Fecal oral Ve culos alimentos e gua contaminados com esgotos Contato pessoal mecanismo m o boca f mites e alimentos Oro nasal contato pessoal V rus da hepatite A VHA 2 Fecal oral Ve culos alimentos principalmente frutos do mar e gua contaminados com esgotos Contato pessoal mecanismo m o boca f mites e alimentos eueunH apnes e aJgos sojio 7 o sodIugbojeg sowsjuebio cide gt Z9 Tabela 2 3 Continua o Agente etiol gico Carga excretada 1 Dose infectante 2 Imunidade conferida pela infec o Sobreviv no solo gua 3 6 Lat ncia est gio desenv no solo e na gua Reservat rio animal hospedeiro intermedi rio
413. lis 1977 A aplica o de guas residu rias no solo n o uma inova o remonta de per odos anteriores a Cristo como em Atenas na Gr cia O uso de efluentes com o prop sito de beneficiar a agricultura foi aplicado na Alemanha j no s culo XVI Desde essa poca a aplica o de efluentes no solo praticada em diversos pa ses como Inglaterra Austr lia M xico Fran a frica do Sul Argentina Israel ndia Hungria B lgica e Estados Unidos em maior ou menor escala EPA 1981 Braile amp Cavalcanti 1993 Aplica o de efluentes no solo No mbito da escassez de recursos h dricos o re so de efluentes de ETE torna se uma alternativa atrativa para a irriga o atividade que emprega em torno de 70 de toda a gua consumida no planeta Entretanto a opera o segura de sistemas de gua de re so depende da confiabilidade da desinfec o do esgoto Durante as duas ltimas d cadas do s culo XX o uso de esgotos para a irriga o ou recupera o de solos aumentou significativamente em virtude de fatores como e crescente dificuldade de identificar fontes alternativas de gua para irriga o em algumas regi es custo elevado de fertilizantes e seguran a de que os riscos para a sa de p blica e os impactos sobre o solo s o m nimos e que as precau es e as t cnicas adequadas s o efetivamente utilizadas e custos elevados dos sistemas de tratamento necess rios para possibilitar a descarga de
414. lmente na faixa de 60 a 90 mg L chegando a se aproximar de 200 mg L em diversas oportunidades dada a elevada concentra o de algas As densidades de E coli nos esgotos tratados sempre se mantiveram acima de 10 NMP 100 ml O gerador utilizado produziu oz nio a partir do ar ocorrendo anteriormente a purifica o do oxig nio Possui capacidade de descarga de 110 mg Oy min sendo introduzido na tubula o do efluente a ser desinfetado atrav s de Venturi A coluna de contato possui 300 mm de di metro e 3 m de altura apresentando volume til de 171 L Na Figura 5 17 s o apresentados a coluna de ozoniza o e o gerador de oz nio utilizados A opera o da unidade experimental consistiu basicamente na varia o da descarga de oz nio aplicado aos efluentes da lagoa facultativa e na varia o do tempo de contato As concentra es aplicadas de O variaram de 1 85 a 9 6 mg L e tempos de contato de 2 9 a 15 minutos Os esgotos entrada e sa da da coluna foram observados segundo diversas vari veis de natureza biol gica No controle do processo diversos indicadores biol gicos foram utilizados como as bact rias Acromonas sp Salmonella sp coliformes totais e E coli colifagos e ovos de helmintos Os resultados obtidos revelaram que a efici ncia na redu o de colifagos foi da ordem de apenas uma unidade logar tmica n o demonstrando portanto viabilidade na elimina o desse indicador da presen a de v rus Detectou se a
415. lo 8 deste livro se encontram dados de campo de lagoas pesquisadas no mbito do PROSAB bem como recomenda es para projeto A quest o fundamental no dimensionamento de lagoas de matura o reside na ado o adequada dos coeficientes de decaimento bacterianos K A Tabela 10 6 resume as faixas de valores t picos recomendados por von Sperling et al no Cap tulo 7 para dimensionamento de lagoas facultativas e de matura o segundo os modelos de fluxo disperso e mistura completa Cap 10 An lise Cr tica Tabela 10 6 Valores t picos de K a 20 C d Tipo de Tempo de Profundidade Rela o Euros 6 tuta lagoa deten o d m L B disperso compl a d d 10 a 20 l 0 4a 1 6 Facultativa 20a 40 1 5 a 2 0 2a4 0 2 a 0 3 16450 md j em cada 0 8 a 1 0 la3 0 4 a 0 7 0 6a 1 2 lagoas em a lagoa s rie Matura o o 10320 0 8 a 1 0 6al2 04a0 7 Nap chicanas recomendado lagoa nica Matura o com 3a5 N chicanas em cada 0 8 a 1 0 6al2 0 4 a 0 7 a recomendado lagoas em lagoa s rie Tabela 7 10 do Cap tulo 7 Custos da desinfec o Sem d vida os custos relativos clora o s o ainda os mais baixos em rela o tanto implanta o como opera o A desinfec o por radia o UV tem custos muito acima dos referentes clora o apenas mas j pode se tornar competitiva quando comparada ao conjunto clora o desclora o A desinfec o por
416. lo coxsackiev rus s o preponderantemente assintom ticas Echov rus O nome echov rus uma abrevia o de enteric cytopathogenic human orphans viruses v rus rf os do intestino humano possuidores de atividade citopatog nica j que tais agentes n o eram considerados associados doen a cl nica em humanos Esses v rus podem causar paralisias encefalites meningites ass pticas doen as exantem ticas mialgias epid micas pericardites miocardites e gastroenterites infantis 42 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Os echov rus s o bastante semelhantes aos coxsackiev rus tanto no aspecto microbiol gico como no epidemiol gico dessa forma as considera es feitas anteriormente para os coxsackiev rus podem ser aplicadas aos echov rus Enterov rus 68 71 Novos representantes do g nero enterov rus foram classificados obedecendo a um sistema de numera o sequencial identificando assim os enterov rus 68 69 70e7l1 Os enterov rus 68 e 69 est o associados a doen as respirat rias e os enterov rus 70 e 71 considerados pat genos emergentes est o associados respectivamente a extensas epidemias de conjuntivites hemorr gicas agudas e a casos espor dicos ou epid micos de doen as de m o p e boca meningites ass pticas encefalites e s ndrome poliomiel tica Como os outros enterov rus podem ser transmitidos de forma fecal oral entre pessoas sendo as vias respirat rias transmiss o o
417. lora o do processo THM e Efetiva e confi vel para grande e Aumenta os s lidos totais 2 variedade de pat genos dissolvidos fas bh pa 2 D e Oxida certos compostos e Cl residual inst vel na E 2 org nicos e inorg nicos presen a de materiais que x E e Flexibilidade de dosagens demandam cloro E e Alguns pat genos s o 92 a resistentes 9 E E e Requer adi o de produtos em qu micos para eliminar cloro residual e Tecnologia bem desenvolvida f i R e Elimina o efeito residual da e Efetiva e confi vel para grande f E z desinfec o com cloro Clora o variedade de pat genos a e Gera subprodutos desclora o e Oxida o de certos compostos ial ENA org nicos e inorg nicos EN pegos 8 to 8 e Aumenta os s lidos totais e Flexibilidade de dosagens S dissolvidos e Alguns pat genos s o resistentes Cap 1 Introdu o 19 Tabela 1 8 Vantagens e desvantagens dos processos de desinfec o mais utilizados Continua o Agentes Processos Vantagens Desvantagens e Mais efetivo na destrui o de v rus e bact rias que o cloro e Baixas doses podem n o inativar e Utiliza curto tempo de contato alguns v rus esporos e cistos de 10 a 30 minutos e Tecnologia mais complexa que a e N o gera residuais perigosos desinfec o com cloro ou UV S e N o resulta em recrescimento e O muito reativo e corrosivo E Ozoniza o de bact rias exceto as e N o
418. lt T2 tempo de deten o necess rio para produ o de efluente com 10 CF 100 ml Figura 7 7 Compara o esquem tica da taxa de decaimento de coliformes e de um pat geno como Salmonela De acordo com as rea es de primeira ordem a taxa de mortandade dos pat genos e coliformes proporcional concentra o de pat genos e coliformes em qualquer instante Assim quanto maior a concentra o de pat genos e coliformes maior ser a taxa de mortandade Al m disso o regime hidr ulico predominante na lagoa um fator determinante ver se o A influ ncia do regime hidr ulico a seguir Com base na cin tica do decaimento e no regime hidr ulico da lagoa pode se estimar a concentra o de coliformes efluentes de lagoas facultativas de matura o e de polimento Para as lagoas anaer bias n o h sistem ticas de c lculo amplamente aceitas e a estimativa da concentra o efluente feita com base em efici ncias de remo o t picas em torno de 70 a 90 ou em termos de unidades logar tmicas em torno de 1 unidade log removida A influ ncia do regime hidr ulico A configura o f sica do reator biol gico no caso a lagoa tem influ ncia no regime hidr ulico e em decorr ncia na efici ncia de remo o de pat genos e coliformes como comentado a seguir 292 Desinfec o de Efluentes Sanit rios e Reatores que se aproximam do fluxo em pist o Em reatores nos quais se tem maior conce
419. lulares r gidas e tamanho reduzido 0 3 30 u sendo a maioria aclorofilada Em 1 0 g de solo agr cola encontra se uma ordem de magnitude de 10 bact rias 342 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Os fungos podem ser uni ou pluricelulares sempre aclorofilados com reprodu o sexuada ou assexuada e apresentam hifas esporos ou con dios estruturas de preserva o da esp cie quando h adversidades do meio A quantidade de fungos encontrados em 1 0 g de solo agr cola da ordem de 10 Protozo rios s o aclorofilados com tamanho de 5 a 80 u apresentam reprodu o assexuada e n o possuem parede celular r gida As amebas s o protozo rios predadores de bact rias e controlam sua popula o em solos As algas s o unicelulares com paredes celulares r gidas e sempre clorofiladas A quantidade de algas e protozo rios encontrada em 1 0 g de solo da ordem de 10 Toda a vida terrestre baseia se no fato de que a planta pelo processo de fotoss ntese forma a cares amidos prote nas e gorduras a partir de gua do g s carb nico e dos minerais na presen a de luz Essas subst ncias servem de alimento ao homem e aos animais Os organismos do solo principalmente os heterotr ficos degradam os res duos org nicos da produ o de biomassa impedindo o ac mulo de mat ria org nica A mineraliza o completa da mat ria org nica pela a o inicial da macro e da mesofauna do solo e posteriormente pela a o das
420. m areia remove efetivamente ovos mas n o o mirac dio Paragonimus A paragonim ase amplamente distribu da na Am rica Latina sendo que no Brasil sua ocorr ncia aparentemente restrita ao Mato Grosso A necessidade de dois hospedeiros intermedi rios para que o ciclo de transmiss o se complete e a estreita rela o da infec o com h bitos alimentares das popula es ingest o de crust ceos crus ou de alimentos contaminados por manipula o dos crust ceos infectados s o fatores que explicam a distribui o dessa doen a Apesar de ovos poderem ser eliminados pelas fezes o tratamento dos esgotos sanit rios n o considerado estrat gia de controle relevante para essa enfermidade por haver v rios reservat rios animais desse tremat ide carn voros silvestres e dom sticos Uma exce o caberia entretanto no caso de piscicultura com esgotos sanit rios Ciclo biol gico Hospedeiro humano definitivo excre o de ovos gt libera o de ovos no ambiente gua eclos o dos ovos e libera o do mirac dio 21 dias penetra o do mirac dio no hospedeiro intermedi rio caramujo de gua doce desenvolvimento larval no interior do caramujo e libera o da forma infectante ao segundo hospedeiro intermedi rio cerc ria 3 5 meses penetra o no segundo hospedeiro intermedi rio caranguejo ou camar o de gua doce desenvolvimento da forma infectante metacerc rias para o hospedeiro defi
421. m da mat ria org nica como fonte de energia alcan ada atrav s da respira o Na respira o aer bia necess ria a presen a de oxig nio o qual suprido ao meio pela fotoss ntese realizada pelas algas H assim perfeito equil brio entre o consumo e a produ o de oxig nio e g s carb nico ver Figura 7 1 Para a ocorr ncia da fotoss ntese necess ria uma fonte de energia luminosa neste caso representada pelo sol Por essa raz o locais com elevada radia o solar e baixa nebulosidade s o bastante prop cios implanta o de lagoas facultativas A fotoss ntese por depender da energia solar mais elevada pr ximo superf cie Profundidades t picas de lagoas facultativas s o da ordem de 1 5 a 2 0 m A medida que se aprofunda na lagoa a penetra o da luz menor o que ocasiona a predomin ncia do consumo de oxig nio respira o sobre sua produ o fotoss ntese com a eventual aus ncia de oxig nio dissolvido a partir de certa profundidade Ademais a fotoss ntese s ocorre durante o dia fazendo com que durante a noite possa prevalecer a aus ncia de oxig nio Em raz o desses fatos essencial que as principais bact rias 280 Desinfec o de Efluentes Sanit rios respons veis pela estabiliza o da mat ria org nica sejam facultativas para poderem sobreviver e proliferarem tanto na presen a quanto na aus ncia de oxig nio bact rias gt respira o consumo de oxig nio p
422. m no regime estabilizado Solu o Equa o do reator de mistura completa rea o de segunda ordem e regime estabilizado VKC QC QC Para C l e C 0 1 efici ncia de 90 tem se Vxkx 0 1 Qx1 Qx0 1 V 90 Q k Equa o do reator de fluxo de pist o rea o de segunda ordem e regime estabilizado SVKC QC Q C 8C SVKC QC C Q Cap 3 Cin tica e Hidr ulica dos Processos de Desinfec o 109 Cc iy k 5 SC ag ES sy amp C Q3 C O Q Para C 1eC 0 1 efici ncia de 90 tem se EE DOA V 90k CG Q Portanto o volume necess rio de reator de mistura completa ser dez vezes superior ao de um de fluxo de pist o ideal Reatores com carga parcialmente dispersa Conforme mencionado os reatores de mistura completa e de fluxo de pist o constituem situa es te ricas idealizadas e na pr tica o que existe maior ou menor tend ncia para um ou outro desses modelos dependendo do fator de dispers o em rela o ao eixo longitudinal Reatores com tend ncia a fluxo pistonado possuem baixos fatores de dispers o enquanto os com tend ncia para mistura completa possuem valores elevados de fator de dispers o Wehner e Wilhem propuseram a seguinte equa o para representar os reatores com carga parcialmente dispersa 1 C 4xaxe l A Ea 3 15 j 140 xel 144 xe dd em que a vl 4xkxtxd k coeficiente de rea o t tempo de deten o hidr ulica d n mero de di
423. ma CEPIS 1986 YANEZ F Lagunas de estabilizacion teoria dise o y mantenimiento Cuenca ETAPA 1993 421 p Cap tulo 8 Disposi o no Solo Bruno Coraucci Filho C cero Onofre de Andrade Neto Mario Takayuki Kato Mauro Floriano de Sousa Cartaxo Roberto Feij de Figueiredo Ronaldo Stefanutti e Vicente de Paula Silva Introdu o Processos por remo o natural de organismos patog nicos como forma complementar de tratamento de efluentes sanit rios s o bem recebidos pela comunidade cient fica por causa da pequena ou mesmo inexistente interfer ncia nos processos ambientais A elimina o ou mesmo a remo o parcial desses organismos pode reduzir custos e evitar a forma o de subprodutos indesej veis normalmente t xicos quando se utiliza a desinfec o nos efluentes tratados a fim de disponibiliz los para outros usos preponderantes A aplica o de efluentes anaer bios no solo sob condi es controladas de l minas h dricas cargas org nicas per odos e frequ ncias de irriga o caracter stica do tratamento que antecede a disposi o etc se apresenta como uma pr tica adequada e confi vel Essa proposta foi inserida no tema tratado devido s qualidades excepcionais nas caracter sticas dos efluentes dos sistemas desenvolvidos no PROSAB sejam em solo natural irriga o de culturas em campos agr colas e eventualmente solos arenosos ou em ambientes constru dos valas de filtra o
424. manda de oz nio residual 188 Desinfec o de Efluentes Sanit rios necess rio para desinfec o O efeito de inibi o est mais associado composi o das part culas do que a seu tamanho ou concentra o na fase l quida Assim part culas de natureza mineral de dif cil oxida o t m mostrado pouco efeito de inibi o sobre a taxa de decaimento dos microrganismos ao passo que part culas org nicas mesmo em baixas concentra es t m sido bem mais efetivas em reduzir essa taxa Experimentos realizados por Foster em 1980 demonstraram redu o na taxa de decaimento pela a o do oz nio para poliov rus 1 quando estes vinham associados a coliformes fecais em uma solu o que possu a apenas 5 NTU de turbidez Em outro experimento a taxa de decaimento do poliov rus 1 n o foi significativamente afetada por uma solu o de bentonita que tinha os mesmos 5 NTU de turbidez COT a concentra o de carbono org nico total na fase l quida um dos par metros mais importantes para a determina o da concentra o de oz nio a ser aplicada uma vez que a mat ria org nica provoca o consumo de oxidante A magnitude desse consumo muito significativa por exemplo a dose aplicada para a desinfec o em gua filtrada em uma ETA convencional cerca de duas vezes menor que a necess ria para desinfetar esgotos tratados de uma Esta o de Tratamento de Esgoto ETE de lodos ativados por aera o prolongada pH a ma
425. me foi projetado com tempo de contato de 10 minutos para vaz o m dia final de projeto de 100 L s 360 m h A gera o de di xido de cloro se d pela rea o controlada do cido clor drico e do clorito de s dio realizada na casa dos reatores localizada pr ximo ao tanque de contato Figura 4 19 Trabalhos conduzidos pela Pontif cia Universidade Cat lica do Paran PUCPR monitoraram o desempenho do processo e os resultados s o apresentados na Tabela 4 17 Uma dosagem aplicada de 4 9 mg L controlada por sensor de di xido residual produziu efici ncia de remo o de EC de 99 89 com tempo de deten o hidr ulico real de 23 6 minutos Alguns problemas relativos opera o dos flotadores ocasionaram escape do lodo para o tanque de contato o qual n o possui descarga de fundo Com isso pode se observar altos valores de turbidez acarretando perda da efici ncia no processo de desinfec o Exemplo de dimensionamento I Dimensione um tanque de mistura com agitador mec nico para aplica o e difus o de solu o de cloro e estimar o volume do tanque de contato e a concentra o de coliformes fecais igual ou inferior a 1 000 NMP 100 ml no efluente final considerando os seguintes dados de entrada e popula o 10 mil habitantes vaz o afluente m dia Q 1 478 m dia 17 1 s vaz o afluente m xima di ria O q 1 670 m dia 19 3 L s vaz o afluente m xima hor ria Q 2 246 mY dia 26 0 L s
426. me vel e seletiva e controla a passagem de nutrientes e subst ncias a serem excretadas para dentro e para fora da c lula respectivamente Figura 2 1 Campylobacter 1 Todas as ilustra es deste cap tulo s o de dom nio p blico e foram extra das da biblioteca de imagens do Center for Disease Control www cdc gov 30 Desinfec o de Efluentes Sanit rios A classifica o mais amplamente aceita leva em considera o as caracter sticas da parede celular da forma e do arranjo das c lulas propriedades nutricionais e metab licas motilidade e necessidades de oxig nio Krieg amp Holt 1984 Em grande medida a identifica o laboratorial rotineira das bact rias baseada em respostas bioqu micas decorrentes da utiliza o de nutrientes espec ficos empregados como base para formula o de meios de cultura e de condi es f sicas requeridas para o crescimento Entretanto a biologia molecular ganha cada vez mais destaque tanto nos esfor os de classifica o taxon mica quanto na identifica o de bact rias M todos de colora o tamb m s o utilizados para classifica o e identifica o com base na morfologia das bact rias e em sua afinidade com certos corantes O teste mais conhecido colora o de Gram divide as bact rias em dois grande grupos organismos Gram positivos os quais possuem uma espessa camada cuja constitui o confere maior resist ncia a danos mec nicos desinfetantes
427. mente n o indica o potencial t xico de uma mistura complexa aos organismos aqu ticos Assim a aus ncia ou a presen a de toxicidade nos despejos tratados avaliada pelo uso de organismos vivos O trabalho de pesquisa da UFSC foi realizado com efluentes desinfetados com di xido de cloro de lagoas de estabiliza o operadas pela CASAN em Balne rio Cambori Testes ecotoxicol gicos foram determinados pelos bioensaios de toxicidade aguda com LUMIS tox test em que se usam bact rias luminescentes Vibrio fischeri e Daphnia magna microcrust ceo de gua doce veja a Tabela 4 13 150 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 4 13 Resultados dos testes de toxicidade no efluente da desinfec o com di xido de cloro Q S S S S z S a q g q Ss q 5 q a as q z q N S D E PIOPII PIO PII PIOPII P12 PIO P11 P12 P10 PIIPI2ZPIOPIIPI2ZPIOPI PIZPIIPIZ FDp 4 44 deja 1 1f16 16 16 s 4l4l2 i l l 2 FD 32 16 1 1 8 4 2 2 gt 16 2 16 16 8 I6 I6 8 1 2 8 4 Nota P10 ponto logo ap s a desinfec o P11 ponto intermedi rio P12 ponto antes de chegar ao corpo receptor FD fator de dilui o V brio fischeri FD fator de dilui o Daphnia magna Fonte Ribeiro amp Lapolli 2003 Os testes detectaram n veis de toxicidade que podem causar impactos negativos a certos organismos habitantes
428. mento Casa dos reatores de di xido de cloro Gerenciador de di xido de cloro Rot metro Aplica o de di xido de cloro Retorno Coleta de amostra do tanque de contato gua da rede Sanepar Sensor de residual de di xido de cloro Reservat rio de gua Tq cido clor drico Tq clorito de s dio Figura 4 10 Fluxograma do processo de produ o de di xido de cloro in loco ETE Cambu Campo Largo PR Fonte J rgemsen 1999 Os equipamentos de dosagem e mistura tanques de mistura e c maras de contato dos agentes desclorantes s o semelhantes aos da desinfec o com cloro e seus compostos sejam gasosos l quidos ou s lidos Misturadores indutores difusores nas tubula es ressaltos hidr ulicos e c maras de contato comumente s o empregados Para boa mistura essencial um n mero de Reynolds m nimo de 1 9 x 104 para canaliza es e entre 4 5 e 9 0 para canais abertos Metcalf amp Eddy 2003 Cap 4 Clora oe Desclora o 137 Controle da dosagem O controle da dosagem da solu o de hipoclorito pode se dar com a regulagem manual de bombas dosadoras e com a interven o do operador Modernamente pode se contar com o aux lio de sistemas de controle por microprocessador sistema gerenciador Quando o sistema est trabalhando de forma autom tica proporcional vaz o exigida a instala o de um medidor de vaz o que informa ao microprocessado
429. mento incluindo taludes vias etc em torno de 25 superior rea l quida determinada Portanto a rea total requerida estimada como 1 25 x 22 172 m 27 715 m 2 8 ha 2 8 m hab 330 Desinfec o de Efluentes Sanit rios c Concentra o de coliformes no efluente final C lculo segundo o modelo de fluxo disperso N mero de dispers o segundo Equa o 7 3 para L B 4 d 1 L B 1 4 0 0 25 O valor do coeficiente de decaimento bacteriano dado por Equa o 7 6 X disperso 0 542 H 1 25 0 542 x 0 80 125 0 72 d 20 C Para T 23 C o valor de K T K20 qT 2 0 72 x 1 0703 20 0 88 d A concentra o de coliformes efluentes da 1 lagoa da s rie a vI 4K t d 1 4 x 0 88 x 30 x 0 25 1 91 4ae 2d a e ae N N 4x1 91e 07 Fo 6 5 N 2 0x10 Lo SEE E T91 oA 2 96 x 10 CF 100 ml A efici ncia de remo o na 1 lagoa da s rie 6 5 pede ast z 22 L 0 x o Considerando se que as quatro lagoas t m as mesmas dimens es pode se calcular a efici ncia da s rie de n 4 lagoas En 1 1 E 1 1 0 852 0 9995 99 95 A concentra o de coliformes no efluente final N No 1 E 2 0x 10 1 0 9995 960 9 6 x 10 CF 100 ml Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 331 A efici ncia de remo o global reator UASB lagoas E Pao 2 N N x 100 b9 x 10 9 6 x 10 E o N LO x 10 0 9999 99 99 As
430. mento das bases do cilindro feito mediante calotas convexas que formam uma reentr ncia utilizada para abrigar as v lvulas de seguran a e de sa da do cloro O armazenamento de cilindros de cloro deve ser feito em local ao abrigo do calor ou da incid ncia de raios solares que poder o aquecer os cilindros acima do limite permitido por suas v lvulas de seguran a Por essa raz o se eventualmente tiverem de ficar armazenados em reas externas necess rio prover uma cobertura ainda que leve a fim de evitar que fiquem submetidos aos raios diretos do sol Conv m armazenar os cilindros em rea seca reduzindo o ataque a suas paredes pela umidade presente Caso a rea seja mida ocorrendo escape de pequenas quantidades de cloro ser formado cido clor drico que poder atacar violentamente as paredes do cilindro O armazenamento n o pode ser feito pr ximo a metais finamente divididos am nia ou a qualquer material combust vel a fim de afastar nesse caso o perigo de inc ndio A rea de armazenamento deve ser ventilada e n o dar sa da direta para escadas descendentes ou po os de elevadores O armazenamento deve ser efetuado de modo a manter um espa o razo vel entre cada cilindro para facilitar a pesquisa de eventuais fugas de cloro e os trabalhos de emerg ncia em cilindro defeituoso Os cilindros de toneladas s o armazenados horizontalmente formando uma nica camada S o colocados sobre duas vigas afast
431. mento em lago ou represa c d y v v y v Rn a a utilizado para z 2 y Lan amento em corpo d gua utilizado y x S x 7 para irriga o a b Lan amento em manancial utilizado para balneabilidade a e Re so direto Irriga o restrita g v V V v v Irriga o irrestrita h v v v Cria o de peixes i y y v Uso industrial a Depende da raz o de dilui o rio esgoto b Consultar Resolu o Conama 20 86 e legisla es estaduais pertinentes c Analisar possibilidade de cianobact rias cianotoxinas d Analisar possibilidade de eutrofiza o e Consultar Resolu o Conama 274 2000 e legisla es estaduais pertinentes f Aceit vel caso a gua n o seja incorporada ao produto a viabilidade deve ser analisada caso a caso pois a cada uso corresponder uma exig ncia de qualidade de efluente principalmente em rela o aos par metros f sico qu micos Recomenda es da OMS g lt 1 ovo de helmintos L discute se a ado o de um padr o bacteriol gico lt 10 CF 100 ml h lt 1 ovo de helmintos L e lt 10 CF 100 ml i lt 10 CF 100 ml no afluente ao tanque de piscicultura e aus ncia de ovos de helmintos tremat ides para a cria o de peixes outro fator limitante a am nia t xica para a maioria das esp cies em concentra es de 0 6 2 0 mg L Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 289 As informa es de rem
432. mes fecais iguais ou inferiores a 10 NMP 100 ml s o as lagoas de matura o a infiltra o no solo e aqueles que possuem uma etapa espec fica para desinfec o Al m desses processos envolvendo lagoas de estabiliza o n o mecanizadas e filtra o f sica infiltra o no solo e biofiltros aerados submersos tamb m podem alcan ar baixas densidades de ovos de helmintos no efluente Tabela 1 3 Capacidade de diversas tecnologias de tratamento de guas residu rias em atingir consistentemente os n veis indicados de qualidade do efluente em termos de coliformes fecais termotolerantes e ovos de helmintos Sistema Coliformes fecais NMP 100 ml Ovos de helmintos 1 x 106 1 x 105 1x 10 1x 10 lt l ovo L Lagoa facultativa Lagoa anaer bia lagoa facultativa Lagoa aerada facultativa Lagoa aerada mistura completa lagoa de sedimenta o Lagoa lagoa de matura o Lagoa lagoa de alta taxa Lagoa remo o de algas Infiltra o lenta Infiltra o r pida VN ass a Escoamento superficial ASS NNE Terras midas constru das wetlands Tanque s ptico filtro anaer bio uh o ASS a Tanque s ptico infiltra o UASB UASB lodos ativados UASB biofiltro aerado submerso UASB filtro anaer bio UASB filtro biol gico de alta carga UASB lagoas de matura o
433. microrganismos e nutrientes em solos tratados com guas residu rias incluem o movimento descendente com a infiltra o da gua o movimento da gua corrente na superf cie e o transporte de sedimentos e part culas Dentre os fatores controladores desses mecanismos encontram se a filtra o a capacidade de reten o microbiana por parte do solo a parte aqu tica do solo e seu fluxo e a intensidade da correnteza pluvial Campos et al 1999 Aspectos te ricos fundamentais Organismos do solo conveniente considerar os organismos do solo em termos de classes de dimens o uma vez que as rela es dimens o metabolismo determinar o a amostragem e outros m todos de estudo Odum 1988 Reconhecem se assim tr s grupos de organismos do solo a mesobiota a macrobiota e a microbiota Lepsch 1980 A mesobiota e a macrobiota A mesobiota inclui os nemat ides pequenos vermes oligoquetas as larvas de insetos os caros e os col mbolos sendo estes ltimos os organismos mais abundantes Embora a mesobiota seja constitu da principalmente por decompositores de detritos e fagocitadores de bact rias uma parte especialmente os caros e os insetos predadora Brady 1979 Primavesi 1982 A macrobiota inclui as ra zes das plantas os insetos maiores as minhocas e outros organismos Com grande frequ ncia as ra zes das plantas constituem os maiores componentes da biomassa do solo embora contribuam menos para a respira o do
434. microrganismos podem s vezes reparar e reverter os efeitos destrutivos do UV por meio de mecanismo de reativa o conhecido como fotorreativa o ou em aus ncia de luz conhecido como recupera o no escuro Necessidade de programa preventivo para controle da forma o de biofilmes nos tubos reator de contato Turbidez T e s lidos suspensos totais SST no esgoto podem prejudicar a efici ncia de inativa o A desinfec o UV n o tem custo competitivo com a clora o mas os custos s o competitivos quando comparados com clora o desclora o Fonte Adaptado de Usepa 1999 Aspectos te ricos sobre a desinfec o por radia o UV Espectro eletromagn tico energia e radia o UV A luz pode ser caracterizada como parte do espectro de ondas eletromagn ticas que cobre grande faixa de comprimentos de ondas desde ondas de r dio comprimento de onda gt 1 m at raios X lt 10 m Figura 6 1 As radia es eletromagn ticas com comprimentos de onda curtos como a luz ultravioleta assumem comportamento corpuscular f tons governado pela f sica qu ntica Chang 1977 A quantidade de energia que os f tons concentram inversamente proporcional ao comprimento de onda da luz de acordo com a Equa o 6 1 E h C A A 6 1 212 Desinfec o de Efluentes Sanit rios lt 4 Acr scimo de energia Acr scimo de comp de onda gt 0 0001 nm 0 01 nm 10 nm 1000 nm 0
435. morte de 50 da popula o exposta Toxicidade subaguda por defini o a toxicidade subaguda a manifesta o de um efeito resultante de administra es repetidas de uma subst ncia durante um per odo de 14 dias a 3 meses Sua determina o deve ser realizada ap s obter resultados de toxicidade aguda Ela fornece informa es sobre os efeitos t xicos potenciais ap s exposi es repetidas durante um per odo limitado informa es sobre os rg os alvo evid ncia de efeitos revers veis e irrevers veis exist ncia ou n o de fen menos cumulativos e efeitos retardados al m de uma base de dados para escolha das doses concentra es para o estudo de longo termo Os testes de toxicidade subaguda s o realizados pela administra o cotidiana da subst ncia a ser testada em diferentes doses concentra es a diversos grupos de reativos biol gicos raz o de um valor de dose por grupo durante um per odo de 14 28 ou 90 dias segundo os objetivos do ensaio Durante o per odo de administra o os indiv duos s o observados de maneira a registrar todas manifesta es eventuais de toxicidade observa es minuciosas do comportamento medidas de valores quantific veis como crescimento consumo de alimento e exames hematol gicos bioqu micos ou funcionais adaptados Os animais mortos durante o estudo e os sobreviventes sacrificados ao fim do ensaio s o todos autopsiados Os rg os s o retirados e analisados utilizand
436. n o das condi es aer bias N o se deve permitir a forma o de vegeta o sobre a superf cie do filtro Caso ela se forme dever ser retirada imediatamente Dever o ser previstas duas unidades de filtro cada uma com capacidade plena de opera o Caso seja observado excessivo retardamento na velocidade de filtra o do esgoto dever ser feita substitui o de um filtro por outro Vala de infiltra o a Descri o e usos Valas de infiltra o podem ser utilizadas para infiltrar no solo efluentes de sistemas de tratamento de esgotos e consistem basicamente de condutos n o estanques usualmente tubos perfurados envolvidos com pedras britadas e alinhados no interior de valas recobertas com baixa declividade O conduto distribui o efluente ao longo da vala propiciando sua infiltra o subsuperficial Figura 8 16 S o aplicadas com vantagens quando a camada superficial do solo tem maior capacidade de infiltra o que as camadas inferiores ou quando o aqu fero se encontra em pequena profundidade propiciando maior prote o sanit ria entre outras situa es em que a infiltra o subsuperficial mais conveniente No Brasil o uso de valas de infiltra o para disposi o de efluentes de sistemas de tratamento de esgotos no solo vem sendo orientado por normas da Associa o Brasileira de Normas T cnicas ABNT desde 1963 sendo sua aplica o mais usual o destino de efluentes de tanques s pticos Cap 8
437. na 39 contato com corpos receptores recrea o pesca atividades dom sticas etc e a transmiss o entre pessoas mecanismo m o boca f mites e alimentos tamb m t m import ncia epidemiol gica Adicionalmente outros modos de transmiss o tamb m s o poss veis citando se a transmiss o pelas vias respirat rias oro nasal Os v rus s o os organismos patog nicos de estrutura mais simples e de menores dimens es em ordem de grandeza de nan metro nm Via de regra apresentam sobreviv ncia similar ou um pouco superior das bact rias no meio ambiente em torno de duas semanas ou mais na gua e algo superior em esgotos devido adsor o a part culas em suspens o s o mais resistentes aos processos de tratamento por m tamb m s o inativados com relativa facilidade em processos de tratamento de gua e guas residu rias que incluam mecanismos ou dispositivos de desinfec o Em geral s o excretados em elevadas densidades 10 10 2 g fezes as doses infectantes s o baixas e a infec o em geral pode conferir imunidade Os v rus podem ser encontrados em diferentes ambientes aqu ticos como guas de superf cie subterr neas e marinhas Embora v rios m todos de detec o dos v rus ent ricos em amostras ambientais tenham sido desenvolvidos e aprimorados nos ltimos 20 anos ainda persistem diversas dificuldades anal ticas Uma das principais reside no fato de os v rus ent ricos serem de dif cil pro
438. nado foi o O l biotipo El Tor Esse biotipo enterotoxig nico n o invasivo provocando diarr ia aguda perda s bita de l quido e eletr litos Caracteriza se por apresentar dose infectante elevada DI 10 bem como pode ser letal principalmente Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 37 entre crian as Cepas do sorogrupo n o O 1 por sua vez s o enteroinvasivas e causam al m de diarr ia febre e hemorragias Algumas das caracter sticas da c lera s o as epidemias por vezes devastadoras e sua capacidade de recrudescimento doen a reemergente desde os tempos de sua primeira investiga o epidemiol gica por John Snow na Inglaterra ainda em 1854 Os modos de transmiss o da c lera incluem a contamina o de gua de consumo e alimentos sendo os mais frequentes e respons veis por epidemias e a transmiss o entre pessoas caracter stica de ambientes intradomiciliar e intra institucional escolas creches etc O car ter reemergente da c lera encontra se associado dentre outros fatores precariedade de condi es sanit rias incluindo o destino final dos esgotos sanit rios Em termos ambientais o V cholerae apresenta caracter sticas de resist ncia e sobreviv ncia similares maioria da bact rias patog nicas ou seja limitadas s o suscet veis a o de desinfetantes e aos efeitos adversos do meio ambiente Destaca se o fato de poder sobreviver e ser disseminado pelo
439. nar um sistema de lagoas de polimento do tipo matura o para o efluente de um reator UASB dadas as seguintes caracter sticas Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 329 Popula o 10 000 hab Vaz o afluente 1 478 m d Temperatura m dia do l quido no m s mais frio T 23 C l quido Coliformes fecais termotolerantes no esgoto bruto N 1 x 107 CF 100 ml Concentra o de ovos de helmintos no esgoto bruto 200 ovos L assumido Solu o Remo o de coliformes 1 Reator UASB Com base na se o Remo o de E coli ao longo dos sistemas de tratamento pode se adotar uma efici ncia de remo o de coliformes no reator UASB de 80 Desta forma a concentra o efluente do reator UASB afluente s lagoas de polimento N N x 1 E 100 1 x 107 x 1 80 100 2 x 10 CF 100 ml 2 Lagoas de polimento tipo matura o quatro lagoas em s rie a Volume das lagoas Adotar um tempo de deten o total igual a 12 dias 3 dias em cada lagoa Volume de cada lagoa V t Q 3 0 d x 1 478m d 4 434 m b Dimens es das lagoas Profundidade til fundo ao NA H 0 80 m adotado rea superficial de cada lagoa A V H 4 434 m 0 80 m 5 543 m rea superficial total 5 543 m x 4 22 172 m Dimens es adotar lagoas retangulares rela o L B 4 0 N mero de lagoas 4 Comprimento 148 80 m Largura 37 20 m Profundidade til 0 80 m A rea total requerida pelas lagoas de poli
440. nda ordem K mestonis 7 2 x 104 min NMP 100 ml para coliformes totais e K imestecas Z 357 x 10 min NMP 100 ml para coliformes fecais As Figuras 9 1 a 9 4 apresentam resultados da desinfec o de efluentes tratados biologicamente por duas dosagens de ferrato VI de s dio Na Figura 9 1 verifica se Cap 9 Outros Processos de Desinfec o 393 a efici ncia daquele produto desinfetante na redu o da contagem final de coliformes fecais do efluente de um sistema de lodos ativados aera o estendida em esta o piloto 20 L min com tempos m dios de deten o hidr ulica de 30 minutos medida que o tempo de tratamento avan a e o processo se estabiliza pode se obter at 5 unidades log de redu o da densidade daquele indicador sanit rio 0 0 1 04 2 0 3 0 4 4 0 4 Col fecais log N N 5 0 4 6 0 0 0 75 1 1 1 3 20 Tempo de teste h E 8 mg L 15 mg L Figura 9 1 Desinfec o de efluentes tratados de lodos ativados por ferrato VI de s dio ETE SAPUCAIA CORSAN 0 0 2 1 04 e 8 2 04 2 3 0 4 i E E E El 5 0 r 0 0 75 1 1 1 3 20 Tempo de teste h m8 mg L 15 mg L Figura 9 2 Desinfec o de efluentes tratados por ferrato VI de s dio Lagoa facultativa ETE SERRARIA DMAE P Alegre 394 Desinfec o de Efluentes Sanit rios 2 1 0 4 Z
441. ndo inflama o necrose febre e disenteria H ainda aquelas Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 33 classificadas como enteropatog nicas EPEC dentre as quais podem estar inclu das algumas ETEC ou EIEC e outras n o por m com mecanismo patog nico menos conhecido Causam tamb m gastroenterite infantil e infec es em adultos De toda maneira reconhece se que todas as cepas patog nicas ETEC EHEC EIEC e EPEC s o capazes de aderir e ou colonizar c lulas epiteliais do intestino delgado As evid ncias dispon veis sugerem que as cepas patog nicas s o esp cie espec ficas de humanos e animais inclusive dentre estes As doses infectantes DI para humanos s o bastante vari veis 102 101 organismos Nos animais al m de doen as ent ricas a E coli bem como v rias outras bact rias da fam lia Enterobacteriaceae e do grupo coliforme Klebsiella Citrobacter Edwardsiella Enterobcater Proteus e Serratia podem apresentar se como patog nicos oportunistas causando mastites e infec es do trato urin rio Dentre as doen as oportunistas humanas associadas E coli incluem se infec es do trato urin rio e rins As doen as ent ricas causadas por cepas patog nicas de E coli s o de reconhecida import ncia epidemiol gica Comprovadamente E coli respons vel por boa parte das estat sticas de morbidade e mortalidade infantil por doen as diarr icas agudas em pa ses em des
442. ndocitose fus o do envelope viral com a membrana celular ou passagem direta atrav s da membrana c desnudamento ou descapsida o a separa o f sica do genoma viral com libera o do material gen tico no interior da c lula d fase de s ntese essa fase pode envolver dois per odos per odo precoce e per odo tardio e per odo precoce ocorre a inibi o da s ntese de prote nas DNA e RNA na c lula hospedeira e inicia se a s ntese de enzimas virais envolvidas na s ntese de DNA e RNA virais e per odo tardio ocorre a s ntese de prote nas estruturais e enzimas e prote nas n o estruturais s ntese do genoma viral e in cio da morfog nese do v rus e libera o os v rus s o liberados por brotamento ou por lise da c lula infectada Dentre os diversos v rus existentes aqueles que guardam rela o com os esgotos sanit rios s o conhecidos como v rus ent ricos Nesse grupo est o inclu dos mais de 100 v rus pertencentes a diferentes fam lias que t m por caracter stica comum o fato de se multiplicarem no trato gastrointestinal do ser humano e poderem ser eliminadas pelas fezes Os v rus ent ricos podem causar v rios tipos de doen as n o necessariamente restritas ao aparelho digestivo A maioria tem dentre as principais formas de transmiss o a gua de consumo humano entretanto o consumo de alimentos contaminados o Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Huma
443. neloses e a associa o com os esgotos sanit rios s o epidemiologicamente relevantes bem como n tidos s o seu car ter zoon tico e sua import ncia veterin ria Tais afirmativas s o facilmente ilustradas em informa es sobre densidades excretadas durante a fase aguda da doen a um indiv duo infectado pode excretar at 10 9 organismos g de fezes densidades encontradas em esgotos sanit rios Tabela 2 1 isolamento frequente em guas superficiais Bastos amp Perin 1985 isolaram salmonelas em 57 43 e 28 de amostras coletadas durante um ano em tr s cursos d gua utilizados para irriga o de hortali as em Vi osa MG e doses infectantes DI elevadas para humanos e animais usualmente acima de 10 organismos Tabela 2 1 Densidades usuais de organismos patog nicos e indicadores de contamina o em esgotos sanit rios Microrganismo Densidade Escherichia coli 10 108 100 ml Salmonellae spp 102 10 100 ml Cistos de Giardia sp 102 10YL2 Oocistos de Cryptosporidium spp 1010718 Ovos de helmintos 10 10 L V rus 10 10 L 1 Informa es respaldadas em ampla literatura 2 Informa es compiladas por Bastos et al 2001 referentes a diversos estudos em diferentes pa ses ex Brasil Canad EUA Fran a Qu nia acrescidas de Bastos et al 1998 Peru 3 Idem acrescidas de Heller et al 2002 Brasil 4 Informa es baseadas em diversos estudos em d
444. nfec o de Efluentes Sanit rios esses grupos s o respons veis por grande parte das infec es respirat rias e da conjuntiva em seres humanos Alguns sorotipos apresentam potencial oncog nico Os sorotipos 40 e 41 pertencentes ao grupo E s o os adenov rus ent ricos conhecidos tamb m como adenov rus fastidiosos pois se multiplicam com grande dificuldade em culturas de c lulas Esses sorotipos s o considerados importantes agentes de gastroenterites em crian as principalmente menores de 4 anos al m de estarem associados a surtos de gastroenterites em ber rios e hospitais Os adenov rus ent ricos s o respons veis por 5 a 20 das interna es de crian as com diarr ia em pa ses desenvolvidos O per odo de incuba o varia de 3 a 10 dias sendo o maior dentre todos os v rus ent ricos A doen a cl nica semelhante s rotaviroses por m esses ltimos t m maior incid ncia que os adenov rus ent ricos O mecanismo de transmiss o dos adenov rus ent ricos do tipo fecal oral entre pessoas sendo eliminados em grande quantidade nas fezes de indiv duos infectados Os adenov rus podem infectar uma grande variedade de animais por m n o s o considerados v rus com potencial zoon tico e Fam lia Astroviridae Os astrov rus s o v rus com di metro de 28 30 nm n o envelopados envolvidos por caps deo icosa drico e possuem RNA de fita simples microscopia eletr nica podem ser vistos com uma
445. nientes de esta es de tratamentos de esgotos localizadas na grande Florian polis Nesses ensaios avaliou se a efici ncia de remo o de E coli e coliformes totais Para o efluente de lodo ativado pesquisou se a fotorreativa o Avaliou se ainda a efici ncia de desinfec o pela radia o ultravioleta em rela o aos ovos de helmintos Ascaris lumbricoides e Trichuris trichiura e protozo rios em formas incistadas Cryptosporidium sp e Giardia sp Ensaios em cont nuo foram realizados para o efluente do sistema de lodo ativado A qualidade dos efluentes tratados interferiu na efic cia da desinfec o pela luz ultravioleta De modo geral foram obtidas menores efici ncias de inativa o bacteriana para amostras de efluentes com valores maiores de cor turbidez e s lidos em suspens o Estes realizados no colimador com o efluente de lodos ativados apresentaram excelentes resultados na inativa o de microrganismos Para dosagens m dias de 25 mJ cm ou mais a inativa o de E coli ultrapassou a 4 casas logar tmicas resultando em efici ncia de 99 999 Embora a literatura recomende a desinfec o ultravioleta para efluentes com s lidos em suspens o inferiores a 30 mg L Usepa 1999 os resultados obtidos mostram que essa afirma o pode ser revista Observou se que n o somente a concentra o mas tamb m o di metro das part culas influencia a efici ncia da desinfec o pois os s lidos podem proteger os micro
446. nio 76 6674 74 5503 69 4892 88 2646 68 2290 anaer bio Vala 0 25 m 99 9856 99 9512 99 5714 99 9778 99 8621 Vala 0 50 m 99 9955 99 9433 99 9887 99 9842 99 9693 Vala 0 75 m 99 9789 99 9448 99 9925 99 9723 99 9856 Quando se comparam os resultados de remo o de coliformes totais desta pesquisa com os resultados encontrados na literatura verifica se que com taxas maiores ou seja at 100 L m2 dia pode se chegar efici ncia de 99 5 estes valores para valas de filtra o tratando efluente de tanque s ptico com altura da camada de areia filtrante igual a 0 75 m Segundo Kristiansen 1981 h redu o de 10 para 102 coliformes totais em valas de filtra o tratando efluente de tanque s ptico com camada de areia filtrante igual a 0 70 m Cap 8 Disposi o no Solo 367 Quando comparado com os valores relatados pela EPA 1999 em que foram estudados 30 sistemas de valas de filtra o os quais receberam efluentes de tanques s pticos e mostraram remo o de 99 de coliformes totais redu o de 6 82 x 10 para 7 30 x 102 sem recircula o nota se que as valas desta pesquisa foram mais eficientes al m de haver redu o na ordem de 107 para 10 coliformes totais Valores pr ximos e na maioria das vezes superiores a 99 57 de remo o de coliformes totais foram obtidos nas valas desta pesquisa nas taxas estudadas Necessita se portanto de estudos com taxas maiores e maior tempo de opera o a fim de saber se e
447. nitivo seres humanos ingest o de caranguejos ou camar es crus com as formas infectantes reprodu o sexuada pulm o excre o de ovos secre es pulmonares fezes Resumo das caracter sticas ambientais e epidemiol gicas dos organismos patog nicos associados aos esgotos sanit rios Agrupar os agentes etiol gicos destacando suas principais caracter sticas ambientais e epidemiol gicas facilita a identifica o das principais medidas de preven o ou controle das infec es correspondentes Tabela 2 3 Tabela 2 3 Principais caracter sticas ambientais e epidemiol gicas dos agentes etiol gicos e das doen as relacionadas a excretas e esgotos sanit rios Agente etiol gico Carga excretada a Dose infectante 2 Imunidade conferida pela infec o Sobreviv no solo gua 3 E Lat ncia est gio desenvolv no solo e na gua Reservat rio animal hospedeiro intermedi rio Inativa o por desinfec o 4 Remo o filtra o sedim 5 Principais modos de transmiss o BACT RIAS Elevada Irrelevante m dia Reduzida moderada N o 5 Campylobacter jejuni Elevada Sim zoonose Fecal oral Ve culos alimentos e gua contaminados com esgotos Alimentos de origem animal Escherichia coli Moderada elevada Sim Fecal oral Ve culos alimentos e gua contaminados com esgoto
448. no caso de rea o de primeira ordem tem dimens o T do volume do reator V e da vaz o Q Fazendo se V Q t tempo de deten o hidr ulica pode se escrever C kC t 3 11 Essa equa o permite determinar o tempo de deten o necess rio para a ocorr ncia de certa efici ncia para determinada constante de velocidade da rea o tamb m para rea o de primeira ordem e regime estabilizado Caso se tenha outra ordem de rea o basta substituir adequadamente o termo relativo a ela No caso de uma rea o de segunda ordem por exemplo tem se amp C t k x C o termo relativo rea o torna se V k C e a dimens o de k L M 1 Balan o de massa no regime n o estabilizado Em situa es de partida ou desequil brio ocorre ac mulo de massa de determinado reagente no sistema e nesse caso um termo referente a esse fato deve ser acrescido na proposi o geral para an lise do balan o de massa e portanto v QC QC V kC V QC QC vkc Cap 3 Cin tica e Hidr ulica dos Processos de Desinfec o 101 o ot 1 VC QC VKC QC V C HKC QC QC crrc Lc Le Yy 240 EE C BC Rc Fator de integra o e e C BC e Re V Prova Ce C e Be C e C C Ce A Integrando se Ce O Co qm k vB Dividindo se por e 102 Desinfec o de Efluentes Sanit rios OG vB C ke Condi es de contorno t 0 gt C C vB
449. no de alta densidade com 0 10 m de di metro superpostos com dist ncia vertical entre os tubos de 0 60 m e altura de leito filtrante de areia com 0 50 m de espessura A vala apresenta largura de fundo de 0 50 m e declividade longitudinal entre 1 300 e 1 500 Foi baseada nas normas ABNT 7992 1993 e 13969 1997 com modifica es A vala de filtra o recebeu o efluente dos filtros anaer bios o qual foi aplicado no tubo perfurado superior e percolando por meio de um leito composto de camadas de pedra brita 2 e areia grossa at atingir o tubo inferior o qual coleta e encaminha o l quido para sa da e descarte Foram aplicadas taxas hidr ulicas de 20 25 30 35 40 60 80 e 100 L m dia de forma cont nua 24 horas por dia O efluente dos sistemas anteriormente citados entrou em contato com a pastilha de cloro na c mara de contato Em seguida o efluente foi conduzido para a segunda caixa denominada c mara de rea o na qual o efluente percorre internamente a caixa em forma de chicanas formadas por placas de altera o de dire o e altura de fluxo com tempo de deten o hidr ulica de 30 minutos Foram investigados neste sistema as seguintes quest es concentra es de cloro residual tipo de pastilha que apresentaram melhor desinfec o dos efluentes concentra es residuais de cloro e cloraminas a partir da metodologia contida no 156 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Standard Methods 4500 Cl G M todo C
450. nol fenato entre os principais Sais de bromo iodo e prata s o menos t xicos vida aqu tica mas n o t m sido empregados em larga escala no tratamento de efluentes pela dificuldade de manejo e por seu elevado custo Peroxone hospitalar fenol fenato e gluturalde do t m sido empregados principalmente em hospitais cl nicas de sa de cl nicas veterin rias etc para desinfec o de equipamentos e controle da infec o hospitalar Cloroaminas t m sido empregadas para desinfec o de efluentes pois n o formam trihalometanos 390 Desinfec o de Efluentes Sanit rios A despeito de seu custo algumas ETEs americanas t m nas utilizado para proteger ecossistemas aqu ticos estressados No entanto casos t m sido publicados de interfer ncia de guas contendo residuais de cloraminas com m quinas e pacientes de hemodi lise Permanganato de pot ssio tem sido empregado principalmente para controle de odor em ETEs em alta concentra o poderia atingir altas efici ncias de inativa o de indicadores sanit rios bacterianos apesar do custo As misturas oxidantes de hipoclorito e hidrog nio processo MOGGOD t m sido empregadas em ETAs sem publica es a respeito do uso em ETEs A vantagem desse processo seria a gera o in loco e custos compar veis hipoclora o Tamb m necessitaria no entanto de declora o Pesquisas com o cido perac tico t m mostrado alta efici ncia desinfetante de efluentes Para aumentar a
451. nsidera o Clora o Clora o Oz nio UV Lagoas d Tratamento desclora o estabiliza o no solo Freita Bom Bom Bom Bom Bom Bom bactericida Efeito virucida Ruim Ruim Bom Bom Bom Desconhecido preito ia Regular Regular Regular Pouco Bom Bom protozo rios Efeito sobre helminto Regular Regular Regular Pouco Bom Bom Tabela 1 12 Tempo de deten o hidr ulica outras rea es e impactos na qualidade do efluente tratado Considera o Clora o Clora o Oz nio UV Lagoas E Tratamento desclora o estabiliza o no solo Tempo E Longo Longo Moderado Curto Muito longo Longo deten o Inerementode N o N o Sim N o Sim Sim OD Rea o com Sim 3 a Sim Sim N o Moderada Sim am nia pH alto cone de Moderada Moderada Sim N o Moderada Moderada S lidos N N o Provavelmente Provavelmente E Aumenta Aumenta N o atua do da a aa dissolvidos atua diminui diminui S lidos Diminui Diminui Diminui DER Vari vel Diminui suspensos atua Dep nidente Sim Sim Pouco N o Sim Sim do pH 24 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 1 13 Aspectos referentes ao impacto na sa de dos trabalhadores nas estruturas e no meio ambiente Considera o Clora o Clora o Oz nio UV Lagoas G Tratamento desclora o estabiliza o no solo Durabilidade Longa Nenhuma Nenhuma z Ei Sem residual Sem residual do resid
452. nterov rus e parvov rus e as diarr ias rotav rus e adenov rus Protozo rios Os protozo rios patog nicos aos seres humanos associados aos esgotos sanit rios mais comuns e reconhecidos h mais tempo s o Entamoeba histolytica Giardia lamblia e Balantidium coli Mais recentemente grande destaque tem sido dado ao Cryptosporidium anteriormente reconhecido apenas como um pat geno animal Os protozo rios s o organismos unicelulares eucariotas quimio heterotr ficos e pertencem ao reino protista O ciclo de vida dos protozo rios 4 Desinfec o de Efluentes Sanit rios relacionados aos esgotos sanit rios composto basicamente por duas fases um est gio de alimenta o e reprodu o no trato intestinal do hospedeiro e um est gio de resist ncia ou inativo em que ocorre forma o de uma c psula protetora cisto que permite sua sobreviv ncia at mesmo fora do hospedeiro Os cistos excretados por seres humanos ou animais podem infectar imediatamente um novo hospedeiro humano podendo um nico cisto desencadear um processo infeccioso Os cistos apresentam sobreviv ncia moderada no meio ambiente por m s o bem mais resistentes que bact rias e v rus a o dos desinfetantes usualmente empregados em processos de tratamento de gua e esgotos particularmente ao cloro Por outro lado apresentam tamanho 4 60 mm e densidades que favorecem a potencial remo o por sedimenta o e filtra o Helmintos Os
453. nton catalisadores e luz solar etc H uma s rie de marcas e patentes relativas a essas combina es oxidantes desinfetantes principalmente para oxida o de compostos org nicos em guas subterr neas A grande preocupa o no emprego de AOPs para desinfec o e inativa o de protozo rios seria a forma o do on bromato classificado como carcinog nico pela USEPA com limite de 10 ug L em gua pot vel Os processos oxidativos avan ados seriam a ltima barreira contra contaminantes qu micos e bact rias patog nicas Seu custo tem inviabilizado o emprego para tratamento de efluentes exceto em situa es espec ficas de oxida o de produtos qu micos org nicos perigosos em baixa 400 Desinfec o de Efluentes Sanit rios concentra o presen a de s lidos em suspens o org nicos e inorg nicos em teores maiores que 20 mg L inviabiliza por completo os processos oxidativos avan ados Certos xidos met licos t m sido empregados para gerar o radical oxidante OH mais rapidamente e com maior estabilidade em meio l quido A fotocat lise heterog nea com TiO envolve a combina o UV catalisador H O ou UV TiO Por enquanto o emprego da fotocat lise heterog nea para destrui o de compostos org nicos perigosos e para desinfec o est em est gio de pesquisa avan ada N o se tem not cia do emprego comercial da fotocat lise para desinfec o de efluentes biologicamente tratados Processo de
454. ntra o de coliformes por exemplo pr ximo entrada a taxa de remo o ser mais elevada neste ponto Tal o caso por exemplo dos reatores de fluxo em pist o predominantemente longitudinais a concentra o pr ximo entrada do reator diferente da concentra o na sa da e Reatores que se aproximam da mistura completa Reatores que atrav s de uma homogeneiza o em todo o tanque possibilitam imediata dispers o do constituinte fazendo com que sua concentra o seja logo igualada baixa concentra o efluente apresentam menor efici ncia na remo o de coliformes Este o caso dos reatores de mistura completa predominantemente quadrados a concentra o no reator pr ximo entrada igual concentra o na sa da Os reatores idealizados de mistura completa e fluxo em pist o caracterizam os limites te ricos dentro dos quais na pr tica todos os reatores reais se enquadram No tratamento de esgotos por lagoas de estabiliza o podem se destacar os modelos hidr ulicos descritos na Tabela 7 6 A efici ncia do sistema na remo o de coliformes modelados pela rea o de primeira ordem segue a ordem te rica apresentada abaixo lagoa de fluxo em pist o maior efici ncia s rie de lagoas de mistura completa Ai lagoa nica de mistura completa menor efici ncia O regime de fluxo disperso n o foi enquadrado no esquema acima por poder representar bem reatores que se aproximam tanto de fluxo em
455. nvestigados no PROSAB UFV o pa SA EB UASB L1 L2 L3 UFPE UASB L1 Legenda EB Esgoto bruto UASB Efluente do reator UASB L1 Efluente da lagoa 1 L2 Efluente da lagoa 2 L3 Efluente da lagoa 3 L4 Efluente da lagoa 4 T Max Min DI 75 25 Median T Max Min DI 75 25 Median Gr ficos box plot das concentra es de E coli ao longo dos sistemas de tratamento de Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 317 6 54 4 7 4 8 44 3 9 34 2 8 24 1 4 14 tab real UFPE UFV Itab piloto aArrudas Figura 7 12 Valores m dios das unidades logar tmicas totais removidas em cada um dos sistemas investigados Itabira real UASB 1 lagoa UFPE UASB 1 lagoa UFV UASB 3 lagoas em s rie Itabira piloto UASB 2 lagoas em s rie Arrudas UASB 4 lagoas em s rie c Determina o do coeficiente de remo o bacteriana K Tendo por base todas as lagoas de polimento listadas na Tabela 7 16 17 lagoas 37 dados cada um representando m dias de longo termo determinou se o coeficiente K para fluxo disperso a 20 C A metodologia de c lculo utilizada foi a descrita na se o A influ ncia do regime hidr ulico com a Equa o 7 3 para a determina o do n mero de dispers o d e as f rmulas da Tabela 7 9 para a estimativa da conc
456. o 85 97 Lavagem contra corrente Dura o s 10 180 Frequ ncia 1 min 1 30 1 180 Press o bar 0 35 3 Custos O custo global investimento e opera o de unidades de membranas tem apresentado tend ncia significativa de queda nos ltimos anos gra as redu o dos custos de aquisi o de novas membranas bem como pela menor press o requerida por membranas delgadas Custos unit rios apresentados por Adham et al 1996 Cap 9 Outros Processos de Desinfec o 407 indicam valores na ordem de US 0 13 m para unidades com capacidade maior que 19 000 m dia podendo atingir o valor de US 0 66 m para unidades com capacidade de 38 m dia adotando se taxa de juros de 7 aa e 20 anos de prazo de amortiza o dos investimentos A parcela principal do custo operacional corresponde ao consumo de energia el trica para pressuriza o das membranas situando se na faixa de 0 25 at 1 kWh por m de gua tratada Dittrich et al 1997 para configura o de filtra o direta e fluxo cruzado respectivamente Refer ncias bibliogr ficas ADHAM S S JACANGELO J G La n Characteristics and costs of MF and UF plants Jour Am Water Works Ass p 22 31 mai 1996 CONNELL G F The chlorination and cechlorination handbook Washington WEF 2002 DANIELS S L Mechanisms involved in sorption of microrganisms to solid surfaces In BITTON MARSHALL Eds Adsorption of microrganisms to surfaces Ne
457. o EN rao le sorg AT u PEENES Solu o Solu o 3 de cloro de cloro Difusor de cloro Injetor A Esquema de difusores em tubula es B Esquema de um canal com vertedor submerso para mistura Misturador mec nico fihi Afluente Fluxo e gt Ressalto hidr ulico SEE Ss EA Tanque de Pe Dec contato Difusor Difusor de cloro de cloro C Esquema de um canal com ressalto D Esquema de um tanque de mistura hidr ulico para mistura com agitador mec nico Figura 4 9 Exemplos de dispositivos de adi o e mistura de cloro Fonte Chernicharo et al 2001 adaptado de Usepa 1986 e Metcalf amp Eddy 1991 Formas de aplica o e dosagem O cloro para desinfec o pode ser utilizado nas formas l quida s lida ou gasosa A aplica o na forma s lida foi apresentada na se o Produ o do desinfetante A aplica o de solu o aquosa de hipoclorito pode se dar por meio de bombas dosadoras ou de hidroejetores A aplica o do g s cloro tipo direto recomendada para locais onde n o h gua sob press o para operar o injetor press o do g s proveniente do cilindro reduzida e o mesmo enviado ao ponto de aplica o sob press o ap s a quantidade de g s ser medida 136 Desinfec o de Efluentes Sanit rios O di xido de cloro geralmente aplicado por meio de solu o aquosa utilizando gua de arraste em vaz o que pode variar de 0 5 a 3 m h Figura 4 10 em fun o da capacidade do equipa
458. o necess rio que e oindicador seja mais resistente aos processos de tratamento que os pat genos e o mecanismo de remo o de ambos seja similar e o indicador esteja presente no afluente em densidades superiores s dos pat genos e as taxas de remo o decaimento de ambos sejam similares e a taxa de remo o decaimento dos pat genos seja superior do indicador No caso do tratamento de esgotos sanit rios diante da diversidade de alternativas tecnol gicas e a grande variabilidade em termos de efici ncia de remo o tamb m n o h um nico organismo que responda pela indica o da remo o do amplo espectro de pat genos poss veis de estarem presentes Principais organismos indicadores a Bact rias do grupo coliforme No desenvolvimento do conceito de organismos indicadores de contamina o por muito tempo prevaleceu o emprego da E coli isolada e inicialmente denominada Bacterium coli por Theodor Escherichi em 1855 Entretanto a busca por agilidade 76 Desinfec o de Efluentes Sanit rios e simplicidade deu lugar utiliza o disseminada dos coliformes e mais tarde dos coliformes fecais determinados pelo teste da termotoler ncia introduzidos por Eijkman em 1904 Hofstra amp Huisint t Veld 1988 As bact rias do grupo coliforme s o definidas como e Coliformes totais bact rias do grupo coliforme bacilos Gram negativos aer bios ou anaer bios facultativos n o formadores de espor
459. o o de coliformes aaa aurea as anagasnesrenten na cadeia deb Pesa snadaas 290 Compara o entre pat genos e indicadores ereea 290 A influ ncia do regime hidr ulico o ua a 291 O regime hidr ulico de fluxo disperso s s sssssesesesisisistsresisistsisrrsrersrsrersts 295 O regime hidr ulico idealizado de mistura completa 301 Resumo dos coeficientes de decaimento bacteriano K vi 304 Sum rio XIII Crit rios de projeto para a remo o de coliformes em lagoas de estabiliza o sucos lo pano aa eanit a re a iet i arraia ca Experi ncia do PROSAB na avalia o da remo o de coliformes em lagoas de polimento Reunir on oia aaa 6 o DD Da Remo o de ovos de helmintos am ta ananin as es eiriets Cena nad pa A Tra TA pa ARA Introdu o A ns anasend liso Passo end parar EEN Estimativa da concentra o de ovos efluentes iii Dados de remo o de ovos de helmintos obtidos no PROSAB Caracteriza o de ovos de helmintos no lodo de lagoas de estabiliza o nrus e a pa PS aaa aa Exemplo de dimensionamento as psisisasasaasadrraaran des assada aa doando dna O ETEN EAA EA O RG A o RA EA Refer ncias Dib NOE PCA Sora A Cap tulo 8 Disposi o no Solo asian sinsssredevss aos exsisao sangra bsta cosbcaa dicas Pitrod c o Ra RENNES RAS DR A SR SER Breve hiISt RICO neateina e e E e lada oia s aba ta a Aplica o de efluentes no solo usa aacasaisas do sdj pead gap Sa Geaa asas As
460. o o expressas em unidades logar tmicas devem ser complementadas com as densidades usuais correspondentes encontradas no esgoto bruto de forma a se ter id ia mais clara da qualidade esperada do efluente Tabela 7 4 Gerenciamento do lodo em lagoas de estabiliza o Lagoas Lagoas Lagos de k Lagoas Lagoas de Par metro de projeto 21 _ facultativas facultativas polimento anaer bias Rosas matura o prim rias secund rias a COME a O 0o 0 0 080 09 50 04005 m hab ano Intervalo de remo o sy gt 15 gt 90 gt 90 gt 90 anos Concentra o de s lidos E totais no lodo ST 21020A 1020 e i Od o o Rela o SV ST lt 50 lt 50 lt 50 Concentra es de coliformes no lodo 10210 10210 10210 10 104 10 104 CF gST Concentra o de ovos de helmintos no lodo 10 10 101 10 10 10 10 10 10 10 ovos gST Tratamento adicional requerido Secagem a Secagem a Secagem b Formas de disposi o final c c c E Observa o essencial a presen a de desarena o a No caso de lagoas de polimento deve se acrescentar ainda os valores correspondentes ao lodo retirado do reator UASB b Higieniza o usualmente adi o de cal no caso de disposi o para re so agr cola do lodo c Formas de disposi o final similares aos lodos dos demais sistemas de tratamento biol gico de es
461. o o total 320 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Estimativa da concentra o de ovos efluentes Tentativas de modelagem da remo o de ovos de helmintos em lagoas de estabiliza o s o relativamente recentes e mais escassas que o j produzido em rela o aos coliformes Sagar amp Pescod 1992 propuseram um modelo que leva em considera o as caracter sticas do organismo sediment vel e das lagoas Equa o 7 11 E 100 1 e 7 11 em que E t 0 tempo de deten o hidr ulica em cada lagoa da s rie d efici ncia de remo o de ovos de helmintos o coeficiente caracter stico da part cula sediment vel fun o da densidade di metro forma Opp 0 20 para ovos de helmintos B coeficiente caracter stico da lagoa fun o da temperatura e do fluxo Ayres et al 1992 analisando dados de remo o de ovos de helmintos em lagoas no Brasil K nia e ndia desenvolveram as Equa es 7 12 e 7 13 de estrutura similar ao modelo de Sagar amp Pescod mas dependentes exclusivamente do tempo de deten o e ditas como v lidas para lagoas anaer bias facultativas e de matura o As equa es devem ser aplicadas sequencialmente em cada lagoa da s rie de forma que o n mero de ovos no efluente final possa ser determinado Mara et al 1992 O modelo de Ayres et al 1992 aplicado a uma lagoa piloto chicaneada no Sudeste do Brasil apresentou bons resultados von Sperling et al
462. o ABES 2003 DI BERNARDO L Desinfec o In M todos e t cnicas de tratamento de gua Rio de Janeiro ABES 1993 p 402 498 EXPANSUL Di xido de cloro Dispon vel em lt http www expansul com br gt Acesso em 20 set 2001 168 Desinfec o de Efluentes Sanit rios HENDERSON R CARLSON K GREGORY D The impact of ferrous ion reduction of chlorite ion on drinking water process performance Water Research v 35 n 18 p 4464 73 2001 IBP Instituto Brasileiro de Petr leo Manual de cido clor drico Rio de Janeiro IBP 1978 128 p JORD O E P PESSOA C A Desinfec o In Tratamento de esgotos dom sticos Rio de Janeiro ABES 1995 p 631 64 JURGENSEN D ETE Cambu fluxograma do processo Curitiba Sanepar 1999 LANGLAIS B RECKHOW D A BRINK D R Ozone in water treatment application and engineering Michigan Lewis Publishers 1991 298 p MAC DO J A B Subprodutos do processo de desinfec o de gua pelos derivados clorados disinfection byproducts DBP Juiz de Fora Mac do 2001 67 p MANFRINL C Produtos qu micos dosagem e aplica o In T cnica de abastecimento e tratamento de gua S o Paulo Cetesb Ascetesb 1987 p 41 89 METCALF amp EDDY Wastewater engincering treatment disposal and reuse 3th ed 1991 METCALF amp EDDY Wastewater engincering treatment disposal and reuse 4th ed 2003 REIMERS R S HOLLAND J E Applications of applied
463. o DNA destacado do citoplasma n o apresentam n cleo individualizado Sin nimo procariontes e Patogenia mecanismo segundo o qual o agente etiol gico produz a doen a e Parasita parasitismo organismo cuja exist ncia se d a expensas de um hospedeiro vivo do qual obt m a fonte de carbono necess ria para sua nutri o H parasitas obrigat rios e facultativos os primeiros sobrevivem somente na forma parasit ria e os ltimos podem ter exist ncia independente e Patogenicidade caracter stica do agente infeccioso relacionada capacidade de produzir doen a A patogenicidade medida pela rela o entre o n mero de indiv duos que apresenta manifesta es cl nicas e o n mero de infectados Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 87 Portador o indiv duo infectado a pessoa ou o animal que alberga um agente infeccioso sem apresentar sinais ou sintomas cl nicos da doen a e constituindo fonte potencial de infec o O estado de portador pode ocorrer em um indiv duo durante o curso de uma infec o inaparente denominado portador s o assintom tico ou passivo ou durante o per odo de incuba o ou a fase de convalescen a de infec es que se manifestam clinicamente denominado portador em incuba o e portador convalescente respectivamente Em qualquer dos casos o estado de portador pode ser breve portador tempor rio ou transit rio ou prolongado portador cr ni
464. o OMS de lt 1 ovo L e As lagoas de polimento dimensionadas para a remo o de coliformes devem produzir efluentes finais que atendam s diretrizes da OMS para irriga o restrita e irrestrita em rela o ao quesito de ovos de helmintos Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 327 Caracteriza o de ovos de helmintos no lodo de lagoas de estabiliza o Pesquisas realizadas no mbito do PROSAB em uma lagoa piloto chicaneada no Sudeste Itabira MG do Brasil von Sperling et al 2002a 2002b apresentaram diversos dados de interesse em rela o aos ovos no lodo Os ovos sedimentados ficam incorporados ao lodo de fundo e tendem a permanecer vi veis por um longo per odo Figura 7 18 A Figura 7 19 apresenta o perfil longitudinal de ac mulo de ovos no lodo de fundo da lagoa mostrando a tend ncia de decr scimo ao longo do percurso pelos v rios compartimentos da lagoa chicaneada S o apresentados tamb m os valores da contagem de ovos por grama de s lidos totais unidade usualmente utilizada para a caracteriza o de lodos A Figura 7 20 mostra a distribui o das esp cies de ovos de helmintos no lodo Observa se que a distribui o relativa n o foi substancialmente diferente ao longo do comprimento da lagoa Em termos dos valores globais no lodo a seguinte rela o foi encontrada Ascaris lumbricoides 99 1 Trichuris trichiura 0 8 Ancilostoma sp 0 1 Ovos de helmintos no lodo vi veis e n o vi veis 1200
465. o aumento da temperatura do l quido De acordo com a teoria de Van t Hoff Arrhenius a temperatura determina em parte a taxa de difus o do desinfetante atrav s das membranas do microrganismo e tamb m sua taxa de rea o com o substrato Geralmente um acr scimo de 10 C aumenta em um fator de 2 ou 3 a taxa de rea o com o substrato No entanto quando ocorre aumento de temperatura o oz nio torna se menos sol vel e menos est vel em gua embora a taxa de rea o com o substrato org nico dos microrganismos aumente Grande n mero de experimentos tem mostrado que para uma faixa de temperatura compreendida entre O e 30 C o efeito da instabilidade do oz nio em gua amplamente compensado pelo aumento de sua reatividade com o substrato org nico dos microrganismos Ainda segundo Langlais et al 1991 em fun o desse fen meno a medi o CT menos precisa para o oz nio do que para outros desinfetantes devido a sua alta volatilidade e reatividade e consequente dificuldade em manter teores residuais na fase l quida Turbidez os microrganismos geralmente aparecem em meio aqu tico agregados a part culas s lidas de origem mineral ou org nica que podem proteg los do contato direto com o agente desinfetante Ainda pode ocorrer de bact rias e v rus serem protegidos do desinfetante por serem ingeridos por nemat ides ou outros macroinvertebrados Bitton 1994 A turbidez no entanto n o um bom par metro para avaliar a de
466. o elas estar o muito pr ximas entre si o que diminui a porosidade total e a m dia de rea dos espa os dos poros reduzindo sua permeabilidade para o efluente No que se refere taxa de aplica o ela cr tica para o bom funcionamento do processo O sistema deve ser projetado para assegurar distribui o uniforme do efluente no leito do filtro Tamb m deve se buscar entre as taxas hidr ulicas aplicadas um tempo suficiente de descanso para o sistema com o objetivo de mant lo em condi es aer bias d Crit rios e par metros de projeto Segundo a EPA 1980 as taxas de aplica o de efluentes oriundos de tanques s pticos podem variar de 82 L m dia a 200 L m dia Em experimentos realizados na Unicamp com efluente anaer bio de um sistema tanque s ptico filtro anaer bio est o sendo executadas duas etapas distintas Uma aplicando taxas hidr ulicas com valores pr ximos de 100 L m dia e outra com valores pr ximos a 40 L m dia esta ltima quando se almeja um efluente de excelente qualidade Outro crit rio para dimensionamento de valas de filtra o a ado o de carga org nica m xima de 24 g DBO m dia de acordo com Van Buuren et al 1999 Entretanto esses valores est o sendo investigados para aplica o nas condi es brasileiras e Aspectos construtivos Para a constru o de um sistema de valas de filtra o a NBR 13969 1997 apresenta as seguintes recomenda es veja as Figuras 8 13 e
467. o quando a concentra o do desinfetante mantida constante n o se consegue o padr o exponencial de decaimento dos microrganismos de acordo com a Lei de Chick Usepa 1999 Por essa raz o v rias tentativas foram feitas para o refinamento da Lei de Chick ou do modelo de Chick Watson Hom em 1972 desenvolveu uma formula o cin tica emp rica altamente flex vel modificando as equa es de Chick e Watson da seguinte forma WEF 1996 92 Desinfec o de Efluentes Sanit rios oN k x N x t x C 3 6 dt em que m uma constante experimental Para concentra es vari veis de desinfetante a efici ncia da desinfec o pode ser avaliada por meio da seguinte rela o C xt constante 3 7 em que C concentra o do desinfetante M L n coeficiente associado ordem da rea o t tempo necess rio para produzir determinada porcentagem de decaimento T Essa rela o est associada ao j referido conceito de Ct normalmente utilizado como crit rio para garantir determinada efici ncia na inativa o de Giardia v rus Cryptosporidium e outros microrganismos em sistemas de abastecimento de gua pot vel A porcentagem de decaimento normalmente expressa em logs removidos Collins et al em 1971 desenvolveram um modelo com base em estudo em unidade piloto de desinfec o de efluentes de decantador prim rio White 1992 Como a aplicabilidade de tal modelo espec fica para sist
468. o s o reatores ditos idealizados uma vez que bastante dif cil obter na pr tica a aus ncia total de dispers o longitudinal n mero de dispers o igual a zero As part culas que entram no tanque s o imediatamente dispersas em todo o corpo do reator O fluxo de entrada e sa da cont nuo As part culas deixam o tanque em propor o sua distribui o estat stica A mistura Mistura completa pode ser obtida em tanques circulares ou completa E Ei quadrados se o conte do do tanque for cont nua e uniformemente distribu do Os reatores de mistura completa s o tamb m reatores ditos idealizados j que dif cil de obter na pr tica uma dispers o total em todo o volume do reator n mero de dispers o infinito Os reatores de mistura completa em s rie s o usados para modelar o regime hidr ulico que existe entre os regimes Reatores ideais de fluxo em pist o e mistura completa Se a s rie de for composta de uma unidade apenas o sistema mistura E ERR gt reproduz um reator de mistura completa Se o sistema completa apresentar um n mero infinito de reatores em s rie o em s rie fluxo em pist o reproduzido O fluxo de entrada e sa da cont nuo Unidades em s rie s o tamb m comumente encontradas em lagoas de matura o O fluxo disperso ou arbitr rio obtido em um sistema Fluxo qualquer com um grau de mistura intermedi r
469. o UV mostra se altamente competitiva com a clora o nos casos em que a implanta o de uma etapa adicional de desclora o se faz necess ria Esta ltima etapa tem por fun o o controle de subprodutos t xicos de cloro nos efluentes tratados como os organoclorados trihalometanos e outros que n o s o gerados nos processos de desinfec o UV O emprego da radia o UV portanto uma importante alternativa desinfec o qu mica de guas residu rias Nenhum tipo de produto adicionado corrente l quida resultando em processos simples de baixo custo e com pouca exig ncia de opera o e manuten o Basicamente a desinfec o com ultravioleta conseguida pela exposi o dos microrganismos presentes nos esgotos radia o emitida por l mpadas ultravioleta Essa exposi o dos esgotos radia o UV feita em canais ou em dutos sob press o denominados reatores fotoqu micos fotorreatores ou simplesmente reatores UV Algumas das principais aplica es da desinfec o UV registradas atualmente s o relacionadas a seguir e Desinfec o de gua para abastecimento municipal hospitais escolas quart is centros comunit rios hot is e resid ncias e Desinfec o de efluentes esgotos sanit rios de condom nios resid ncias e ind strias e Comercial aquicultura hidroponia laborat rios aqu rios restaurantes e padarias e Industrial farmac utica bebidas eletr nica aliment cia t
470. o anterior se tiv ssemos um nico lago que pudesse ser interpretado como fluxo de pist o qual seria a contagem de E coli em sua sa da Esquema para solu o Cap 3 Cin tica e Hidr ulica dos Processos de Desinfec o 107 Q 1 600 m d kxV C Cxe C I0xe cs C 2 8x10 org 100 ml O resultado praticamente nulo deixa claro que para o mesmo tempo de deten o e taxa de rea o o modelo de reator de fluxo de pist o conduz a efici ncias mais elevadas Exemplo 5 Um reator de fluxo de pist o opera sem recircula o com tempo de deten o hidr ulica de 6 horas no qual se processa uma rea o de primeira ordem com k 5 0 d Caso se proceda recircula o do efluente final com uma vaz o igual vaz o de alimenta o qual ser a varia o da efici ncia a Sem recircula o Esquema para solu o t k Q C c C kx0 C 5x0 25 C 2 e x E Ea 0 286 gt E 71 3 b Com recircula o Esquema para a solu o t k a Q Q a C Cc c 108 Desinfec o de Efluentes Sanit rios C ee gt C OI gt 0 535 Co Co 0 Entretanto Eis i 0 365 E 635 0 Portanto a efici ncia ser reduzida de 71 3 para 63 5 Exemplo 6 Determine a rela o entre os volumes de um reator de mistura completa e um de fluxo de pist o para a remo o de 90 de um poluente por meio de uma rea o de segunda orde
471. o de compostos potencialmente prejudiciais sa de humana como trihalometanos haloacetonitrilas etc Adicionalmente baixas concentra es de residuais de cloro s o t xicas a v rias esp cies aqu ticas A desclora o antes do lan amento geralmente com di xido de enxofre tem sido a op o utilizada para reduzir os impactos da disposi o de efluentes desinfetados com cloro no meio ambiente e adequar se legisla o As etapas integrantes do fluxograma de um sistema de clora o desclora o incluem armazenagem medi o de vaz o dosagem de cloro tanque de contato dosagem de di xido de enxofre e disposi o final A clora o desclora o enfocada no Cap tulo 4 deste livro e Ozoniza o O oz nio um oxidante extremamente reativo altamente bactericida A maioria das esta es de desinfec o de esgoto gera oz nio impondo alta voltagem 6 a 20 kV em uma c mara de g s A gera o in loco deve se a sua instabilidade que se decomp e em oxig nio elementar em curto espa o de tempo ap s a gera o O mecanismo de desinfec o do oz nio inclui destrui o parcial ou total da parede celular levando lise das c lulas rea es com radicais livres per xido de hidrog nio e on hidroxila da decomposi o 16 Desinfec o de Efluentes Sanit rios do oz nio e danos a constituintes do material gen tico WEE 1996 O interesse na utiliza o do oz nio tem por principal motivo o impacto
472. o de defici ncia da barreira sanit ria tem forte influ ncia nos indicadores de sa de muito abaixo dos padr es m nimos da dignidade humana em v rias regi es brasileiras A transmiss o de organismos patog nicos ao homem pode ocorrer por ingest o direta de gua n o tratada ingest o direta de gua tratada de m qualidade ingest o de alimentos contaminados ou pela infec o resultante do contato da pele com gua ou solo contaminados Essas rotas de transmiss o evidenciam a necessidade de controle da qualidade das guas utilizadas para recrea o das fontes de abastecimento de gua para consumo humano e irriga o assim como dos alimentos e do solo Em todos os casos citados os excretas e em especial os esgotos sanit rios s o as principais fontes de contamina o dos corpos d gua e do solo transmitindo grande quantidade de bact rias v rus protozo rios e helmintos patog nicos aos seres humanos Mais recentemente entram em foco as chamadas doen as emergentes na forma de zoonoses estabelecendo v nculos de transmiss o importantes entre esgotos sanit rios e dejetos de animais Para implanta o de uma efetiva barreira de controle de agentes transmissores de doen as infecciosas em que o contato humano com esgotos prov vel os processos de desinfec o de esgotos s o em geral a pr tica mais segura e de menor custo desinfec o de esgotos tem por objetivo a inativa o seletiva dos organismos qu
473. o de uma coluna em acr lico com 1 80 m de altura til e 0 06 m de di metro interno A alimenta o do sistema foi feita por bombeamento sendo o oz nio introduzido na base da coluna atrav s de um difusor poroso O efluente era recirculado em contra corrente dire o do fluxo do g s e a varia o da dosagem de oz nio era verificada atrav s da varia o do tempo de deten o no sistema Nesse piloto foi determinada a melhor dosagem para a remo o Cap 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o 197 de E coli concentra es testadas 3 5 6 e 9 mg O L remo o de ovos de helmintos e ensaios toxicol gicos a b c Figura 5 15 Unidades de laborat rio utilizadas para desinfec o com oz nio a reator de coluna em batelada b misturador est tico em cont nuo c reator de duas colunas em cont nuo No processo em cont nuo b o oz nio introduzido na parte superior de um cilindro de aproximadamente 2 cm de di metro e 20 cm de comprimento contendo em seu interior m dulos de colm ias met licas dispostas transversalmente umas s outras misturador est tico O l quido com fluxo descendente provocava a suc o do g s para seu interior efeito Venturi As colm ias provocam a turbul ncia necess ria a uma boa transfer ncia do oz nio para a fase l quida A melhor dosagem determinada no processo em batelada 4 mg O L foi utilizada nesse piloto para verificar a remo o
474. o efluente a ser tratado As solu es l quidas de ferrato VI de s dio s o bastante alcalinas portanto os materiais devem resistir a condi es cont nuas de uso alcalino Em solu es alcalinas t o fortes os materiais e equipamentos de preparo e dosagem dever o ser pl sticos ou metais revestidos resistentes a altos pHs e basicidade As rea es de desinfec o pelo on ferrato VI t m meia vida acima de 10 min o que faz com que o equipamento ou o tanque de contato tenha de ser dimensionado para tempos m dios de deten o de 30 minutos na vaz o m dia ou 15 minutos na vaz o de pico segundo a melhor pr tica de Engenharia Para os tempos de deten o acima especificados o uso de tanques de contato de concreto armado normalmente dois 2 por ETE tem sido o sistema mais econ mico com uma raz o m nima de comprimento largura de 50 1 e raz o altura l quida largura do canal menor que 2 1 Nessas condi es o fluxo dentro do tanque de contato se 396 Desinfec o de Efluentes Sanit rios aproxima de regime de fluxo de pist o Deve se tomar cuidado para arredondar os cantos evitando curto circuitos e zonas mortas Velocidade adequada e correta inclina o do fundo permitem autolimpeza do tanque de contato Se isto n o for poss vel deve se prever a limpeza peri dica do mesmo Apesar de seu poder oxidante todos os materiais comumente empregados na rea de tratamento de efluentes como concreto pl stico e
475. o efluente do sistema UASB EB na fase III sofreu aumento sens vel em rela o aos ensaios anteriores pelo fato de o reator utilizado nesse sistema possuir caracter sticas diferenciadas O volume do reator de desinfec o inicialmente com 0 195 L passou a ter na fase II um volume de 1 461 L aumentando assim o tempo de contato O teor de s lidos a turbidez e a transmit ncia pareceram influenciar a efici ncia de remo o de EC Assim para a mesma dose concentra o maiores de SST no efluente diminu ram a efici ncia na remo o de coliformes Figura 6 23 Tabela 6 12 Sistema UASB reatores aer bios monitoramento da desinfec o com tecnologia U V An lises F sico qu mica Unidade Sist DQT H ST STF STV Absorb ncia Transmit ncia Turbidez Turbidez Fase UASB mg L E E d mg L mg L mg L cm UNT UNT Entrada nirada Entrada Entrada Entrada Entrada Entrada Entrada Entrada I FBAS 168 0 6 2 7 8 308 196 63 13 0 111 78 1 22 4 H FBAS 94 8 6 8 7 0 276 192 27 4 0 088 81 8 8 9 m UASB 95 3 6 4 6 7 229 168 16 1 0 107 78 4 26 2 IV FB 104 0 7 3 7 8 295 204 57 22 0 107 78 3 43 0 Biol gicas An lises CT EC Colifagos Vaz o TDH Intens Dose Unidade Sist NMP 100 ml NMP 100 ml Eu UFP 100 ml mW mw N Fase UASB L h cm cm Entrada Sa da Entrada Sa da Entrada Sa da I FBAS 8 6 E 06 1 4 E
476. o excesso de oz nio O sistema de gera o a partir do oxig nio l quido mais simples sendo constitu do por um tanque de armazenamento de oxig nio um evaporador o gerador propriamente dito uma central de gua gelada para refrigera o a c mara de contato e o sistema de destrui o catal tica para excesso de oz nio A Tabela 5 3 fornece um comparativo entre o pre o de aquisi o dos dois sistemas levando em considera o as taxas de importa o cerca de 70 sobre Cap 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o 201 o valor do gerador o c mbio de 3 6R 1US e 0 88Euro IUS al m de todos os custos para instala es dos equipamentos perif ricos com exce o da c mara de contato Tabela 5 3 Custos dos sistemas de gera o de oz nio Capacidade Capacidade Gerador Ar Gerador O kg 05 h kg Os m s R R 0 19 136 8 248 870 00 139 304 00 0 37 266 4 413 217 00 273 913 00 1 11 799 2 921 913 00 402 260 00 1 7 1224 0 1 339 826 00 435 130 00 3 3 2376 0 1 801 565 00 1 028 347 00 4 6 3312 0 2 222 608 00 1 305 390 00 6 8 4896 0 3 344 869 00 1 305 390 00 Fonte Bassani 2003 A Figura 5 18 foi constru da com base nos valores da Tabela 5 3 e mostra o custo unit rio da produ o de oz nio em fun o da capacidade de gera o kg O m s evidenciando a relev ncia da escala de produ o sobres os custos de instala o Al m diss
477. o fica claro a grande vantagem dos sistemas de gera o a partir do oxig nio sobre os sistemas de gera o a partir do ar seco no que se refere a custos de instala o 2100 00 7 1900 00 1 1700 00 1 1500 00 1 1300 00 4 100 00 900 004 R kg O m s 700 00 4 500 00 4 n 300 00 4 4 Custo unit rio mensal ar Custo unit rio mensal O mem Pot ncia custo unit rio m s O Pot ncia custo unit rio m s ar Y 8099 R 0 9712 Y 6502 8x R 0 8763 0 3672 100 00 Figura 5 18 Capacidade de gera o em rela o ao custo unit rio Fonte Bassani 2003 Capacidade kg O m s 100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300 3700 4100 4500 4900 O 202 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Capacidade de gera o e custo por economia para implanta o do sistema Para o c lculo da capacidade de gera o de oz nio o fator mais importante a levantar a dosagem necess ria desinfec o do efluente estipulada por dados experimentais Adotando uma contribui o per capita dia de efluente poss vel calcular a capacidade de gera o de oz nio para v rias popula es por meio da Equa o 5 5 CG Cpe x 30 x pop x DOs 5 5 em que CG capacidade de gera o de oz nio kg O m s Cpe contribui o per capita de efluente m hab dia pop popula o habitantes DO dose de oz nio a s
478. o livre do l quido a ser desinfetado em um ou mais canais funcionando em paralelo assumindo geralmente o formato de uma mesa Figuras 6 11 e 6 12 Uma c mara de alimenta o dos canais recebe o efluente dos processos de tratamento secund rio ou terci rio e reparte a vaz o de forma equ nime entre os canais por meio de vertedores triangulares A c mara de recep o do efluente final do reator UV encaminha o efluente desinfetado para o emiss rio de esgoto tratado As l mpadas UV de baixa press o podem ser posicionadas paralela ou transversalmente ao sentido de fluxo do l quido e com espa amento constante entre uma e outra l mpada de 5 a 10 cm geralmente A geratriz inferior de cada l mpada posicionada o mais pr ximo poss vel da l mina d gua a fim de otimizar a distribui o da radia o UV no l quido Os canais s o cobertos por tampas constitu das ou revestidas por material refletor da radia o sendo o alum nio um dos materiais mais utilizados para esse fim As tampas melhoram o aproveitamento da radia o UV emitida pelas l mpadas bem como protegem os trabalhadores do contato direto com a radia o O escoamento em conduto for ado n o muito comum no caso de processos com l mpadas emersas As l mpadas s o posicionadas externamente a tubos transparentes radia o UV em quartzo ou Teflon por onde escoa o l quido a ser desinfetado Figura 6 13 Nesse caso h necessidade de prever a instala o de um d
479. o ou c lcio e outros compostos na forma l quida ou s lida A a o desinfetante do cloro deve se principalmente ao mecanismo de oxida o do material celular Entretanto trabalhos cient ficos relatam inibi o enzim tica e danifica o do material gen tico como outros mecanismos da desinfec o com cloro Os compostos de cloro ao serem adicionados gua reagem formando cido hipocloroso HOCI que se dissocia em OCI e H A quantidade de HOCI e OCF em solu o depende do pH e chamado de cloro residual livre dispon vel O cloro tamb m reage com a mat ria org nica presente no esgoto formando compostos organoclorados e cloraminas conhecidos como cloro residual combinado O cido hipocloroso tem o maior poder desinfetante seguido do on hipoclorito OCI e a monocloramina a menor capacidade desinfetante O cloro livre reage com subst ncias dilu das ou suspensas na gua por tr s processos oxida o adi o e substitui o Nas rea es em que ocorre oxida o o cloro livre sempre reduzido a cloreto CI A clora o em suas diferentes variantes de processo abordada no Cap tulo 4 e Clora o desclora o As desvantagens da clora o est o na forma o de compostos organoclorados carcinog nicos trihalometanos THM bem como na toxicidade do cloro residual biota aqu tica O cloro quando empregado em guas que cont m compostos org nicos como efluentes de ETEs pode levar forma
480. o por Radia o Ultravioleta 233 radia es com comprimento de ondas de 180 a 1 370 nm A pot ncia nominal varia de 0 7 a 5 KW A efici ncia de convers o da energia total em UV C varia de 27 a 44 dos quais apenas de 7 a 15 possuem 254 nm Ademais estas l mpadas geram quantidade de UV de 50 a 100 vezes superiores s geradas pelas l mpadas de baixa press o e baixa intensidade Com isso o tempo de exposi o e o n mero de l mpadas s o muito menores do que os utilizados nas unidades que empregam as l mpadas de baixa press o de vapor de merc rio Seu uso mais corrente se d em grandes esta es de tratamento permitindo a ado o de tempos de contato muito curtos na desinfec o e consequentemente a constru o de unidades bastante compactas Um resumo das principais caracter sticas das l mpadas UV utilizadas em reatores de desinfec o de esgotos sanit rios apresentado na Tabela 6 6 Tabela 6 6 Caracter sticas das l mpadas UV utilizadas em desinfec o de esgotos Tipo de l mpada Item Unidade Baixa press o Baixa press o M dia press o baixa intensidade alta intensidade alta intensidade Pot ncia consumida W 70 100 200 kW 122 2 5 Corrente el trica MA 350 550 Vari vel Vari vel Voltagem V 220 Vari vel Vari vel Efici ncia 30 40 25 35 10 12 Sa da da l mpada a w 25 27 60 400 254 nm Temperatura G 35 45 90 150 600 800 Press o mmHg 0 007 0
481. o t cnicas apropriadas de histopatologia O estudo de toxicidade subaguda deve permitir estabelecer uma rela o entre as doses concentra es administradas e os efeitos observados al m de conduzir a Cap 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o 193 uma estimativa de um n vel sem efeitos Os resultados fornecer o informa es sobre os efeitos de exposi es repetidas de uma subst ncia Esse tipo de estudo se bem que limitado pode fornecer informa es teis sobre o n vel sem efeito e portanto ajudar a definir um n vel de exposi o admiss vel para o homem e o meio ambiente Toxicidade cr nica o objetivo de um estudo de toxicidade cr nica caracterizar o perfil toxicol gico de uma subst ncia em uma esp cie ap s exposi o repetida e prolongada acima de 90 dias Nas condi es desse ensaio devem manifestar se os efeitos que necessitam de longo per odo de lat ncia ou que s o cumulativos A metodologia proposta deve permitir a detec o da toxicidade geral compreendendo em particular os efeitos sobre as principais fun es fisiol gicas os efeitos bioqu micos e hematol gicos assim como os efeitos anatomopatol gicos Os resultados obtidos dever o permitir avaliar a lat ncia de aparecimento dos efeitos em fun o da dose ou da concentra o a natureza dos efeitos fun o rg os atingidos etc uma dose nica sem efeitos t xicos e uma dose com efeitos t xicos a
482. ob mistura Esse tipo de reator prevalece nas unidades de desinfec o de esgotos Tipos de reatores de acordo com o escoamento De acordo com o regime hidr ulico os reatores podem possuir fluxo cont nuo ou intermitente cujo extremo representado pelos reatores em batelada nos quais n o h alimenta o ou descarga enquanto a rea o se processa Nesse caso a equa o do reator a pr pria equa o da rea o que ali ocorre Os reatores de fluxo cont nuo s o representados por dois extremos ideais sob o ponto de vista da dispers o do fluxo em rela o ao eixo longitudinal Os reatores tubulares de fluxo de pist o ou plug flow caracterizam se pela te rica ocorr ncia de dispers o axial nula ou rela o comprimento largura infinita Os reatores de mistura completa ao contr rio s o idealizados de forma a ocorrer dispers o infinita Nos reatores de fluxo de pist o as rea es ocorrem de forma ordenada se o por se o n o apresentando as mesmas propriedades em todos os pontos ao longo de seu comprimento Nesses reatores as part culas que entram s o descarregadas na mesma sequ ncia ap s um tempo m dio equivalente ao tempo de deten o hidr ulico te rico Nos reatores de mistura completa a part cula que entra imediatamente dispersa no reator que possui a mesma propriedade em todos os pontos inclusive na sa da Em um reator de fluxo de pist o se for injetado um tra ador em sua entrada ele sair da
483. obrevivem por mais tempo que no interior das proglotes podendo perdurar na forma infectante para os hospedeiros intermedi rios por cerca de 20 dias A ingest o humana de um nico cisticerco pode dar lugar ao desenvolvimento de uma Taenia adulta Para os hospedeiros intermedi rios bovinos e su nos pode haver certa dose infectante de ovos dependente do grau de imunidade dos animais e de dif cil precis o A cadeia de transmiss o inclui notadamente o problema da irriga o de pastagens com esgotos e guas contaminadas al m da car ncia de boas pr ticas na produ o no abate e na comercializa o de bovinos e su nos No entanto a transmiss o de cisticercose humana tamb m pode ocorrer via gua e alimentos contaminados heteroinfec o m os contaminadas auto infec o externa e ingest o de proglotes existentes no pr prio trato gastrointestinal durante v mitos ou movimentos retroperist lticos do intestino auto infec o interna b Tremat ides Schistosoma mansoni Ciclo biol gico Hospedeiro humano definitivo excre o de ovos libera o de ovos no ambiente gua gt eclos o imediata dos ovos e libera o do mirac dio est dio de larva gt penetra o do mirac dio no hospedeiro intermedi rio caramujo Biomphalaria desenvolvimento larval no interior do caramujo e libera o da forma infectante aos humanos cerc ria 27 a 30 dias penetra o cut nea no hospedeiro humano
484. oe Desclora o 159 A produ o de di xido de cloro foi feita in loco por gerador e dosador da marca BI O CHLOR modelo A 12 com capacidade produtiva de 12 a 120 g CIO h constru do pela Sodi Scient fica S P A da It lia A Figura 4 19 mostra o gerador escala real ETE Cambu PUCPR Figura 4 19 Desinfec o de efluentes sanit rios aplicando di xido de cloro fotos de experimentos do PROSAB 3 A rea o qu mica feita no reator em ambiente controlado com os reagentes qu micos clorito de s dio NaCl 25 cido clor drico HCl 32 e gua de dilui o Esses reagentes n o podem ser utilizados em suas concentra es comerciais pois podem formar o desinfetante em concentra o explosiva raz o pela qual utilizada a gua de dilui o durante a produ o do CIO Os resultados apresentados na Tabela 4 17 apontam que as dosagens utilizadas apresentaram boa desinfec o para as dosagens testadas a remo o de coliformes foi tima mesmo com tempos de contato pequenos como 10 minutos Portanto o di xido de cloro mostrou ser um m todo alternativo e eficiente na inativa o de microrganismos patog nicos dentro dos padr es de lan amento no corpo receptor conforme legisla o vigente Tabela 4 17 Desinfec o de efluentes utilizando di xido de cloro gerado in loco resultados m dios
485. oen as em animais sendo a esp cie humana considerada o nico hospedeiro natural Da mesma forma dentre as v rias esp cies de enterov rus relacionadas a doen as em animais n o h evid ncias de transmiss o zoon ticas aos seres humanos Os enterov rus incluem as seguintes esp cies Poliov rus O poliov rus Figura 2 5 o mais bem estudado e o primeiro v rus a ser reconhecido como membro dos enterov rus particularmente por ser respons vel pela poliomielite uma importante doen a paral tica que acomete o ser humano O poliov rus apresenta elevada infectividade por m os sintomas vis veis de paralisia ocorrem em apenas 1 a 2 dos indiv duos suscet veis As manifesta es cl nicas geralmente s o restritas hipertermia entretanto apesar da baixa patogenicidade s o respons veis por manifesta es epid micas da poliomielite A transmiss o do poliov rus do tipo fecal oral entre pessoas sendo que a contamina o de m os alimentos e utens lios usados na alimenta o provavelmente a principal forma de dissemina o do v rus que pode ser eliminado por v rias semanas nas fezes de indiv duos infectados Apesar de a poliomielite causada pelo poliov rus estar erradicada no Brasil assim como em pa ses europeus no restante do continente americano e na Austr lia desde 1993 ainda h risco de reintrodu o do v rus a partir de pa ses da Africa e da sia os quais ainda apresentam taxas elevada
486. olorim trico DPD e contagem do n mero de microrganismos presentes ou sobreviventes Na Universidade Federal do Rio Grande do Norte UFRN as pesquisas sobre desinfec o de efluentes de filtros anaer bios DQO da ordem de 100 mg L SST 20 mg L em tr s escalas de experimentos escala de laborat rio utilizando equipamento jar teste escala piloto utilizando tanque de contato e escala real sob condi es de mistura e dispers o desfavor veis no mbito do PROSAB chegaram s seguintes conclus es Andrade Neto et al 2002 Pode se concluir que para atingir resultados equivalentes em termos de remo o bacteriol gica nos ensaios em escala piloto foram necess rias concentra es de cloro bem superiores s obtidas nos ensaios de laborat rio Isso decorrente provavelmente da condi o tima de mistura na escala de laborat rio e de outros fatores como a influ ncia da temperatura nos ensaios de campo Com base nos ensaios realizados pode se afirmar que as demandas de cloro em laborat rio estiveram na faixa de 2 5 a 3 0 mg Cl L doses acima de 4 mg L e no tanque de contato em escala piloto foram da ordem de 6 0 a 7 0 mg CI L doses acima de 7 mg L Dosagem inferior ao valor m nimo citado n o alcan aria boa efici ncia independente do tempo de contato proporcionado Para as pesquisas no tanque de contato escala piloto dois recipientes pl sticos com capacidade de 100 L e 45 L funcionaram como reserv
487. om efluente anaer bio em cultivo de milho re so a Local Foi instalado um sistema de irriga o em uma rea experimental vizinha Esta o Tratamento de Esgoto da Graminha pertencente empresa Aguas de 356 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Limeira S A em Limeira SP nas coordenadas 23 33 S e 47 24 W com altitude de 570 m b ETE e efluente O efluente aplicado no sistema prov m de filtros anaer bios de fluxo ascendente com biomassa fixa em leito de bambu e tempo de deten o de 3 horas o qual recebe esgoto dom stico do bairro Graminha A caracteriza o desse efluente se encontra na Tabela 8 1 Tabela 8 1 Caracter sticas do esgoto bruto e do efluente anaer bio aplicado nas parcelas irrigadas Par metros Esgoto bruto Efluente do filtro anaer bio pH m n e m x 64 a 7 4 6 9a7 3 DBO total mg L 355 1 116 9 159 2 64 1 DBO filtrada mg L 129 4 86 4 77 5 36 7 N Nitrito mg L 0 23 0 12 0 07 0 03 N Nitrato mg L 0 6 0 4 0 3 0 3 Coliformes totais NMP 100 ml 1 21 x 10 1 86 x 107 Coliformes fecais NMP 100 ml 6 3 x 10 4 2 x 10 Escherichia coli NMP 100 ml 6 30 x 10 2 79 x 10 Helmintos organismos L 24 a 54 24 48 Protozo rios organismos L 120 132 90 234 O sistema de irriga o foi aplicado para tr s cen rios O primeiro a irriga o com o efluente secund rio e o solo em condi es naturais O segundo a irriga
488. ombas pois podem ocorrer problemas como curta vida til de l mpadas e reatores eletr nicos Conforme citado anteriormente h dois tipos de configura es de reatores de desinfec o UV tipo de contato e tipo de n o contato onde as l mpadas podem ficar imersas ou emersas no meio l quido Em ambos a principal opera o a inspe o visual para verifica o da necessidade de limpeza do canal ou das l mpadas no caso de reator com as mesmas imersas Toda a superf cie entre a fonte de radia o e os organismos alvo deve ser limpa para o bom funcionamento do sistema sendo a limpeza inadequada uma das causas mais comuns de baixa efici ncia da desinfec o com sistemas UV Usepa 1999 Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 247 O procedimento de limpeza do canal pode ser hidr ulico manual ou automatizado Em reatores com l mpadas imersa a limpeza pode ser mec nica ou qu mica manual ou automatizada A limpeza qu mica comumente realizada com cido c trico ou solu es brandas de vinagre ou hidr xido de s dio Usepa 1986 A frequ ncia de limpeza especifica para cada caso portanto deve ser estabelecida e implementada uma rotina de monitoramento f sico e cronograma de manuten o Os procedimentos operacionais devem incluir o monitoramento e o controle das vari veis do processo transmit ncia do ultravioleta no l quido ou absorb ncia caracter sticas f sicas do afluente s lidos suspen
489. or o de cistos de E histolytica eliminados ser infectante associado significativa menor dose infectante DI da Giardia 1 10 cistos ajudaria a explicar a maior preval ncia da giard ase na popula o em geral Al m disso os cistos de Giardia s o mais resistentes Ao contr rio do Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 51 observado para E hystolitica cistos de Giardia s o frequentemente detectados em amostras de guas superficiais Embora a transmiss o fecal oral entre pessoas mecanismo m o boca f mites ou alimentos por exemplo no ambiente domiciliar ou nas escolas seja um modo comprovado e importante cada vez mais confirma se a import ncia epidemiol gica da transmiss o via abastecimento e consumo de gua bem como do consumo de hortali as Esgotos sanit rios s o comprovadamente fontes de contamina o relevantes de mananciais de abastecimento Adiciona se ao problema o fato de que as doses de cloro usualmente aplicadas no tratamento da gua n o s o suficientes para efetiva inativa o dos cistos delegando o papel de sua remo o em boa medida filtra o Os cistos de Giardia apresentam densidade superior aos de E hystolitica e similar a de ovos de Ascaris 1 11 e portanto s o potencialmente mais eficientemente removidos em processos de tratamento de esgotos adequados Principalmente a partir de crit rios morfol gicos s o reconhecidas tr s esp cies nesse g nero
490. ortantes uma vez que podem levar produ o de subprodutos organoclorados Quando a am nia NH est presente na gua ocorre a rea o com o cloro para formar cloraminas NH HOCI gt NH gt Cl H2O H monocloramina 4 1 NH C HOCI gt NHCL H20 dicloramina 4 2 NHC HOCI gt NCl H2O tricloramina 4 3 Cada um desses tr s compostos monocloramina NH CI dicloramina NHCI e tricloramina NCI contribui para o residual de cloro combinado Essas rea es qu micas proporcionam o fen meno do breakpoint quando guas contendo am nia s o cloradas veja a Figura 4 1 Em guas contendo nitrog nios org nico e amoniacal o breakpoint ocorre mas menos definido Chernicharo et al 2001 0 5 Cloro livre Cloraminas JPredomin ncia de cloro 0 44 Cloro residual residual livre E Ke 0 34 Predomin ncia de cloro B S residual combinado S02 E O g o o 0 14 2 6 A 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 Cloro aplicado Figura 4 1 Curva de cloro residual em guas com presen a de am nia Fonte Chernicharo et al 2001 118 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Di Bernardo 1993 cita que o pH exerce influ ncia decisiva nas esp cies que se formam quando a dosagem de am nia o tempo de rea o e a temperatura permanecem inalterados
491. ortheast Brazil Water Science and Technology v 19 p 569 573 1987 ORAGUI J 1 CAWLEY L ARRIDGE H M MARA D D PERSON H W SILVA S A Pathogen removal kinetics in a tropical experimental waste stabilisation pond in relation to organic loading retention time and pond geometry In IAWQ INTERNATIONAL SPECIALIST CONFERENCE WASTE STABILIZATION PONDS TECHNOLOGY AND APPLICATIONS 3 1995 Jo o Pessoa Anais Jo o Pessoa 1995 PEARSON H W MARA D D ARRIDGE H A The influence of pond geometry and configuration on facultative and maturation waste stabilisation pond performance and efficiency Wat Sci Tech v 31 n 12 p 129 139 1995 SILVA S A MARA D D Tratamentos biol gicos de guas residu rias lagoas de estabiliza o Rio de Janeiro ABES 1979 140 p VAN BUUREN J J L FRIJJNS J A G LETTINGA G Wastewater treatment and reuse in developing countries Wageningen Agricultural University 1995 VAN HAANDEL A C LETTINGA G Tratamento anaer bio de esgotos um manual para regi es de clima quente 1994 VON SPERLING M Performance evaluation and mathematical modelling of coliform die off in tropical and subtropical waste stabilization ponds Water Research v 33 n 6 p 1435 1448 1999 VON SPERLING M Relationship between first order decay coefficients in ponds according to plug flow CSTR and dispersed flow regimens Water Science and Technology v 45 n 1 p 17 24 2
492. os A Tabela 6 9 mostra uma rela o de a es para solu o de problemas e manuten o de sistemas de desinfec o por radia o ultravioleta 248 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 6 9 Problemas e solu es na rotina operacional de reatores UV Item Verificar Problema A o corretiva Reator eletr nico Temperatura da superf cie dos reatores durante o funcionamento normal Aquecimento devido pouca ventila o do painel Inserir ventila o ao painel ou sistema de arrefecimento Temperatura da superf cie dos reatores durante o funcionamento em stand by Aquecimento devido distor o harm nica da fonte pelos reatores eletr nicos Verificar a qualidade da fonte de energia variando a carga de UV Pode ser necess rio sistema ou equipamento para filtrar as distor es Aterramento Falhas frequentes dos reatores Adequar o aterramento s recomenda es do fabricante do equipamento UV Medidor de intensidade Indica a intensidade UV no sistema Ac mulo de biofilme nos tubos de quartzo Limpeza rotineira L mpada ultravioleta L mpada Queima Substitui o da l mpada queimada Aumento na temperatura do l quido Baixa ou nenhuma vaz o Aumentar a vaz o Monitoramento do efluente Alto teor de s lidos Baixa efici ncia da desinfec o Verificar tratamento a montante Limpeza dos canais Ba
493. os oxidase negativos capazes de se desenvolver na presen a de sais biliares ou agentes tensoativos os quais fermentam a lactose com produ o de cido g s e alde do a 35 0 0 5 C em 24 48 horas e que podem apresentar atividade da enzima 8 galactosidase e Coliformes termotolerantes subgrupo das bact rias do grupo coliforme que fermentam a lactose a 44 5 0 2 C em 24 horas e Escherichia coli bact ria da fam lia Enterobacteriaceae e do grupo coliforme que fermenta a lactose e o manitol com produ o de cido e g s a 44 5 0 2 C em 24 horas produz indol a partir do triptofano oxidase negativa n o hidroliza a ur ia e apresenta atividade das enzimas 8 galactosidase e 8 glucoronidase Deve se observar que as defini es de coliformes e coliformes termotolerantes se revestem de significado apenas pr tico laboratorial n o guardando qualquer valor taxon mico surgiram de subsequentes tentativas de diferenciar Bacterium coli E coli de outras bact rias da fam lia Enterobacteraceae Jones 1988 e dentre estas aquelas mais nitidamente associadas contamina o de origem fecal Hofstra amp Huisint t Veld 1988 Nesse sentido surgiu a subclassifica o do grupo coli aerogenes ou coliformes e a defini o de sua composi o pelos g neros Escherichia Klebsiella e Citrobacter 1956 posteriormente complementada pela inclus o do g nero Enterobacter Hofstra amp Huisint t Veld 1988 Entretanto a
494. os e elevada concentra o de oxig nio dissolvido No caso de cistos de protozo rios e ovos de helmintos o principal mecanismo a sedimenta o A utiliza o de lagoas de estabiliza o para desinfec o de esgotos sanit rios objeto de detalhada abordagem no Cap tulo 7 e Disposi o controlada no solo A disposi o controlada de efluentes secund rios no solo resulta na remo o dos nutrientes absorvidos pelas plantas e incorporados ao solo dos s lidos suspensos e dos pat genos que s o inativados por a o de raios ultravioleta pela desseca o e pela a o dos predadores biol gicos no solo OMS 1989 Trata se de uma t cnica de p s tratamento e re so visto que o mesmo fornece os nutrientes e a mat ria org nica para o conjunto solo planta e pode promover a recarga do aqu fero O bom desempenho de processos dessa natureza depende do tipo e das caracter sticas do solo bem como da taxa e da frequ ncia de alimenta o do processo Os principais processos de disposi o controlada no solo s o o escoamento superficial a infiltra o percola o e a irriga o Atualmente s o utilizados em larga escala o escoamento superficial a infiltra o percola o e a irriga o O Cap tulo 8 enfoca essa op o de tratamento para desinfec o de esgotos sanit rios As principais vantagens e desvantagens dos processos de desinfec o de esgotos sanit rios mais utilizados s o listadas na Tabela 1 8 18
495. ossui comprimento de onda entre 315 nm 90 8 kcal einstein e 400 nm 71 5 kcal einstein o menos perigoso para os seres humanos devido baixa energia a luz negra encontra se na faixa E o tipo de radia o UV utilizada para causar fluoresc ncia em materiais sendo muito utilizado em fototerapia e c maras de bronzeamento Ryer 1997 e UV B possui comprimento de onda entre 280 102 kcal einstein e 315 nm 90 8 kcal einstein Trata se da mais destrutiva forma da luz UV porque tem energia bastante para gerar danos em tecidos biol gicos e em quantidade m nima para n o ser completamente absorvida na atmosfera a forma de radia o UV identificada como causadora do c ncer de pele Ryer 1997 e UV C possui comprimento de onda variando de 200 143 kcal einstein a 280 nm 102 kcal einstein sendo a forma de radia o aplicada como 214 Desinfec o de Efluentes Sanit rios germicida Os f tons de luz nessa faixa concentram quantidades significativas de energia que na colis o com o oxig nio resultam na forma o de oz nio e s o absorvidos em poucas centenas de metros Ryer 1997 Chang 1977 O comprimento de onda de maior efeito bactericida o de 254 nm 112 6 kcal einstein estando portanto inserido na faixa do UV C Figura 6 2 No entanto a absor o m xima de radia o ultravioleta ocorre em 260 nm e o comprimento de onda de 254 nm relativo emiss o m xima de l mpadas de baixa press o
496. ou de vida livre no meio ambiente pode prolongar os per odos de contamina o do solo A relativa fragilidade das larvas faz crer que as mesmas n o sobrevivam maioria dos processos de tratamento de esgotos e Enterobius vermicularis Por v rios motivos o Enterorobius e a enterobiose constituem um caso particular dentre as helmintoses causadas por nemat ides Em primeiro lugar por n o serem necess rios est gios de desenvolvimento do agente no solo e pela auto infec o externa ser elevada auto infec o decorrente da migra o geralmente noturna da f mea adulta at a mucosa perianal onde deposita os ovos e de onde s o transportados boca pelas m os sendo esse mecanismo o principal respons vel pela cronicidade dessa verminose Dessa forma a enterobiose apresenta menor associa o com os esgotos sanit rios embora n o de todo negligenci vel Alguns ovos podem vir a ser excretados sobrevivendo por at tr s semanas no meio ambiente presumivelmente s o removidos por sedimenta o em propor es similares s dos ovos de Ascaris Embora a enterobiose seja comum principalmente em crian as em idade escolar sua import ncia como problema de sa de p blica relativamente menor Platelmintos intestinais humanos Os membros do filo Platyhelminthes s o achatados dorso ventralmente podem possuir ou n o tubo digestivo sem nus Os tremat ides geralmente apresentam forma de folha e possuem uma ventosa o
497. oz nio de todas a op o a mais cara no entanto em ETEs que j utilizem oxig nio puro O processo j pode se tornar competitivo Lagoas de matura o n o t m custos de energia ou de produtos qu micos sendo altamente indicadas como parte de um conjunto de lagoas em s rie Sua limita o est na poss vel falta de rea dispon vel e nos pr prios custos construtivos que se tornam elevados medida que cresce a vaz o de esgotos A Tabela 10 7 apresenta custos de implanta o e de opera o para as diferentes op es de desinfec o levando em conta os experimentos desenvolvidos no mbito do PROSAB e em outros projetos Esta informa o tem ainda car ter preliminar e n o pode ser generalizada tendo em vista o n mero pequeno de casos analisados e as diferentes popula es estudadas o que afeta o fator de escala 420 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 10 7 Custos de implanta o e de opera o para processos de desinfec o Custo Custo de 3 Custo de 5 5 Popula o Vaz o unit de Desinfec o ETE implanta o opera o hab L s implant R m R hab m Ee Do Apucarana PR 71 000 137 270 000 00 3 80 0 012 Cloro gasoso Maring PR 2 ETE Sul 124 000 310 600 000 00 4 83 0 024 Hipoclorito Bandeirantes X i de s dio 3 PR 41 380 88 230 000 00 5 55 0 078 Hipoclorito PR Assis p de sodo dy Chateaubriand 14 425 40 210 000 00 14 56 0 089 Di xi
498. oz nio um g s incolor parcialmente sol vel em gua inst vel e que evapora temperatura de 1 12 C press o atmosf rica Possui cheiro penetrante e facilmente detect vel em concentra es muito baixas 0 01 a 0 05 mg L Pode ser produzido a partir de descargas el tricas em meio gasoso E o segundo oxidante mais poderoso excedido em seu potencial de oxida o somente pelo fl or poderoso contra germes e v rus Cap 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o 173 A qualidade mais importante da mol cula do oz nio da qual resultam suas propriedades f sicas e qu micas a grande quantidade de energia de sua mol cula Trata se de uma forma molecular do oxig nio cuja estrutura foi confirmada em 1872 como um tri ngulo triat mico alotr pico A resson ncia da estrutura das mol culas de oz nio mostrada na Figura 5 1 8 F Ko AN 8 to 8 Figura 5 1 Poss veis formas da estrutura molecular do oz nio devido resson ncia magn tica Fonte Langlais et al 1991 Temperaturas elevadas radia o ultravioleta ou a presen a de agentes catalisadores podem acelerar o processo de decomposi o do oz nio o qual ocorre em cadeia podendo ser representado por meio das rea es fundamentais como mostra a Figura 5 2 Os mecanismos de a o do oz nio em compostos org nicos ocorrem por rea es do oz nio com esses compostos e podem ser divididos em dois tipos r
499. p sculos intracitoplasm ticos livres Esses corp sculos s o pequenos arredondados a ovais encontrados no citoplasma normalmente ao lado do n cleo principal Sua semelhan a com o n cleo principal em forma textura colora o e conte do de DNA facilita sua detec o Aspectos de sa de p blica A aspira o direta do oz nio extremamente perigosa por sua alta toxicidade ao ser humano A ingest o direta por interm dio da gua ozonizada n o representa perigo s rio ao ser humano pois a meia vida do oz nio dissolvido na gua relativamente curta A toler ncia do ser humano quando exposto em local com oz nio no ar pode ser observada na Figura 5 14 Quando exposto durante cerca de 2 horas a uma dosagem de oz nio da ordem de 2 mg L o ser humano sente secura na boca e na garganta dores no peito perda de habilidade mental dificuldade de coordena o e articula o tosse e perda de 13 da capacidade vital Di Bernardo 1993 O tratamento espec fico para a intoxica o do oz nio n o existe O tratamento sintom tico consiste apenas em repouso oxig nio analg sico antibi ticos e antitosse A preven o da intoxica o profissional pode ser obtida evitando a exposi o das pessoas que sofrem de infec es ou outras doen as das vias respirat rias V rios pa ses fixaram a TLV Threshold Limit Value de 0 1 ppm de oz nio para um per odo de 40 horas por semana e valor limite para um tempo de exposi o de
500. paga o e consequentemente ser dif cil isol los em cultivos de c lulas al m de serem t cnicas caras e demoradas Outras t cnicas de detec o t m sido desenvolvidas incluindo t cnicas imunol gicas e mais recentemente o PCR rea o em cadeia de polimerase considerada uma das mais sens veis por m incapaz de distinguir part culas virais infectantes de n o infectantes Assim como os protozo rios os v rus s o respons veis por v rias doen as relacionadas a esgotos sanit rios consideradas emergentes restando ainda muito o que ser elucidado em termos de import ncia da veicula o h drica taxonomia e m todos de detec o em amostras ambientais A seguir s o descritos os principais v rus ent ricos segundo suas fam lias a Fam lia Picornaviridae A fam lia Picornaviridae uma das maiores fam lias de v rus e inclui alguns dos mais importantes v rus humanos e animais Como o nome da fam lia indica esses v rus s o pequenos pico com di metro variando de 20 a 30 nm Apresentam material gen tico do tipo RNA com filamento nico e linear caps deo icosa drico n o envelopado e se replicam no citoplasma da c lula infectada Os caps deos desses v rus s o muito est veis em condi es ambientais adversas e no trato gastrointestinal sendo est veis em pH entre 3 e 9 o que facilita sua transmiss o fecal oral seja pelo consumo de gua e alimentos contaminados seja entre pessoas mecanismo m o boca
501. patog nicas Yersinia por sua vez pode sobreviver em temperaturas pr ximas de refrigera o acentuando o potencial de transmiss o por alimentos contaminados 38 Desinfec o de Efluentes Sanit rios V rus Os v rus s o uma classe heterog nea de agentes infecciosos Podem variar em tamanho morfologia complexidade hospedeiro e na forma como afetam seus hospedeiros Entretanto algumas caracter sticas s o compartilhadas por todos os v rus a Consistem em um genoma que pode ser DNA ou RNA envolvido por uma cobertura prot ica protetora caps deo Frequentemente essa cobertura encontra se envolvida por um envelope de prote nas lip dios e carboidratos b Os v rus s podem se multiplicar no interior de c lulas vivas sendo absolutamente dependentes da c lula hospedeira para obter energia e sintetizar suas prote nas Assim s o considerados parasitas intracelulares obrigat rios c Seus ciclos de multiplica o incluem como passo inicial a separa o do genoma da cobertura prot ica Os v rus s o classificados de acordo com a morfologia a natureza qu mica e f sica dos componentes virais a estrat gia usada para express o gen tica e o modo de replica o De modo geral o ciclo de replica o viral envolve as seguintes etapas a adsor o pode ocorrer por atra o i nica ou intera o com receptores espec ficos na membrana da c lula hospedeira b penetra o pode ocorrer por e
502. pectos te ricos fundamentais sisters pas pao ipa dessa ds assa il ala ad Organismos do solo rear Propriedades do sOlO aa UA Ea a E EEEE EEE TAAS Ea AEE A AaS iati Qualidade da dO ara eeann acesa ii i E E E I RA Remo o natural ssiri aE aE E E EERE RERE R IEE AVAT ae KEE EE E E T E Protozo rios e helmintos sssssseesseessesoesseesseroesrtrsstenesrersstrsssrersrersrrressrersee Remo o natural em alguns sistemas ra Escoamento subsupenticial natas pedradas na aaa Saga a Aran Desinfec o natural pela luz solar pai sa ais dna aids Riscos pata a sa de rata are Eea a na E E E a A A ERE Descri o da tecnologia utilizada no PROSAB a Proj tos na Unicamp ns oen ae a Projetos na UFPE oiae A T E Crit rios d projetoni nren ean e aaa E E E aaa Asp ctos perais aae e e an Rasa A a e e T a Vala de filtra o se a A dad aaa pa Da aS PIltro jd erarela assess tros aaa ade do Matos ODAS SU Roo Sia ab ab Cho dada da de Valade Inacio a a A E A O CRISTO oo E pe DOR on dc A CG DD E E Dimensionamento e an lise do custo de implanta o do sistema de tanque s ptico e vala de filtra o s s s Refer ncias bibliogr ficas ssa crase raised ia ninidad dad o RN LA Sa A XIV Desinfec o de Efluentes Sanit rios Cap tulo 9 Outros Processos de Desinfec o cseteeeeererereeess 389 Introdi o sas caio Siena LAIO Ra DEE RR TENS nd COPE aa na 389 O on ferrato VI no controle de qualidade dos
503. plica o da solu o de cloro Duas configura es s o usualmente utilizadas vertedor submerso e ressalto hidr ulico e Misturador mec nico instalado em uma pequena c mara de mistura com reduzido tempo de resid ncia preferencialmente da ordem de 1 segundo ou menos e gradiente de mistura variando entre 1 500 e 3 000 s Chernicharo et al 2001 citando Metcalf amp Eddy 1991 A utiliza o de misturadores mec nicos particularmente importante nas esta es que requerem baixas concentra es de coliformes fecais no efluente final No caso de misturadores mec nicos o gradiente de mistura G pode ser calculado por P uxVxG 4 13 em que P pot ncia dissipada na mistura kgf m s u viscosidade cinem tica do esgoto Kkgf s m V volume do tanque de mistura r pida m Cap 4 Clora oe Desclora o 135 G gradiente de mistura no tanque de mistura r pida s7 Para qualquer sistema de mistura adotado importante que o mesmo propicie o maior contato ou a maior homogeneiza o poss vel da solu o gasosa com o efluente a ser desinfetado De outra forma parte do cloro gasoso pode ser perdido podendo assim comprometer a efici ncia da desinfec o e aumentar os custos operacionais da instala o veja a Figura 4 9 Tubo de PVC perfurado Solu o de clor
504. po de deten o de 30 5 minutos Cap 4 Clora oe Desclora o 145 E ETE RSB UFRGS 5 0 ETE Serraria L facultativa 4 5 ETE Esmeralda UASB 4 0 ETE Sapucaia lodo ativado l 23 5 Ss 3 0 2 g 2 5 E 2 0 15 9 10 0 0 0 2 4 20 Tempo de teste h Figura 4 15 Ocorr ncia de trihalometanos na desinfec o de efluentes tratados com hipoclorito de s dio com dosagem de 13 mg L tempo de deten o de 30 5 minutos EB ETE RSB UFRGS 20 071 ETE Serraria L facultativa 18 0 EB ETE Esmeralda UASB e 16 0 O ETE Sapucaia lodo ativado E ss E ES E 14 0 S 12 04 H Li 2 10 0 I 80 e 60 EH LI 4 0 2 04 0 0 0 2 4 20 Tempo de teste h Figura 4 16 Ocorr ncia de HAAs na desinfec o de efluentes tratados com hipoclorito de s dio com dosagem de 6 mg L tempo de deten o de 30 5 minutos 146 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Na Figura 4 17 s o mostradas as concentra es de cidos haloac ticos para a dosagem de 13 mg L de hipoclorito de s dio para todos os quatro efluentes tratados Com essa maior dosagem a contamina o dos efluentes pelos cidos clorados ating
505. polli Lourdinha F dos Santos Maria Eliza Nagel Hassemer Miguel Mansur Aisse e Roque Passos Piveli Desinfec o A desinfec o um processo de tratamento que permite a destrui o ou a elimina o dos microrganismos suscet veis de transmitir doen as A destrui o ou a inativa o dos microrganismos patog nicos na desinfec o de efluentes dom sticos pode ser parcial de acordo com o uso pretendido para o mesmo Do ponto de vista de sa de o processo de desinfec o o est gio mais importante do tratamento de esgoto Os objetivos da desinfec o de guas residu rias s o prevenir a veicula o de doen as e proteger fontes de gua pot vel praias de banho corpos receptores utilizados para esportes aqu ticos e reas de cultivo de mariscos e peixes Os processos de desinfec o independentemente do desinfetante empregado s o efetivos apenas em efluentes de alta qualidade o que muitas vezes requer tratamento t o avan ado quanto o terci rio Devido interfer ncia de subst ncias presentes no esgoto tentativas de desinfec o de esgoto bruto proveniente de coletores simples ou combinados representam desperd cio de produtos qu micos tempo e energia Por interm dio da avalia o do estado da arte de desinfec o torna se claro que n o se atingir o os resultados desejados a menos que outras unidades do processo de tratamento estejam funcionando bem Assim o sistema de desinfec o al m de ser um
506. por Radia o Ultravioleta 219 e 5 25 cm f 5 25 cm P energia UV 254 nm emitida pela l mpada W 8 3 W L comprimento da l mpada 89 3 cm H comprimento do eixo colimador 59 5 cm o dist ncia do eixo da l mpada ao eixo colim 2 4 cm B dist ncia vertical do ponto ao eixo colim 13 2 cm 6 9 A H a B 75 1 cm Figura 6 3 Esquema de um reator UV do tipo colimador Considerando que o modelo proposto representado pela Equa o 6 10 recomenda se a resolu o da integral pela divis o em elementos e somat rio da reas trapezoidais abaixo da curva da fun o E xy L dx PEE oeo 220 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Para divis o dos limites de integra o em 25 elementos t m se Elemento x em I x mW cm dx em In T 9 2 Im dx l 5 250 1 31 E 03 2 4 830 1 31E 03 0 420 1 3055 E 03 5 5 E 04 3 4 410 1 31E 03 0 420 1 3065 E 03 5 5 E 04 4 3 990 1 31 E 03 0 420 1 3073 E 03 5 5 E 04 5 3 570 1 31 E 03 0 420 1 3081 E 03 5 5 E 04 6 3 150 1 31 E 03 0 420 1 3088 E 03 5 5 E 04 7 2 730 1 31 E 03 0 420 1 3094 E 03 5 5 E 04 8 2 310 1 31 E 03 0 420 1 3099 E 03 5 5 E 04 9 1 890 1 31 E 03 0 420 1 3104 E 03 5 5 E 04 10 1 470 1 31 E 03 0 420 1 3107 E 03 5 5 E 04 11 1 050 1 31E 03 0 420 1 3110 E 03 5 5 E 04 12 0 630 1 31 E 03 0
507. por aspers o com esgoto tratado pode dispersar v rus e bact rias no interior dos aeross is por m n o foi identificado risco real de transmiss o de infec es por essa via Andrade Neto 1997 acredita que esse fato decorrente da imunidade s doen as ent ricas virais end micas j adquiridas por expressivo porcentual da popula o A OMS 1989 recomenda a ado o de quatro medidas importantes para prote o da sa de p blica quando se pretende usar esgoto sanit rio na irriga o 1 tratamento das guas residu rias 2 restri o s culturas a serem irrigadas 3 controle da classe da gua utilizada e da exposi o humana sele o dos m todos de irriga o mais algumas medidas pontuais utiliza o de luvas botas etc e 4 fomento pr tica da higiene dom stica e pessoal As duas primeiras recomenda es s o as mais divulgadas em todo o mundo Entretanto um conjunto timo de medidas somente obtido quando o planejamento leva em considera o os condicionantes socioculturais institucionais e econ micos de cada lugar Blumenthal et al 1989 citados pela OMS 1989 propuseram um modelo gr fico Figura 8 1 atrav s do qual poss vel avaliar o grau de risco de contamina o imposto aos trabalhadores rurais e aos consumidores em fun o dos efeitos produzidos pelas quatro recomenda es da OMS barreiras sanit rias quando interpostas ao modelo com o prop sito de interceptar o percurso dos
508. portamento hidr ulico cin tica de inativa o e monitoramento em escala real A intensidade de radia o UV foi avaliada por medi es diretas no reator UV com l mpadas emersas em que uma ferramenta estat stica foi utilizada para determinar a intensidade m dia O suporte das l mpadas e a articula o das tampas refletoras de alum nio influenciaram a distribui o da intensidade UV nos canais que apresentou uma intensidade m dia de 0 689 mW cm Figura 6 18 E 1 05 0 90 0 75 0 60 0 45 0 30 0 15 0 00 Largura cm 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Comprimento cm Intensidade UV 254 nm mW cm Figura 6 18 Mapa de intensidade de radia o UV no fundo do reator A avalia o da hidrodin mica do reator foi realizada por meio de tra ador salino obtendo os indicadores de escoamento coeficiente de dispers o d e curto circuito Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 251 tio a partir das curvas de passagem Figura 6 19 Com os resultados obtidos pode se verificar que o escoamento no canal nas condi es hidr ulicas avaliadas pr ximo do padr o pist o pois o coeficiente de dispers o d foi inferior a 0 05 preconizado por Usepa 1986 O n vel de curto circuito tamb m reduzido pois t foi superior a 0 Pontos experimentais Curva de ajuste 0 060 0 045 l y 0 7907018 R 0 9234 o q 1 Coeficient
509. possibilidade de reversibilidade dos efeitos e a rela o entre a quantidade do t xico no sangue e nos tecidos A subst ncia administrada durante um logo per odo em doses concentra es compat veis com a sobreviv ncia dos elementos teste A dura o do ensaio pode ser muito vari vel de seis meses a muitos anos Em geral muitos estudos s o realizados em dois anos Por causa da dura o do experimento e dos sacrif cios intermedi rios necess rios para alguns estudos o n mero de elementos testados deve ser mais importante que nos casos de estudos de toxicidade aguda e subaguda A escolha das doses concentra es fun o dos resultados obtidos nos ensaios de toxicidade aguda e subaguda Como para o estudo de toxicidade subaguda os reagentes biol gicos s o observados regularmente de maneira a detectar todas as manifesta es t xicas Mas a diferen a entre toxicidade subaguda e toxicidade cr nica est no fato de a toxicidade cr nica permitir revelar com maior probabilidade os efeitos a longo termo como os efeitos cumulativos ou sua somatiza o Exames cl nicos bioqu micos e hematol gicos s o efetuados em intervalos regulares s vezes parte dos elementos sacrificada durante o estudo a fim de observar a apari o e a evolu o de les es anatomo histopatol gicas O conjunto desses exames permite acompanhar o desenvolvimento e evolu o dos efeitos t xicos durante o tempo de vida Os testes estat stico
510. postulados e os requisitos de atributos dos indicadores mencionados na introdu o desta se o conclui se que rigorosamente os coliformes bem como os estreptococos s se prestam como indicadores da inativa o de bact rias patog nicas Portanto ao aferir a qualidade bacteriol gica do efluente tratado a aus ncia dos coliformes totais j seria um indicador adequado e suficiente da efici ncia do tratamento uma vez que apresentam taxa de decaimento inativa o similar ou inferior dos coliformes termotolerantes e da E coli Al m disso os coliformes apresentam se usualmente em maiores densidades no esgoto bruto e via de regra a taxa de decaimento das bact rias patog nicas superior ou no m nimo similar dos coliformes Conclui se que a redu o dos coliformes a uma certa densidade residual no efluente e n o necessariamente sua aus ncia no efluente pode corresponder aus ncia de bact rias patog nicas Dependendo da densidade no esgoto bruto e do processo de tratamento empregado esse racioc nio tamb m pode valer para a indica o da inativa o de v rus configurando uma exce o regra de que coliformes n o s o bons indicadores da qualidade virol gica de efluentes Esse um entendimento particularmente aplic vel s lagoas de estabiliza o com elevados tempos de deten o hidr ulica e onde a inativa o segue uma cin tica mais lenta Aqui reside a l gica da diretriz de qualidade bacte
511. preparo dosagem e aplica o de di xido de cloro para as condi es do Exemplo 1 a Dimensionamento do tanque de contato Determine o volume do tanque de contato a partir da Equa o 4 14 Ado o do tempo de resid ncia no tanque de contato t Adotado o valor de t 20 min para a vaz o m dia a partir da se o Pesquisas com o di xido de cloro V Qwea x t 17 1 L s x 20 min x 60 s min V 20 520 L 20 3 m Determine as dimens es do tanque de contato a partir da Se o Tanque de contato LxBxH 12 0 x1 2x1l5m b Dimensionamento do sistema de gera o de di xido de cloro Ado o da concentra o de di xido de cloro C Adotado o valor de C 5 mg L a partir da se o Pesquisas com o di xido de cloro D Qx C 17 1 L s x 5 mg L 85 5 mgs 307 8 g h 0 31 kg h Adotado equipamento para gerar at 750 g h c Dimensionamento do sistema de gera o de di xido de cloro Ado o do sistema de gera o do di xido de cloro Adotado o processo a partir do cido clor drico e do clorito de s dio citado na se o Produ o do desinfetante 1 Dosador de cido clor drico a 33 e Adotado 7 02 kg HCI kg CIO 6 L kg e Consumo de cido clor drico 6 00 x 0 31 1 9 L h e Dosador de cido clor drico 5 L h Cap 4 Clora oe Desclora o 165 2 Dosador de clorito de s dio a 25 Adotado 7 50 kg NaClO kg CIO 6 L kg Consumo de cido clor drico 6 00 x 0 31 1 9 L h Dosador de
512. projeto de sistemas de desinfec o normalmente tem sido realizado com base em regimes ideais de escoamento Em situa es reais os padr es de escoamento nesse tipo de unidades podem desviar se significativamente do ideal fazendo com que a efici ncia hidr ulica alcan ada pelo tratamento seja inferior esperada durante a fase de projeto Os desvios entre os regimes real e ideal de escoamento s o causados por v rios aspectos dentre os quais se destacam curtos circuitos recircula es zonas mortas e misturas Siqueira amp Teixeira 1999 As curvas apresentadas na Figura 3 3 foram obtidas em testes hidr ulicos com tra adores de escoamento realizados pelo grupo da Universidade Federal do Esp rito Santo em um reator de desinfec o por radia o ultravioleta 98 Desinfec o de Efluentes Sanit rios A inje o do tra ador foi do tipo pulso no tempo t O Para facilitar a compara o entre as curvas de passagem e sua interpreta o estas normalmente s o adimensionalizadas curva E ordenada concentra o de tra ador medida concentra o m dia C C e abscissa tempo tempo te rico de deten o hidr ulica t 9 O centr ide representa o tempo de deten o hidr ulico real da unidade Outros indicadores de mistura e curto circuito que permitem caracterizar o escoamento em um reator quali e quantitativamente podem ser extra dos das curvas de passagem como coeficiente de dispers o vari ncia coeficiente d
513. qu mica como a clora o costuma se recorrer ao fator Ct isto a dose expressa como produto da concentra o do agente qu mico empregado C pelo tempo de contato t no controle do processo Deve ser lembrado que nos processos qu micos de desinfec o como em muitos casos s o empregados agentes oxidantes poder ocorrer consumo de parte dos compostos dosados em rea es com agentes redutores presentes nos esgotos Essas rea es s o relativamente r pidas e preferenciais de forma que nem toda dose aplicada estar dispon vel para desinfec o Assim a cin tica da inativa o microbiana dever ser baseada na dose residual que estar efetivamente presente no esgoto ap s a satisfa o da demanda e n o na dose aplicada Esses conceitos de demanda e residual n o s o aplic veis desinfec o com luz ultravioleta Na desinfec o de esgotos por clora o conforme ser visto o balan o entre demanda e residual e a associa o com a efici ncia do processo de desinfec o complicada por causa da presen a de am nia que reage rapidamente com o cloro gerando outros agentes desinfetantes as chamadas cloraminas com potenciais diferentes do cloro residual livre para inativa o dos diversos organismos presentes 90 Desinfec o de Efluentes Sanit rios A informa o essencial para o projeto de um sistema de desinfec o a taxa de inativa o dos organismos alvo O efeito da concentra o ou da intensi
514. qua es simplificadas tais como Qp Jm S 9 5 Q fluxo de permeado do sistema L h Jim taxa de fluxo atrav s da membrana L h m N II rea superficial ativa da membrana m O fluxo atrav s da membrana fun o de diversas vari veis espec ficas da membrana e par metros operacionais do sistema bem como da ocorr ncia de fouling ou seja a deposi o de uma camada de part culas s lidas na superf cie das membranas que pode afetar significativamente a taxa de filtra o A rea de m dulos de microfiltra o e ultrafiltra o situa se na faixa de 1 a 15 m por m m dulos com rea de membrana de at 50 m est o em desenvolvimento Os par metros operacionais que afetam diretamente a taxa de fluxo s o e Press o e Concentra o na alimenta o e Temperatura e Taxa de fluxo e turbul ncia no canal de alimenta o A press o aplicada na membrana par metro de fundamental import ncia na determina o da taxa de fluxo Na modalidade de filtra o direta a press o aplicada na membrana corresponde a P PeP 9 6 em que P press o na alimenta o P press o no permeado P Quando o sistema operado em fluxo cruzado a press o m dia aplicada na membrana corresponde a Pim Pe Ps 2 Pp 9 7 em que P press o na sa da do m dulo 406 Desinfec o de Efluentes Sanit rios A press o aplicada atrav s de membranas de microfiltra o usualmente varia
515. r o e atividades dos microrganismos os quais usam a mat ria org nica contida nos despejos como alimento convertendo a em mat ria mineralizada nutrientes que fica disposi o da vegeta o Essas mat rias mineralizadas s o muito convenientes na recupera o dos solos agr colas proporcionando no caso dos efluentes l quidos dispostos no sistema solo plantas reflexos positivos nas condi es socioecon micas regionais Essa t cnica de disposi o no solo tamb m eficiente na remo o de patog nicos e constitui uma atividade essencialmente de reciclagem do solo e da gua Em trabalho realizado por Lucas Filho 2000 apesar de o efluente conter baixa carga org nica os m dulos de escoamento subsuperficial apresentaram boa efici ncia na remo o de DQOt acima de 50 DQOf com m dia de 52 COT com m dia de 54 e s lidos suspensos com m dias superiores a 70 o que representa uma solu o muito boa para a regi o do semi rido nordestino tanto do ponto de vista ambiental como econ mico Em rela o remo o de nutrientes Lucas Filho 2000 obteve m dia superior a 9 para o nitrog nio amoniacal e a remo o de f sforo obteve m dia de 91 Cap 8 Disposi o no Solo 349 concluindo que sendo baixa a concentra o de mat ria org nica esse resultado mostrou efici ncia bastante consider vel principalmente pelo contato da gua residu ria com a matriz solo e sua capacidade limite da adsor o
516. r a necessidade de manter aumentar ou diminuir a produ o de di xido Sensores de residual de cloro livre ou di xido recebendo amostras do esgoto efluente do tanque de contato tamb m podem ser interligados ao processador a fim de garantir o residual preestabelecido como por exemplo 0 3 mg L Figura 4 11 Os medidores de vaz o s o submetidos interfer ncia da espuma que se forma na regi o do ressalto hidr ulico da Calha Parshall Os sensores de residual por sua vez devem ser mantidos regularmente principalmente quanto limpeza troca de membranas e calibra o Vai ao gerenciador de produ o de di xido de cloro Medidor controlado de di xido de cloro CP Medidor de vaz o Alojamento aclopado a sensor de residual de di xido de cloro Chegada de amostra do tanque de contato Retorno ao tanque de contato Figura 4 11 Controle da dosagem de di xido de cloro ETE Cambu Campo Largo PR Tanque de contato A fun o desse tanque garantir um tempo suficiente de perman ncia do esgoto em contato com o cloro a fim de possibilitar adequada desinfec o Para tal pelo menos 80 a 90 do esgoto deve ficar retido no tanque de contato por um determinado intervalo de tempo A melhor forma de conseguir isso pelo uso de tanques com regime de escoamento de fluxo pist o plug flow Esses tanques devem apresentar rela es comprimento largura de ao menos 10 1 e preferencialmente d
517. ra contato resulta em aproximadamente 0 15 m por m de gua A press o do g s na sa da dos difusores deve ser da ordem de 0 7 atm Di Bernardo 1993 A Figura 5 8 mostra um esquema de um sistema de ozoniza o por difus o de bolhas com duas colunas uma de transfer ncia de oz nio e outra de contato Reservat rio O para de efluente atmosfera OS PAS A E RR a ji 1 1 1 1 i Bomba 8 centr fuga C O para s medi o Gerador 5 2 e oz nio E T S 9 Rot metro 2 Trailigaz 1 a Q S fu o Ko S g o gt 8 S Q E gt O Registro O amp E Sa da Difusor poroso de efluente ABsSS SDAR SSL ASDOSLISiSDosSLnssscassaas Figura 5 8 Esquema de um sistema de ozoniza o por difus o de bolhas Fonte Bassani 2003 Para aplica es reais em tratamento de gua e efluentes preciso considerar al m do fluxo difusivo velocidade de deslocamento das fases l quida e gasosa o fluxo de massa advectivo decaimento temporal das concentra es de oz nio na fase l quida provocado pelo efeito de oxida o e pela pr pria degrada o do oz nio em oxig nio resultante do fato de o processo de tratamento ser uma opera o em cont nuo Cap 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o 181 Na maioria das unidades que usam o processo de desinfec o por ozoniza o essa opera o pode ser realizada em reatores de contato compartimenta
518. radia o UV maior fotoss ntese maior OD e maior pH Como mencionado a incorpora o deste e de outros fatores na equa o levaria a um modelo bastante sofisticado necessitando de dados de entrada de dif cil obten o na pr tica O regime hidr ulico idealizado de mistura completa a Aspectos gerais Apesar das grandes vantagens amplamente reconhecidas para o modelo de fluxo disperso admite se que o modelo idealizado de mistura completa tem sido mais utilizado pelos projetistas Lagoas que s o relativamente quadradas ou n o muito alongadas podem ser representadas segundo o modelo hidr ulico de mistura completa Na pr tica a mistura completa n o ocorre totalmente o que justifica que se considere esse regime hidr ulico como idealizado A equa o b sica do modelo de mistura completa est apresentada na Tabela 7 7 A Figura 7 10 ilustra as efici ncias e o n mero de unidades logar tmicas removidas para diferentes valores do par adimensional K t e do n mero de c lulas ideais de mistura completa em s rie Na figura observa se a maior efici ncia te rica do reator de fluxo em pist o ideal n mero infinito de c lulas Elevadas efici ncias de remo o com tempos de deten o n o excessivos somente podem ser atingidas com um n mero de c lulas em s rie superior a 3 ou 4 b O coeficiente de decaimento bacteriano K segundo o regime de mistura completa Deve se destacar que em princ pio o coeficiente de decaimen
519. ral pelo consumo de gua e alimentos contaminados Diferentemente de outros v rus ent ricos como o v rus da hepatite A a transmiss o fecal oral entre pessoas mecanismo m o boca do VHE parece n o ser importante A hepatite E ocorre tanto na forma epid mica como em casos espor dicos Epidemias s o frequentes ap s calamidades em fun o da contamina o de alimentos e mananciais de gua principalmente em reas com infra estrutura de saneamento prec ria Casos espor dicos ocorrem em regi es consideradas end micas sendo comuns em viajantes e popula es de imigrantes De forma semelhante ao verificado para a hepatite A a doen a causada pelo VHE tem evolu o benigna Entretanto quando acomete gestantes a doen a pode evoluir de forma fulminante com letalidade em torno de 20 A infec o pelo VHE acomete principalmente adultos jovens 15 a 40 anos de idade diferentemente da hepatite A que ocorre mais entre crian as e adolescentes H evid ncias de que a hepatite causada pelo VHE uma zoonose sendo o su no o hospedeiro natural do v rus d Fam lia Adenoviridae Os adenov rus humanos pertencem fam lia Adenoviridae g nero Mastadenov rus S o v rus n o envelopados DNA de fita dupla com caps deo icosa drico fibras de hemaglutinina e di metro de 70 80 nm H mais de 49 sorotipos de adenov rus classificados em seis grupos A B C D Ee F Os adenov rus cl ssicos pertencentes a 46 Desi
520. ral que fixa o organismo em um tecido de onde sugam fluidos do hospedeiro por exemplo Paragominus pulm o e Schistosoma sistema circulat rio Os cest ides s o parasitas intestinais e tamb m possuem ventosas ou ganchos para fixarem se na mucosa intestinal A maioria dos platelmintos parasitas dos seres humanos apresenta est dio de desenvolvimento larval fora do organismo humano e necessita de hospedeiro intermedi rio por exemplo Paragominus peixes Schistosoma mansoni caramujo e Taenia bovinos e su nos a Cest ides Hymenolepis nana Uma das caracter sticas dessa helmintose a exist ncia de dois tipos de ciclo um em que prescinde de hospedeiro intermedi rio e outro em que usa hospedeiros intermedi rios representados por insetos pulgas e cole pteros No primeiro caso os ovos eliminados imediatamente infectantes s o ingeridos por pessoas normalmente crian as e eclodem no intestino delgado produzindo uma larva cisticerc ide que posteriormente se desenvolve para o verme adulto Este possui 62 Desinfec o de Efluentes Sanit rios vida curta pois cerca de 14 dias depois morre e eliminado No ciclo que envolve hospedeiros intermedi rios os ovos existentes no meio ambiente s o ingeridos pelas larvas de alguns insetos e no intestino desses hospedeiros se transformam em larva cisticerc ide A infec o humana ocorre pela ingest o acidental de insetos contendo larvas que ao chegarem ao intestino del
521. ralis em rela o aos demais a exist ncia de duas fases bem definidas uma que ocorre no meio ambiente 60 Desinfec o de Efluentes Sanit rios e de vida livre e outra que ocorre no interior do hospedeiro e obrigatoriamente de vida parasit ria Os ovos eliminados para o meio exterior pelas fezes eclodem no ambiente produzindo est dios de larvas de vida livre que se alimentam de mat ria org nica e microrganismos infec o ocorre quando o est dio de larva infectante penetra ativamente atrav s da pele da conjuntiva e das mucosas ou passivamente por via oral As f meas adultas de Ancylostoma liberam mais ovos que as de Necator respectivamente 104 2 x 10t e5 x 103 104 ovos dia sendo que ambos uma vez no solo dependendo de condi es mais ou menos favor veis eclodem e passam rapidamente ao est dio de larva infectante ou em contrapartida podem morrer ou perder viabilidade tamb m rapidamente Os ovos e as larvas na forma infectante podem sobreviver no solo por per odos m dios de 3 8 semanas O r pido desenvolvimento fase infectante um fator que favorece a transmiss o enquanto a moderada sobreviv ncia age contrariamente A r pida eclos o dos ovos tamb m fator desfavor vel ao se registrar que isso pode ocorrer em esta es de tratamento de esgotos e portanto facilitar a sa da de larvas com o efluente A sobreviv ncia das larvas em gua e esgotos varia de poucos dias a poucas semanas A
522. ram protozo rios emergentes como Microspor deos Cyclospora cayetanensis e Isospora belli Os protozo rios formam um grupo grande e diverso A classifica o das esp cies em filos e subfilos baseada em caracter sticas como motilidade superf cie celular estruturas para alimenta o estrutura nuclear dentre outras A seguir apresentam se resumidamente algumas caracter sticas dos protozo rios mais usualmente associados aos esgotos sanit rios e sobre os quais j se re nem informa es mais consolidadas sem entretanto detalhar crit rios de classifica o taxon mica Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 49 a Entamoeba histolytica Ciclo biol gico Hospedeiro humano ingest o de cistos transmiss o fecal oral gua alimentos m os e utens lios ruptura dos cistos e libera o do trofozo to intestino grosso reprodu o por divis o bin ria novos trofozo tos e encistamento excre o de cistos e trofozo tos gt ambiente gua solo alimentos reduzida sobreviv ncia cistos lt 1 semana trofozo to morte quase imediata hospedeiro humano ingest o de cistos A Entamoeba histolytica essencialmente um parasita do intestino grosso sendo a respectiva patologia a ameb ase por vezes referida como disenteria amebiana A ameb ase considerada uma das mais virulentas e letais parasitoses sendo nica dentre outras amebas que parasitam o in
523. ratado atrav s do escoamento subsuperficial em solo preparado com cobertura vegetal In CHERNICHARO C A L Coord P s tratamento de efluentes de reatores anacr bios colet nea de artigos t cnicos v 2 Belo Horizonte PROSAB 2001 p 29 38 Cap 8 Disposi o no Solo 387 MELO H N S ANDRADE NETO C O de LUCAS FILHO M PEREIRA M G P s tratamento de esgotos sanit rios por disposi o no solo em bacia de infiltra o e coluna de areia In CHERNICHARO C A L Coord P s tratamento de efluentes de reatores anaer bios colet nea de artigos t cnicos v 1 Belo Horizonte PROSAB 2000 p 17 24 MINIST RIO DO TRABALHO E EMPREGO Seguran a e Medicina do Trabalho Lei 6 514 GM 22 de dezembro de 1977 49 ed S o Paulo Editora Atlas S A 2002 NATALIN O JR Avalia o das valas de filtra o como m todo de p s tratamento de efluentes anaer bios 2002 176 f Disserta o Mestrado Departamento de Saneamento e Ambiente Faculdade de Engenharia Civil Unicamp Campinas NUVOLARI A Inertiza o de lodo de esgoto em tijolos cer micos maci os aspectos tecnol gicos e ambientais 2002 238 f Tese Doutorado Departamento de Saneamento e Ambiente Faculdade de Engenharia Civil Unicamp Campinas OATES P M SHANAHAN P POLZ M F Solar disinfection SODIS simulation of solar radiation for global assessment and application for point of use water treatment in Haiti Water Research v
524. rcionam tima transfer ncia do g s para o meio l quido cerca de 80 a 85 com tempo de contato muito reduzido 1 a 2 segundos Esses dispositivos normalmente s o confeccionados em a o inoxid vel em m dulos dispostos verticalmente em s rie no interior de uma tubula o Cada m dulo composto por uma s rie de chapas onduladas soldadas perpendicularmente uma em rela o a outra O l quido flui pelos m dulos em sentido descendente enquanto o g s oz nio injetado em linha a montante dos m dulos arrastado pela gua enquanto tenta fluir em sentido contr rio Para obter bons resultados na transfer ncia deve se observar a seguinte rela o entre vaz o do g s Qg e vaz o do l quido QL Qg QL lt 0 15 A Figura 5 13 mostra o esquema de um misturador est tico e a fotografia de alguns m dulos 184 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Afluente Oz nio gt Misturador est tico m dulos M dulos Efluente e g s Figura 5 13 Esquema do misturador est tico e m dulos em a o inox Fonte Adaptado de Dalsasso 1999 Capacidade de gera o e efici ncia de transfer ncia Concentra o de oz nio no meio l quido A concentra o de oz nio na gua ozonizada pode ser medida pelo m todo espec fico do trisulfonato ndigo que tem por base o princ pio da oxida o seletiva de uma mol cula org nica colorida pelo oz nio molecular em condi es experimentais A descolora
525. re os processos de tratamento de esgotos sanit rios que foram objeto de desenvolvimento aperfei oamento dos editais anteriores Dessa forma os efluentes dos seguintes tipos de processos foram utilizados nas pesquisas de desinfec o Cap 1 Introdu o 25 e Reatores anaer bios UASB tanques s pticos e filtros anaer bios e Associa o de processos anaer bios e aer bios mecanizados UASB lodos ativados UASB filtros percoladores UASB biofiltros aerados submersos e Associa o de processos anaer bios e aer bios naturais UASB lagoas de polimento UASB infiltra o r pida UASB valas de infiltra o e Outros filtra o terci ria de efluentes secund rios No que se refere aos objetivos de desinfec o processos naturais e artificiais foram objeto dos diferentes projetos de pesquisa Dentre os processos naturais a disposi o controlada no solo em valas de infiltra o e em sistemas de escoamento superficial e diferentes tipos de lagoas de estabiliza o matura o e polimento foram objeto de estudo Os processos f sicos contemplados foram os reatores de radia o UV dos tipos com l mpadas imersas e com l mpadas emersas e a filtra o terci ria com suporte de produtos qu micos para coagula o flocula o Dentre os processos qu micos destacam se as diferentes formas de clora o e a desclora o de efluentes bem como a ozoniza o utiliza o de ferrato de pot ssio gerado in lo
526. reciso tomar cuidado para que o aqu fero tamb m n o seja contaminado Cap 8 Disposi o no Solo 347 pois altos n veis de concentra o de pat genos no lodo podem levar contamina o deste e afetar seu uso Liu 1982 Segundo Thiriat et al 1997 a disposi o do lodo no solo uma alternativa econ mica mas que deve ser cuidadosamente monitorada para prevenir qualquer contamina o com pat genos como por exemplo cistos de Giardia que podem trazer s rias consequ ncias para a sa de p blica De acordo com a EPA 1992 a sa de p blica e dos animais pode ser protegida dos pat genos existentes no lodo de diversas formas dentre as quais se pode citar e redu o do n mero de pat genos pelo tratamento do lodo e ou atenua o ambiental e redu o do transporte de pat genos por vetores pela elimina o ou por sua redu o e limitando o contato humano e de animais nos locais em que o lodo for utilizado at que os n veis desses pat genos diminuam naturalmente A principal forma de transmiss o das doen as causadas pelos pat genos que podem estar presentes no lodo a via oro fecal Os indiv duos contaminados eliminam em suas excretas as formas infectantes desses organismos que acabam atingindo a rede de esgoto dom stico e de forma inadequada o solo Quando as condi es de saneamento s o prec rias e n o h tratamento adequado do esgoto essas formas acabam sendo eliminadas e descartadas j
527. recomenda o da taxa de irriga o indicada pela EPA est entre 0 22 e 1 17 L s ha sendo poss vel estimar que ela se encontre entre 0 5 e 1 0 L s ha A Figura 8 2 apresenta o esbo o de uma parcela ressaltando os limites de bordadura Bordadura Bordadura 0 40 0 60 0 40 0 60 0 40 0 60 0 40 Figura 8 2 Esquema de uma parcela com identifica o das linhas de bordadura e dos sulcos O efluente foi disposto em um sistema de irriga o por sulcos rasos cujas parcelas tiveram a seguinte configura o cinco linhas de plantio e quatro sulcos intermedi rios com 4 m de comprimento e 1 m de bordadura em cada extremidade A dist ncia entre cada linha de cultivo foi de 1 m Para monitorar a qualidade da gua subterr nea foram instalados 11 po os no terreno sendo 4 localizados no cen rio gua adubo e 6 no cen rio efluente entre as parcelas de diferentes cargas hidr ulicas Figura 8 3 Foi montado 1 po o denominado controle Po o 1 fora da rea de plantio A Figura 8 4 ilustra o aspecto externo de um po o de coleta de gua subterr nea alguns po os foram revestidos internamente e outros n o a fim de avaliar a interfer ncia do revestimento na qualidade da gua coletada disposi o dos po os obedeceu ao sentido do fluxo da gua subterr nea e ordem crescente das cargas hidr ulicas da esquerda para a direita l mina correspondente profundidade de irriga o de 20 40 e 60 cm Do total
528. recursos h dricos 391 O on ferrato VI desinfetantes banca inaadao feenihetene ini nnias dicas Shah ana 392 Crit rios de projeto para a desinfec o com o ferrato VI 395 Exemplos de dimensionamento no uso do desinfetante ferrato VI 396 Custos e benef cios ambientais da desinfec o com o on ferrato VI 398 Processos oxidativos avan ados na desinfec o de efluentes 399 Processo de desinfec o de efluentes por filtra o em membranas 400 Separa o de microrganismos por membranas eo 402 Dime nsioNamENtO sisses ea eau ne ss dana tada a 404 E E OE E A E E E E OR 406 Refer ncias bibliogr ficas prai abanar 407 Cap tulo 10 An lise Critica isese n enia E EEEE 409 Justificativas para a desinfec o ssseseseseissereserersrssrstsrrererrersrserererrerereese 409 Op es de desinfec o soniers e E E a E a e ASA 410 Compostos d C OLO sssri eseis i 410 Radia o Ultravioleta semanas asia a E ba 416 OZ NIO sunbasnosis sat dass a EA Da ASS Sl ADO DR da deu CGU sat RSRS RR TA 417 Lagoas d ematuta ao dubla Nan nad A ENEE EE A a aaia inet 418 Custos davdesintec o areannnnn aeee e e E O E e sea t 419 ComchuS ES ni e n R EE TOE EI RRE E 421 Refer ncias bibliogr ficas seisis sgeine ena e E e i a aa 421 Pref cio O PROSAB tem por objetivo geral apoiar o desenvolvimento da pesquisa e o aperfei oam
529. resentada por Levenspiel 1972 Scheible 1987 desenvolveu e validou o modelo apresentado na Equa o 6 16 uL N Noexp zp EEL an py p u 6 16 em que Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 243 N concentra o de microrganismos no efluente irradiado NMP 100 ml N concentra o de microrganismos no afluente NMP 100 ml u velocidade m dia do escoamento cm s L comprimento do trecho monitorado cm D coeficiente de dispers o longitudinal cm s k constante de inativa o s O valor de k pode ser calculado pela Equa o 6 17 k a D 6 17 em que I intensidade UV m dia no reator mW em N densidade de microrganismos associados mat ria particulada NMP 100 ml Por sua vez o valor de N calculado atrav s de Np c SS 6 18 em que SS concentra o de s lidos suspensos mg l a b c m coeficientes emp ricos As limita es desse processo concentram se na necessidade de obten o pr via do coeficiente de dispers o e na baixa correla o normalmente obtida no ajuste da Equa o 6 16 com dados de amostras irradiadas com altas doses Loge et al 1996 Emerick amp Darby apud WEF 1996 propuseram um modelo emp rico com base em caracter sticas do afluente Equa o 6 19 N A SS TF No B dose 6 19 em que N concentra o de microrganismos no efluente irradiado NMP 100 ml SS concentra o de
530. reservat rios da doen a Por m a taxonomia do g nero Cryptosporidium ainda motivo de controv rsias e um dos pontos de destaque nas pesquisas sobre este protozo rio por isso e de forma an loga Giardia deve se preferencialmente referir se ao organismo detectado em amostras ambientais gua e esgotos genericamente como Cryptosporidium spp Helmintos Os helmintos constituem um grupo de organismos eucariotas pluricelulares quimio heterotr ficos pertencentes ao reino Animalia Esses organismos se caracterizam por em geral apresentar de forma completa ou incompleta sistema digestivo circulat rio nervoso excretor e reprodutivo sendo portanto altamente especializados para viverem como parasitas humanos Os helmintos patog nicos aos seres humanos pertencem a dois filos Platyhelminthes platelmintos vermes 4 Heller et al 2002 encontraram densidades de 1 102 oocistos L no esgoto sanit rio em Belo Horizonte MG Bastos et al 2002 encontraram 4 0 510 oocistos L em mananciais de abastecimento de Vi osa MG 56 Desinfec o de Efluentes Sanit rios achatados e Aschelminthes asquelmintos vermes cil ndricos ou redondos O filo Platyhelminthes inclui as classes Trematoda tremat ides e Cestoda cest ides e o filo Aschelminthes a classe Nematoda nemat ides Apesar de ovos 30 70 x 22 50 um e larvas de helmintos serem vis veis apenas ao microsc pio os organismos propriamente ditos larv
531. rg nicos Oxida o Fen is Rea es para formar fen is clorados e quinonas Fonte Richardon et al 1994 Como foi propriamente citado o di xido de cloro oxida o ferro e o mangan s as rea es envolvidas s o as seguintes CIO 5 Fe HCO gt 3 H20 gt 5 Fe OH 10 CO CI H 4 7 2 CIO 5 Mn 6 H20 5 5 MnO 12 H 2 CF 4 8 As rea es anteriores s o favorecidas em condi es alcalinas O di xido de cloro tamb m tem sido usado para elimina o de bact rias do ferro pois o cloro livre mesmo com teor residual acima de 5 mg L n o tem sido eficiente Di Bernardo 1993 Portanto os melhores desinfetantes podem alcan ar a mais eficiente desinfec o pelo menor produto C x t podendo assegurar adequada desinfec o sob v rias condi es de opera o como fluxos elevados e temperaturas baixas Os valores de C x t mg L x min est o em fun o de desinfetantes diferentes temperatura e Cap 4 Clora oe Desclora o 127 pH Os valores C x t do di xido de CIO est o entre o cloro livre Cl e o oz nio O de acordo com a Tabela 4 7 Tabela 4 7 Lista dos intervalos C x t de produtos na inativa o de v rios microrganismos por alguns desinfetantes Microrpani mio Cloro Cloraminas Di xido de cloro Oz nio pH 6 7 PH 8 9 PH 6 7 PH 6 7 E coli 0 034 0 05 95 180 0 4 0 75 0 02 Poliov rus 1 1 2 5 768 3 740 0 2 6 7 0 1 0 2
532. rganismos submetidos irradia o Daniel 1993 Foram realizados experimentos tomando se por amostras o efluente de lodo ativado adicionado de efluente do tanque de aera o em diferentes propor es para Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 267 simular o aumento da concentra o de s lidos em suspens o Os testes mostraram que mesmo para altas concentra es de s lidos em suspens o foram obtidas redu es em torno de 3 casas logar tmicas efici ncia de 99 9 Nos ensaios com amostras de efluente de reator UASB o efluente desinfetado apresentou valores entre 1 0 E 03 e 1 0 E 04 para doses m dias acima de 25 mJ cm O n mero inicial de microrganismos do efluente anaer bio foram 2 casas logar tmicas maiores que o efluente de lodo ativado Em termos de efici ncia no entanto os 2 efluentes apresentaram valores semelhantes com remo o da ordem de 4 a 5 casas logar tmicas Para o efluente das lagoas de estabiliza o a remo o foi em torno de 2 casas logar tmicas para doses m dias a partir de 20 mJ c2 varia o de 20 80 mJ cm O efluente das lagoas com caracter sticas de 1 2 E 03 E coli 100 ml s resultados dos ensaios realizados em cont nuo com o efluente de lodo ativado confirmou os valores obtidos nos testes com o colimador batelada Para doses m dias acima de 20 mJ cm observou se que a inativa o de E coli foi superior a 4 casas logar tmicas Ovos de Ascaris lumbricoides
533. ricano de 60 ug L para re so de efluentes tratados O custo total de instala o mais opera o da hipoclora o e da declora o em tanque de contato de cloro para popula es de 500 a 2 000 pessoas ficou em torno de R 0 042 m para hipoclora o e R 0 045 m para desclora o A Pontif cia Universidade Cat lica do Paran PUCPR juntamente com a Companhia de Saneamento do Paran Sanepar desenvolveu estudos relativos desinfec o de efluentes sanit rios aplicando o hipoclorito de s dio em escala piloto Empregaram se nos ensaios efluentes secund rios provenientes de sistemas de tratamento com tecnologia UASB FB filtro biol gico percolador e UASB LA lodos ativados constru dos para vaz o de 250 L h ou seja popula o equivalente a 45 habitantes O hipoclorito foi obtido pelo processo eletrol tico empregando cloreto de s dio comercial em concentra o de 1 kg sal 10 L de gua produzido por batelada durante 8 horas A concentra o de HOCI produzido manteve se em cerca de 0 8 e sua aplica o em tanque de contato buscou concentra es de 2 a 10 mg L exigindo dilui o pr via do desinfetante com gua deionizada Foram realizados inicialmente testes de jarros visando a uma primeira aproxima o da dosagem a ser aplicada empregando tempos de contato de 30 minutos Para o sistema UASB FB de alta taxa a dosagem de 4 mg L produziu um efluente com concentra o de EC inferior a 103 NMP 10
534. rigem fecal e portanto risco de contamina o ou seja presen a de pat genos Entende se ainda que a densidade de indicadores indica o grau de polui o contamina o Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 75 Para tanto alguns requisitos ou atributos dos organismos indicadores de contamina o devem ser observados Cabelli 1978 e serem de origem exclusivamente fecal e apresentarem maior resist ncia que os patog nicos aos efeitos adversos do meio ambiente e apresentarem se em maior n mero que os patog nicos e n o se reproduzirem no meio ambiente e serem de f cil identifica o De fato n o h um nico organismo que satisfa a simultaneamente todas essas condi es Assim na aus ncia de um indicador ideal deve se trabalhar com o indicador mais adequado que seria aquele com a melhor associa o com os riscos de sa de relacionados contamina o de determinado ambiente Na avalia o da efici ncia de processos de tratamento na remo o de pat genos o emprego de organismos indicadores deve partir do seguinte entendimento e a aus ncia do organismo indicador no efluente indicaria aus ncia de pat genos pela destrui o e ou remo o de ambos por processos de tratamento e sua presen a no efluente seria em densidades s quais corresponderia a aus ncia de pat genos Nesse sentido para que um organismo cumpra o papel de indicador da efici ncia do tratament
535. riol gica de efluentes para a irriga o irrestrita da OMS lt 10 coliformes fecais 100 ml Entretanto em temos gerais isso teria de ser comprovado no emprego de processos de desinfec o Como os agentes desinfetantes geralmente s o potentes o mais frequente alcan ar a completa inativa o ou destrui o dos indicadores e dos v rus Entretanto aqui n o restaria outra alternativa al m da pesquisa dos pr prios v rus ou o recurso a indicadores n o biol gicos os par metros da desinfec o necess rios e suficientes para inativa o dos v rus por exemplo dose x tempo de contato CT No tocante avalia o da qualidade parasitol gia do efluente n o h indicador biol gico ou f sico que represente a remo o dos parasitas por sedimenta o ou filtra o Nesse caso tamb m n o h como evitar a pesquisa dos pr prios protozo rios e helmintos no efluente Entretanto em lagoas de estabiliza o a remo o de ovos de helmintos nemat ides intestinais humanos Ascaris Trichuris Necator e Ancylostoma com base em suas caracter sticas de sedimenta o tem sido aceita como indicadora da Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 79 remo o dos demais organismos sediment veis incluindo cistos e oocistos de protozo rios ex Entamoeba Giardia e Cryptosporidium OMS 1989 Esse o pressuposto impl cito na diretriz de qualidade parasitol gica de efluentes da OMS
536. rmalmente mais associada transmiss o fecal oral por contato pessoal por m surtos podem estar associados veicula o h drica A dose infectante bem mais baixa que a das salmonelas DI 102 e a letalidade pode ser elevada principalmente em crian as No meio ambiente Shigella isolada em n meros inferiores a Salmonellae muito provavelmente pela fonte de excre o ser exclusivamente humana Al m disso apresenta resist ncia e sobreviv ncia inferiores de sorte que a aus ncia de salmonela em amostras ambientais a n o ser em casos muito espec ficos e efluentes de esta es de tratamento de esgotos deve ser acompanhada da aus ncia de Shigella Deve se entretanto registrar que sua semelhan a com a E coli e mesmo com a salmonela associada s menores densidades usualmente presentes dificulta o isolamento de Shigella spp d Vibrio cholerae V cholerae s o bacilos Gram negativos levemente curvos com um nico flagelo polar aer bios anaer bios facultativos e fementadores Sua detec o por meio de testes bioqu micos relativamente f cil O subgrupo O 1 causa a forma epid mica classicamente reconhecida da doen a A c lera confere imunidade efetiva por m isso acaba por ser de certa forma irrelevante devido s diferen as antig nicas entre as diversas cepas assim uma mesma pessoa pode contrair a doen a mais de uma vez No recrudescimento da c lera na Am rica Latina o sorotipo amplamente dissemi
537. ro de dispers o d 296 Desinfec o de Efluentes Sanit rios UNIDADES LOG REMOVIDAS E EFICI NCIA DE REMO O 99 999 patit 99 99 E Fluxo em pist o d op E l E 34 i 1 3 e 2 o e Ea A a O ua EMI E Sn 14 0 T i 0 2 4 6 8 10 12 14 E T 4 Kb t Figura 7 8 Efici ncia de remo o de coliformes e n mero de unidades log removidas em uma lagoa nica para diferentes valores de K t e de d assumindo se o regime hidr ulico de fluxo disperso No caso de uma lagoa nica a figura ressalta a import ncia de ter baixo n mero de dispers o ou seja uma lagoa tendendo ao regime de fluxo em pist o de forma a aumentar a efici ncia de remo o Para obter efici ncias superiores a 99 9 3 log de remo o em uma lagoa nica com tempos de deten o n o superiores a 25 dias necessita se de um n mero de dispers o inferior a 0 3 ou preferencialmente inferior a 0 1 Esses n meros de dispers o s o obtidos apenas em lagoas que possuem rela o comprimento largura L B superior a 5 b Determina o do n mero de dispers o d A interpreta o do n mero de dispers o d se faz no sentido de que quando d tende a infinito o reator tende ao regime de mistura completa Por outro lado quando d tende a zero o reator tende ao regime de fluxo em pist o Em reatores existentes d pode ser obtido experimentalmente por meio de testes com tra adores No caso do projeto de novas
538. ro nasal importantes tamb m na transmiss o dos enterov rus 68 e 69 O enterov rus 70 tem um mecanismo diferenciado de transmiss o pode ser transmitido por objetos inanimados f mites e pela inocula o direta na conjuntiva por m o contaminadas Hepatov rus Pertencente ao g nero hepatov rus e relacionado s guas residu rias encontra se o v rus da hepatite A HAV Esse v rus foi anteriormente classificado como enterov rus sob a denomina o de enterov rus 72 entretanto recentemente 1991 foi reclassificado como hepatov rus S o v rus que t m por material gen tico um RNA de fita simples e possuem caps deo icosa drico n o envelopado com 27 nm de di metro Apenas 1 sorotipo foi identificado at o momento O VHA o agente etiol gico da hepatite A HVA tamb m conhecida como hepatite infecciosa ou hepatite epid mica doen a que acomete primariamente o tecido hep tico e eventualmente outros rg os e tecidos do organismo A HVA apresenta distribui o mundial e o principal mecanismos de transmiss o a forma fecal oral entre pessoas por m o consumo de gua e alimentos em particular frutos do mar contaminados tamb m tem significativa import ncia epidemiol gica Na maior parte dos casos o VHA causa infec es assintom ticas em crian as e sintom ticas em adultos sendo que as maiores preval ncias da doen a s o verificadas em popula es com n vel socioecon mico mais baixo b Fam lia
539. rodu o de g s carb nico algas 9 fotoss ntese produ o de oxig nio consumo de g s carb nico LAGOA FACULTATIVA O CO Energia luminosa Afluente Fotoss ntese Figura 7 1 Esquema simplificado de uma lagoa facultativa O processo de lagoas facultativas essencialmente natural n o necessitando de equipamento algum Por essa raz o a estabiliza o da mat ria org nica se processa em taxas mais lentas implicando a necessidade de elevado per odo de deten o na lagoa usualmente superior a 15 dias A fotoss ntese para que seja efetiva necessita Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 281 de elevada rea de exposi o para o melhor aproveitamento da energia solar pelas algas tamb m implicando a necessidade de grandes unidades Dessa forma a rea total requerida pelas lagoas facultativas a maior dentre todos os processos de tratamento dos esgotos excluindo se os processos de disposi o sobre o solo Por outro lado o fato de ser um processo totalmente natural est associado a maior simplicidade operacional fator de fundamental import ncia em pa ses em desenvolvimento A Figura 7 2 apresenta o fluxograma t pico de um sistema de lagoas facultativas prim rias Corpo LAGOA FACULTATIVA receptor Lagoa facultativa Grade Desarenador E Medidor de vaz o Fase Fase s lida s lida Figura 7 2 Fluxograma t pico de um sistema de lagoas facultativas prim rias E es
540. rodutos da ozoniza o de compostos org nicos normalmente s o esp cies qu micas mais polares em geral cidos menos vol teis e menos lipof licas e tendem a ser menos odorosas e t xicas Dentre os compostos inorg nicos que reagem bem com o oz nio molecular pode se citar e sulfureto HS reage rapidamente formando sulfato sulfito HSO nitrito NO oxidado rapidamente mesmo na presen a de outros solutos iodeto I brometo Br quanto mais brometo presente no efluente mais bromato formado pela ozoniza o e am nia NH ataca somente am nia livre ou n o protonada Gera o e aplica o de oz nio A produ o comercial do oz nio realizada pelo processo corona que consiste em aplicar uma corrente el trica em um fluxo gasoso de ar ou oxig nio O campo el trico aplicado fornece suficiente energia aos el trons para que estes rompam as duplas liga es da mol cula de O gerando dois tomos de oxig nio Esses tomos de oxig nio reagem com outra mol cula de O para formar as mol culas de O Como ele n o pode ser armazenado nem transportado deve ser gerado no pr prio local de consumo Os equipamentos atuais funcionam segundo o mesmo princ pio do primeiro gerador de oz nio constru do por Marius Otto ou seja o ar seco ou o oxig nio introduzido em uma c lula qual aplicada descarga el trica ocorrendo a seguinte rea o 30 energia gt 203 0 82 kWh kXg 5 1
541. rovoca a morte de 50 da popula o A maioria dos resultados dos testes de toxicidade aguda realizados com peixes relaciona a CL50 com a concentra o residual de oz nio na gua Esses resultados indicam grande variabilidade de sensibilidade ao oz nio entre as esp cies sendo obtidos valores de CL50 de 0 0093 mg L de oz nio residual para 96 horas de exposi o tendo como organismo teste o Salmo gairdnere truta arco ris e de 0 06 mg L para Lepomis macrochrius em 24 horas de exposi o Considerando o processo de desinfec o de efluentes sanit rios por ozoniza o observa se que a concentra o de oz nio residual atinge valor nulo em poucos minutos e portanto se houver toxicidade a organismos aqu ticos esta ser associada aos subprodutos da desinfec o e n o ao oz nio propriamente dito Forma o de micron cleos nos ltimos anos numerosos estudos t m mostrado que os contaminantes qu micos dispostos no ambiente quando ingeridos por algumas esp cies de organismos ligam se ao DNA podendo resultar em processos de mutag nese teratog nese e carcinog nese Kurelec 1993 Os compostos que atuam direta ou indiretamente sobre o DNA produzindo efeitos detect veis em concentra es subletais s o chamados de genot xicos Os agentes genot xicos danificam o DNA aumentando a taxa de muta o que ocorre espontaneamente em c lulas de organismos vivos Mudan as no DNA induzidas por subst ncias genot xicas pod
542. rso que melhor representa a realidade de todas as lagoas e de mistura completa mais simples e mais difundido O regime hidr ulico de fluxo disperso a Aspectos gerais Na realidade o regime hidr ulico em uma lagoa de estabiliza o n o segue exatamente os modelos ideais dos reatores de mistura completa ou fluxo em pist o mas sim um modelo intermedi rio Os modelos de mistura completa e fluxo em pist o constituem um envelope dentro do qual se situam todos os reatores na realidade O modelo de mistura completa representa um extremo dispers o longitudinal infinita enquanto o modelo de fluxo em pist o representa o outro extremo dispers o longitudinal nula Dentro desses extremos situam se os reatores modelados segundo o regime de fluxo disperso compreendendo todas as lagoas encontradas na pr tica Por essa raz o importante o conhecimento do modelo de fluxo disperso que pode ser utilizado como melhor aproxima o para o projeto de lagoas de estabiliza o No entanto a modelagem de uma lagoa segundo o fluxo disperso mais complicada pelo fato de serem necess rios dois par metros coeficiente de decaimento bacteriano K e n mero de dispers o d ao contr rio dos modelos anteriores em que preciso conhecer apenas o coeficiente de decaimento bacteriano A Figura 7 8 apresenta o gr fico dos valores da efici ncia E e do n mero de unidades logar tmicas removidas em fun o do par adimensional K t e do n me
543. rsrsrrererrsrnsersrrerrs 75 Emprego dos organismos indicadores eee 77 Refer ncias bibliogr ficas vesn iniiiinnnnn a o i SAS 80 EOT a o E E E E EN EEE E E S EEEE E 83 Cap tulo 3 Cin tica e Hidr ulica dos Processos de Desinfec o 89 Cin tica da desiniecc aos sn sara eE a I E e E 89 Lei de Chick Watson ahrnmnnerearr r AT E EEr AA 89 X Desinfec o de Efluentes Sanit rios Fen meno da TeaVA O niesiona a a a a c 92 Inativa o bacteriana n o associada desinfec o 92 Hidr ulica dos reator S osese a E aE sa A a a 93 Considera es IMCIAIS apar usei han Ep doa a 93 Tipos de reatores de acordo com o escoamento 94 Exemplos deaplicd a ls srs iai credor re A A s 96 Balan o de massa em reatores erme e erra E A EAE E e es 98 Equa o do reator de mistura completa 99 Balan o de massa no regime n o estabilizado s ssseeeeeesreeeereeerereere 100 Equa o da s rie de n reatores de mistura completa de mesmo volume 104 Equa o do reator de fluxo de pist o s ssssseseseisiseisiserereerersisrsersrrrrererreee 105 Reatores com carga parcialmente dispersa 109 Refer ncias bibliogr ficas 2 7a aaa ALSO MAD ONO Ei 11 Cap tulo 4 Clora o e Desclora o ctsssss sc esssrsrereeerseenseenass 113 Eain o job el Oore RA RO AR OR NR RO A 113 Fundamentos da desinfec o pelo cloro eretas 113 Principais COMPOStOS reisiin loss
544. s eclos o dos ovos no organismo do hospedeiro intermedi rio desenvolvimento ao est dio de larva infectante cisticerco m sculo 60 75 dias ingest o de cisticerco pelo hospedeiro definitivo humano consumo de carne ou ingest o de ovos de T solium m os gua e alimentos contaminados desenvolvimento fase adulta 5 12 semanas reprodu o hermafrodita desenvolvimento de proglotes produ o de ovos excre o de proglotes Ten ase o nome dado infec o intestinal humana causada pela forma adulta da Taenia que se desenvolve no pr prio organismo humano a partir do consumo de carne contaminada com o cisticerco est dio de larva Cisticercose humana refere se infec o provocada pelo pr prio cisticerco restrito nesse caso ao cisticerco da T solium Cysticercus cellulosae que pode afetar diversos tecidos como o c rebro e o cora o Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 63 A libera o de ovos de Taenia no ambiente pode ser intensa uma vez que cada organismo pode desenvolver 800 2 000 proglotes e cada uma destas conter 10 10 ovos No solo as proglotes rompem se rapidamente liberando ovos prontamente infectantes o que somado prolongada sobreviv ncia nesse ambiente favorece a transmiss o aos hospedeiros intermedi rios Na gua e no esgoto os ovos podem permanecer retidos na proglote o que pode dificultar sua detec o por m os ovos livres s
545. s Contato pessoal mecanismo m o boca f mites e alimentos Salm onella typhi Elevada Fecal oral Ve culos alimentos e gua contaminados com esgotos Contato pessoal mecanismo m o boca f mites e alimentos eueunH apnes e aJgos soy 47 soojugbojeg sousiuebio z dep S9 Tabela 2 3 Continua o Agente etiol gico Carga excretada 1 Dose infectante 2 Imunidade conferida pela infec o Sobrev no solo gua 3 Lat ncia est gio desenvolv no solo e na gua Reservat rio animal hospedeiro intermedi rio Inativa o por desinfec o 4 Remo o filtra o sedim 5 Principais modos de transmiss o Outras salmonelas Elevada Sim zoonose Fecal oral Ve culos alimentos e gua contaminados com esgotos Contato pessoal mecanismo m o boca f mites e alimentos Alimentos de origem animal Shigella spp Moderada Fecal oral Ve culos alimentos e gua contaminados com esgotos Contato pessoal mecanismo m o boca f mites e alimentos Vibrio cholerae Elevada Fecal oral Ve culos alimentos e gua contaminados com esgotos Contato pessoal mecanismo m o boca f mites e alimentos Yersinia enterocolitica Elevada Sim zoonose Fecal oral Ve culos alimentos e gua contaminados com esgotos A
546. s a comparison of UV and ozone Industrial Water Engineering Mar Apr 1982 LEVENSPIEL O Chemical reaction engineering 2 ed New York John Wiley and Sons 1972 LOGE F J et al Ultraviolet disinfection of secondary wastewater effluents prediction of performance and design Water Environment Research v 68 n 5 p 900 916 1996 LUPAL M UV offers reliable disinfection Water Conditioning amp Purification Nov 1993 NAGY R Research report BL R 6 1059 3023 1 Westinghouse Electric Corporation RYER A D Light measurement handbook 2 ed Newburyport Technical Publications International Light Inc 1997 64 p SCHEIBLE O K Development of a rationally based design protocol for the ultraviolet light disinfection process Journal WPCF v 59 n 1 p 25 31 1987 SEVERIN B E ROESSLER P F Resolving UV photometer outputs with modeled intensity profiles Water Research v 32 n 5 p 1718 1724 1998 SOMMER R et al Influence of lamp intensity and water transmittance on the UV disinfection of water Water Research v 35 n 11 13 p 113 118 1997 SRIKANTH B The basic benefits of ultraviolet technology Water Conditioning amp Purification Dec 1995 Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 275 TARR N E P Desinfec o por luz ultravioleta In gua Latinoam rica Dispon vel em lt http www latinoamerica com gt Aceesso em 2003 TCHOBANOGLOUS G LOGE F DARBY J DEVRIES M UV d
547. s em situa es epid micas e em popula es sob relativo isolamento como ind genas a transmiss o por gua e alimentos contaminados assume papel preponderante Os rotav rus s o excretados em concentra es que alcan am 10 2 part culas virais ml de fezes durante a fase aguda do quadro diarr ico sendo a dose infectante estimada em 10 v rions Essas caracter sticas associadas a sua reconhecida estabilidade diante das varia es de temperatura e pH e das subst ncias qu micas s o os determinantes da elevada infecciosidade das rotaviroses Os grupo A Be C de rotav rus s o reconhecidos por causar doen a em seres humanos sendo o grupo o mais prevalente Todos os sete grupos A a G infectam uma variedade de animais mam feros e aves sendo j evidenciado o potencial 44 Desinfec o de Efluentes Sanit rios zoon tico do rotav rus particularmente o grupo C com poss vel transmiss o a partir de su nos Os orthoreov rus podem infectar o ser humano e v rias esp cies de mam feros T m sido isolados dos tratos respirat rio e gastrointestinal de pessoas mas at o momento h poucas evid ncias que os relacionem com doen as em seres humanos Os v rus s o eliminados pelas fezes e regularmente s o encontrados em guas residu rias e polu das c Fam lia Caliciviridae Os caliciv rus cl ssicos s o assim denominados por apresentarem depress es na superf cie do caps deo dando ao v rus uma apar nc
548. s for retirado do processo ser necess rio o controle simult neo da vaz o de solu o clorada e do processo para o controle de residual de cloro Essa variabilidade constitui uma desvantagem para utiliza o das pastilhas cloradas muitas vezes obrigando utiliza o de controles autom ticos e analisadores de processo interligados Produ o do di xido de cloro Segundo Di Bernardo 1993 devido ao perigo de explos o o di xido de cloro deve ser produzido no local de uso Em esta es de tratamento de gua ou esgoto o di xido de cloro CIO produzido em um reator a partir da solu o de clorito de s dio NaCIO Pode se representar sua produ o a partir do cido clor drico e do g s cloro conforme Figuras 4 7 e 4 8 Cap 4 Clora oe Desclora o 133 Solu o dilu da de CIO Solu o concentrada de CIO gua de arraste e o Reator A N A Bombas dosadoras HCI H O NaClO Figura 4 7 Produ o de di xido de cloro a partir do cido clor drico Solu o dilu da de CIO Solu o concentrada de CIO gua de arraste Reator N A Bombas dosadoras NaClO Cl Figura 4 8 Produ o de di xido de cloro a partir do g s cloro As rea es envolvidas no interior do reator podem ser realizadas da seguinte forma a produ o de di xido de cloro via cido clor drico
549. s maiores concentra es de nitrato quando ocorreram os valores m ximos para todo o per odo de estudo J no per odo de seca os po os da parcela com gua adubo e o da parcela com efluente n o apresentaram diferen as significativas indicando que a lixivia o do composto est diretamente relacionada precipita o pluviom trica local pois a aplica o do efluente n o excedia a capacidade de campo do solo 360 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Os resultados de S fecaelis Figura 8 6 demonstram que n o houve altera o significativa na concentra o desses microrganismos no aqu fero O resultado do po o controle em todas as pocas das coletas apresentou comportamento relativamente id ntico aos demais po os situados sob as parcelas de irriga o podendo se afirmar que as concentra es n o foram afetadas pelo efluente 1 8E 03 18 mar 02 29 abr 02 13 mai 02 m04 jun 02 E27 jun0O2 Z22 ul 02 17 set 02 1 6E 03 4 T T 1 4E 03 7 CLAE POR RIP E PRE ES ENE NE VR RREO AZIA R IRS ENIIEIRRE RETRO VOIOTIA SEEEN ETLE EIE PRESS ER REREEIO MORE TRRERT RS CRER ENREDO NELINISTIT VE T ms Po os E 12E 03 Parcela S Esgoto Fluxo o 8 sd g 1 0E 03 Z 8 0E 02 O 8 ua v 6 0E 024 4 0E 024 DOER RR SRS E RENO ARENS ER IR RE SEREDS NERO REGEN TRES ERTRROR RAIO RSS L INR NE ES R RITO N ERR RSS IR RE RENND RR DR RES URSS ERRO CRE ES SETST T SELIA TEETS PAo
550. s o apresentadas na Tabela 4 1 Hipoclorito Nas aplica es pr ticas de desinfec o de esgotos tamb m utilizado o cloro nas formas de hipoclorito de s dio e hipoclorito de c lcio A quantidade relativa de cloro presente nessas fontes alternativas de cloro expressa em termos de cloro dispon vel Estequiometricamente compostos puros de hipoclorito de s dio e de c lcio cont m 95 2 e 99 2 de cloro dispon vel respectivamente Usepa 1986 116 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 4 1 Propriedades f sicas do cloro Propriedade Cloro l quido Cloro gasoso Afinidade pela gua Pequena Pequena Ponto de ebuli o a 1 atm 34 05 C Ponto de fus o do C press o atmosf rica normal Temperatura cr tica 143 5 C Press o cr tica 7 6 atm Cor mbar claro Amarelo acinzentado Extremamente corrosivo ao Extremamente corrosivo ao Corrosividade a o na presen a de pequena a o na presen a de pequena umidade umidade Densidade 1 422 kg m a 16 C 3 2 kg m a 1 1 C e 1 atm Limites de explos o no ar N o explosivo N o explosivo Inflamabilidade N o inflam vel N o inflam vel Odor Penetrante e irritante Penetrante e irritante Abaixo de 9 6 C Solubilidade 7 g L a 20 C e l atm Gravidade espec fica 1 468 em rela o gua a 4 C Viscosidade 0 385 centipoise a 0 C 167 9 micropoise a 100 C Fonte Ad
551. s pela dificuldade de distin o de organismos esp cie espec ficos Estudos recentes de infec es experimentais oferecem evid ncias de que uma variedade de mam feros silvestres e dom sticos s o capazes de albergar o parasita que infecta seres humanos Os problemas taxon micos andam par e passo com os de ordem anal tico laboratorial pois com as t cnicas atualmente dispon veis dif cil diferenciar esp cies parasitas de seres humanos ou mesmo a determina o da viabilidade dos cistos e portanto evitar a ocorr ncia de resultados falso positivos Por essas raz es deve se preferencialmente referir se ao organismo detectado em amostras ambientais gua e esgotos genericamente como Giardia spp c Cryptosporidium spp Ciclo biol gico Hospedeiro humano ingest o de oocistos transmiss o fecal oral gua alimentos m os e utens lios gt ruptura dos oocistos e libera o de quatro esporozo tos intestino delgado infec o das c lulas epiteliais do trato gastrointestinal trofozo tos reprodu o assexuada bin ria merozo tos reprodu o sexuada oocisto contendo quatro esporozo tos excre o de oocistos ambiente gua alimentos sobreviv ncia hospedeiro humano ingest o de oocistos A morfologia e o ciclo biol gico do Cryptosporidium s o bem mais complexos Os oocistos ingeridos liberam os esporozo tos no intestino delgado estes penetram nas c lulas epiteliais
552. s s o bem mais resistentes por outro lado 74 Desinfec o de Efluentes Sanit rios apresentam tamanho e densidades que favorecem a potencial remo o por sedimenta o e filtra o com destaque para os helmintos Potencialmente todas as doen as apresentam modos m ltiplos de transmiss o incluindo o consumo de alimentos contaminados o contato prim rio com corpos receptores recrea o pesca atividades dom sticas etc o consumo de gua o contato com solo contaminado pr ticas agr colas e no ambiente peridomiciliar e a transmiss o entre pessoas mecanismo m o boca f mites e alimentos Entretanto algumas especificidades poderiam ser destacadas Por exemplo a import ncia epidemiol gica de modos concorrentes de transmiss o outros modos de transmiss o n o estreitamente associados aos esgotos sanit rios de doen as virais transmiss o direta cont gio pessoal e de salmoneloses consumo de produtos de origem animal Ou ainda o papel fundamental do solo como ve culo de transmiss o das geo helmintoses nemat ides identificadas junto com as doen as bacterianas como os principais problemas associados irriga o com esgotos sanit rios Tamb m s o cada vez mais n tidas as evid ncias de transmiss o de giard ase e criptosporidiose via abastecimento de gua inclusive tratada para consumo humano haja vista a relativa facilidade de trespasse dos cistos e oocistos em unidades de filtra o mal op
553. s apropriados s o aplicados sistematicamente aos resultados Esses testes devem ser interpretados com prud ncia e esp rito cr tico Cetesb 1992 194 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Testes de toxicidade de curta dura o aplicados desinfec o por oz nio CL50 a determina o da concentra o letal a 50 da popula o geralmente realizada com microcrust ceos Daphinia magna ou Daphinia similis e peixes Esses organismos s o representativos do ambiente que entrar em contato com os subprodutos da desinfec o sendo que o que est sendo avaliado na realidade a a o desses subprodutos n o o oz nio diretamente O teste consiste em expor os organismos alvo a v rias concentra es do efluente desinfectado por um tempo determinado geralmente vari vel entre 24 e 96 horas Essas diferentes concentra es s o obtidas por dilui o do efluente em gua preparada em laborat rio cuja composi o e caracter sticas f sico qu micas s o fixadas em norma necess rio determinar a faixa de concentra o para determinar a CL50 Esse estudo preliminar geralmente feito com dilui es que tem entre 100 efluente puro e 10 90 de gua reconstitu da A partir desse estudo preliminar a faixa de varia o das concentra es reduzida A partir desse novo intervalo de concentra es s o realizados repetidos ensaios para determina o estat stica geralmente com 95 de confian a cuja concentra o p
554. s de doen as graves ou letais Tem rela o estreita com a patogenicidade e por vezes os termos s o erroneamente utilizados como sin nimos Para v rias doen as ou agravos a virul ncia medida pela letalidade a qual expressa pela rela o entre o n mero de bitos por doen a e o n mero de casos da doen a e Zoonoses infec o ou doen a infecciosa transmiss vel em condi es naturais de animais vertebrados ao ser humano Cap tulo 3 Cin tica e Hidr ulica dos Processos de Desinfec o Roque Passos Piveli Marcos von Sperling S rgio de Luca e T rcio D al Col Sant Ana Cin tica da desinfec o Lei de Chick Watson Segundo a WEF 1996 a destrui o de bact rias e v rus resulta de a es f sicas qu micas e bioqu micas que podem ser previstas por express es cin ticas simples Por m a aplicabilidade de tais rela es n o universal estando sujeitas s condi es locais espec ficas que podem exigir altera es substanciais em modelos experimentais Conforme observado al m do tempo de contato o processo de desinfec o depende da intensidade dos agentes f sicos ou qu micos utilizados A associa o dessas a es resulta na grandeza conhecida por dose de grande valia para o controle dos processos de desinfec o Nos processos f sicos como a aplica o da luz ultravioleta a dose D produto da intensidade da radia o 1 pelo tempo de exposi o t Na desinfec o
555. s de poliomielite Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 41 Figura 2 5 Poliov rus Coxsackiev rus A e B Os coxsackiev rus s o divididos em dois grupos e B com base em diferen as biol gicas e antig nicas Podem causar doen as neurol gicas meningite linfoc tica digestivas respirat rias de pele e membranas mucosas al m de miocardites pericardites e les es cardiovasculares A import ncia dos coxsackiev rus est relacionada a sua ampla distribui o na natureza e por estarem associados a in meras patologias podendo ocorrer na comunidade sob a forma de casos isolados ou epidemias A forma de transmiss o predominante a fecal oral entre pessoas mecanismo m o boca Entretanto pode ocorrer a transmiss o pelo consumo de gua ou alimentos contaminados ou mesmo por via respirat ria oro nasal Em condi es prec rias de higiene insetos como moscas e baratas podem funcionar como vetores mec nicos dos coxsackiev rus O indiv duo infectado pode eliminar o v rus pelas vias a reas superiores por per odos que variam de 10 a 15 dias e pelas fezes por v rias semanas Os coxsackiev rus est o estreitamente relacionados falta de saneamento e s m s condi es de habita o tornando precoces as infec es por esse v rus que podem ocorrer j nas primeiras semanas de vida Apesar de estarem associados a um amplo espectro de manifesta es cl nicas as infec es pe
556. s em A necessidade de elevadas efici ncias de remo o de coliformes faz com que o regime hidr ulico a ser adotado para as lagoas de matura o e polimento seja tal que favore a esse requisito Assim sendo conforme j mencionado as lagoas de matura o e polimento devem ser projetadas segundo uma das seguintes configura es e lagoa com chicanas percurso predominantemente longitudinal que pode ser alcan ado numa lagoa com chicanas atrav s de defletores que forcem um percurso em zigue zague e c lulas em s rie preferencialmente tr s ou mais Os principais par metros de projeto de lagoas que objetivam a remo o de coliformes s o Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 307 tempo de deten o hidr ulica t ou 0 profundidade da lagoa H n mero de lagoas n rela o comprimento largura L B De forma a permitir uma an lise preliminar do projetista em rela o a esses par metros a Tabela 7 13 temperatura de 20 C e a Tabela 7 14 temperatura de 25 C apresentam as efici ncias de remo o de coliformes que podem ser obtidas em uma lagoa nica para distintos valores de t H e L B As efici ncias de remo o est o listadas como unidades logar tmicas removidas As tabelas foram elaboradas segundo a metodologia proposta para fluxo disperso Equa o 7 6 para K Equa o 7 3 para d e f rmulas da Tabela 7 9 A Tabela 7 14 foi elaborada corrigindo se o coeficiente K para T 25 C usando se o coefi
557. s foram elevadas nas valas de filtra o mas para um futuro re so desse efluente visando seguran a sanit ria necessita se de desinfec o do mesmo pois a OMS fixa em 10 NMP 100 ml de E coli para re so de efluentes 368 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Projetos na UFPE Caracteriza o do local da pesquisa A pesquisa da UFPE no PROSAB consistiu em um experimento com aplica o de esgoto tratado para fins produtivos conduzido na unidade experimental da Esta o de Tratamento de Esgoto da Mangueira ETE Mangueira no munic pio de Recife Pernambuco A sede do munic pio encontra se 4 metros acima do n vel do mar e apresenta 8 04 03 de latitude e 34 55 00 de longitude A ETE pertence Companhia Pernambucana de Saneamento Compesa est localizada na regi o sudoeste da cidade do Recife e encontra se inserida na bacia hidrogr fica do rio Tejipi cuja rea de drenagem de 93 2 km O clima quente e mido com per odo chuvoso de pelo menos seis meses de mar o a agosto e per odo seco de setembro a fevereiro A precipita o pluviom trica m dia anual de 1 800 mm As temperaturas m dias mensais oscilam entre 24 2 e 2 6 4 C e a umidade relativa do ar entre 67 e 79 Caracter sticas gerais da ETE e da unidade experimental A ETE Mangueira atende a uma popula o de 18 000 habitantes com vaz o m dia di ria de 31 89 L s e vaz es m xima e m nima di rias de 57 64 L s e 14 55 L s respec
558. s informa es a seguir apresentadas tiveram por refer ncia Feachem et al 1983 Lund et al 1988 Quinn et al 1994 Tortora et al 2000 USEPA 1998 1999 2001 Wagner amp Hewlett 1999 White 1994 al m da experi ncia dos autores Recomenda se ainda a leitura de artigos cient ficos como Microbial agents associated with waterborne diseases Le Clerc et al 1992 Waterborne rotavirus a risk assessment Gerba et al 1996 Waterborne protozoan Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 29 pathogens Marshall et al 1997 Giardiasis as a re emerging infectious disease and its zoonotic potential Thompson 2000 e Emerging parasites zoonoses associated with water and food Slifko et al 2000 Organismos patog nicos relacionados a esgotos sanit rios caracter sticas epidemiol gicas e ambientais Bact rias Bact rias s o microrganismos unicelulares procariotas quimio heterotr ficos que se reproduzem por divis o bin ria simples A c lula bacteriana composta basicamente por parede celular estrutura r gida que d forma c lula e membrana citoplasm tica interna parede celular que envolve o citoplasma Bact rias n o possuem membrana envolvendo o n cleo como os seres eucariotas Muitas bact rias possuem flagelos estruturas filamentosas para locomo o Figura 2 1 A parede celular perme vel e a membrana citoplasm tica semiper
559. s no esgoto bruto fun o das condi es sanit rias da popula o 322 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Efici ncia de remo o de ovos de helmintos 6 0 E o 5 04 gt o E 4 04 PSB SEE ro ati a BAD RR RA E 2 01 E ja Valores m dios EA Sd 95 de confi SG S RRESE b de confian a O 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Tempo de deten o hidr ulica d Figura 7 15 Unidades logar tmicas removidas de ovos de helmintos segundo o modelo de Ayres et al 1992 Valores t picos em nosso meio situam se na ampla faixa de 101 a 103 ovos L com a faixa entre 102 e 103 ovos L associada a popula es com condi es sanit rias bastante desfavor veis Desta forma para atingir um efluente final com menos de 1 ovo L para irriga o restrita e irrestrita as efici ncias de remo o devem estar entre 90 e 99 9 1 a 3 unidades log As diretrizes da OMS especificam m dias aritm ticas para os ovos de helmintos Deve se notar no entanto que a m dia aritm tica nem sempre a melhor medida de tend ncia central especialmente neste caso em que a maioria dos valores igual a zero e apenas poucos dados s o superiores a zero Cavalcanti et al 2001 e von Sperling et al 2002a 2002b comentam que a remo o de ovos de helmintos assumida como um processo de sedimenta o discreta que na teoria est associada taxa de aplica o hidr ulica superficial m m2
560. s para opera o do sistema s o o oxig nio l quido e a eletricidade Custos com oxig nio O custo com oxig nio determinado por seu pre o que pode variar com a localiza o da unidade e pelo rendimento do equipamento No que se refere ao rendimento os melhores geradores comerciais t m rendimento entre 6 e 10 em kg de O para cada kg de O vaz o de oxig nio em fun o da capacidade de gera o pode ser estimada pela Equa o 5 8 100xCG densO x peso QO 5 8 em que QO vaz o de oxig nio m h CG capacidade de gera o de oz nio kgO h densO densidade do oxig nio na CNTP valor constante de 1 44 g m para oxig nio com 95 de pureza peso rendimento do gerador expresso em porcentagem A Tabela 5 5 resume a aplica o da Equa o 5 8 para diferentes popula es considerando uma dosagem aplicada de oz nio de 4 g m Observa se que os geradores maiores possuem rendimento maior 10 em rela o ao de menor capacidade 6 O rendimento para cada capacidade de gera o aquele observado em geradores comerciais de mesma capacidade 204 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Tabela 5 5 Vaz o de O necess ria para v rias popula es para 4 g O m Popula o Q Gera o peso Q hab m m s kg O hora mist 05 03 m h 10 000 48 000 0 267 6 3 0864 20 000 96 000 0 533 6 6 1728 50 000 240 000 1 333 6 15 4321 100 000 480 000 2
561. s sistemas de lagoas abordados no presente cap tulo von Sperling 1996 a Lagoas facultativas As lagoas facultativas s o classificadas em lagoas prim rias e secund rias Quando as lagoas facultativas recebem esgoto bruto s o denominadas lagoas prim rias Uma lagoa secund ria aquela que recebe seu afluente de uma unidade de tratamento precedente tal como lagoas anaer bias ver item b a seguir O esgoto afluente entra continuamente em uma extremidade da lagoa e sai na extremidade oposta Ao longo desse percurso que demora v rios dias uma s rie de fen menos contribui para a purifica o dos esgotos Parte da mat ria org nica em suspens o DBO particulada tende a sedimentar vindo a constituir o lodo de fundo Esse lodo sofre o processo de decomposi o por microrganismos anaer bios sendo convertido em g s carb nico metano e outros Apenas a fra o inerte n o biodegrad vel permanece na camada de fundo sem altera o na sua natureza A mat ria org nica dissolvida DBO sol vel ou filtrada conjuntamente com a mat ria org nica em suspens o de pequenas dimens es DBO finamente particulada n o sedimenta permanecendo dispersa na massa l quida A sua decomposi o se d pela a o de bact rias facultativas que t m a capacidade de sobreviver tanto na presen a quanto na aus ncia de oxig nio livre da a designa o de facultativas que define o pr prio nome da lagoa Essas bact rias se utiliza
562. sanit ria Com base nesse cen rio e em consenso no meio t cnico cient fico o problema pode ser abordado sob a tica do risco de sa de definindo dois conceitos importantes risco real e risco potencial Cartaxo 2003 Segundo Andrade Neto 1997 o risco potencial ou te rico inferido com base na simples ocorr ncia de patog nicos no meio de transmiss o enquanto o risco real deduzido a partir de evid ncias epidemiol gicas A transmiss o de doen as cujos agentes etiol gicos s o veiculados nas guas residu rias utilizadas na irriga o geralmente ocorre pelo contato direto entre o hospedeiro suscet vel e o efluente ou pela ingest o de alimentos contaminados Essas formas de cont gios revelam evid ncias importantes para a defini o da popula o vulner vel que segundo Bastos 1999 pode ser enquadrada em quatro categorias tecnicamente denominadas grupos de risco conforme exposto a seguir e consumidores de vegetais contaminados frutas e verduras ingeridas cruas e consumidores de carne de animais infestados bovinos e ou su nos que se alimentam nas reas irrigadas com efluentes e trabalhadores rurais operadores dos sistemas de irriga o e tratadores de animais criados em pastoreio no per metro irrigado e p blico residente nas proximidades da rea irrigada com esgoto os aeross is produzidos por aspersores no processo de agua o s o potencialmente respir veis pelos humanos A busca de e
563. scavada no solo destinada depura o e disposi o finais do esgoto na subsuperf cie do solo sob condi o essencialmente aer bia contendo tubula o de distribui o e meios de filtra o em seu interior Pretende manter a condi o aer bia no interior da vala prevendo tubos de exaust o nas linhas de tubula o uso alternado das valas e cobertura da camada de brita com material perme vel como tela fina antes do reaterro com solo a fim de permitir a evapora o da umidade Praticamente inviabiliza o uso de valas de infiltra o t o complicadas ficariam Observa se que as orienta es que se encontram na NB 41 e na NBR 7229 93 s o muito deficientes e as orienta es da NBR 13969 al m de deficientes s o complexas e excessivamente sofisticadas Deve se buscar alternativas vi veis exegu veis e eficazes 382 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Custos Entre as t cnicas de tratamento de esgotos os sistemas de aplica o de efluentes no solo apresentam os mais baixos custos de implanta o opera o e manuten o caracterizando se em geral por e baixo investimento inicial e pequeno custo de opera o e benef cios agr colas em casos espec ficos e baixo consumo de energia Por outro lado alguns m todos demandam grandes reas de aplica o Portanto se faz necess ria a avalia o das necessidades de transporte recalque e disponibilidade de reas livres principalmente em centros
564. seja uma mol cula ou um organismo A segunda rea o favorecida se o substrato possuir liga es moleculares n o saturadas por exemplo liga es duplas e triplas ou configura es arom ticas Mol culas org nicas com liga es saturadas de el trons n o s o bom alvo para ataque pelo radical OH A rea o do radical hidroxila com compostos ou estruturas org nicas pode ser classificada de tr s formas por adi o de hidroxila por retirada de hidrog nio e por transfer ncia de el trons Segundo Watts et al 1995 a desinfec o talvez possa ocorrer pelo desgaste da parede celular alterando a permeabilidade da c lula e at a lise da mesma com perda de material intracelular e gen tico A habilidade de um oxidante forte em oxidar um composto org nico quer seja intra ou extracelular depende do seu potencial de oxida o Em processos oxidativos avan ados h a gera o de singletes de oxig nio e de hidroxilas estas com o maior potencial de oxida o conhecido dentre todos os compostos exceto o cido fluor drico O rombo na parede celular de qualquer organismo permite que ocorra a difus o das esp cies oxidantes para outras estruturas internas da c lula Essa difus o depende da massa molecular da carga e de caracter sticas dos microrganismos como por exemplo possuir sistema reparador As combina es mais usuais para esses processos s o o peroxone H O oz nio UV O UV HO UV H O T O H O fe
565. sencial que o esgoto afluente seja previamente gradeado e desarenado objetivando se neste caso retirar o material grosseiro e reduzir a sedimenta o de areia no fundo da lagoa principalmente nas proximidades da tubula o de entrada b Sistema de lagoas anaer bias lagoas facultativas O processo de lagoas facultativas apesar de sua efici ncia satisfat ria requer como comentado grande rea muitas vezes n o dispon vel na localidade em quest o H portanto a necessidade de buscar solu es que possam implicar a redu o da rea total requerida Uma dessas solu es a do sistema de lagoas anaer bias seguidas por lagoas facultativas Nesse caso a lagoa facultativa tamb m denominada lagoa secund ria j que recebe o afluente de uma unidade de tratamento a montante e n o o esgoto bruto O esgoto bruto entra numa lagoa de menores dimens es e mais profunda em torno de 3 5 a 5 0 m Em raz o das menores dimens es dessa lagoa a fotoss ntese basicamente n o ocorre Predominam as condi es anaer bias nessa primeira lagoa denominada em decorr ncia de lagoa anaer bia Nas lagoas anaer bias ocorre sedimenta o da mat ria org nica presente na forma de s lidos sediment veis Em termos bioqu micos as bact rias anaer bias t m uma taxa metab lica e de reprodu o mais lenta do que as bact rias aer bias Assim 282 Desinfec o de Efluentes Sanit rios sendo para um per odo de perman ncia d
566. sendo o pre o do oxig nio o fator determinante na composi o dos custos Cap 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o 205 Tabela 5 6 Custo operacional total mensal com energia por economia Custo Custo Custo Custo total Custototil Popula o mensal com mensal por hab mensal com mensal com manuten o mensal ERRO O R energia R R R R 10 000 3333 33 465 60 569 84 4368 77 1 64 20 000 6666 67 931 20 1139 68 8737 55 1 64 50 000 16666 67 2328 00 2849 20 21843 87 1 64 100 000 20000 00 4656 00 3698 40 28354 40 1 06 250 000 50000 00 11640 00 9246 00 70886 00 1 06 Fonte Adaptado de Bassani 2003 10 000 habitantes 250 000 habitantes 13 04 manuten o 13 04 10 66 manuten o energia 16 42 energia 76 30 oxig nio 70 53 oxig nio Figura 5 19 Porcentual dos custos operacionais para 10 mil e 250 mil habitantes Fonte Adaptado de Bassani 2003 Dimensionamento O dimensionamento das unidades de contato dos sistemas de ozoniza o est mais baseado em crit rios emp ricos do que racionais Entretanto os procedimentos para o dimensionamento dos reatores de contato de fluxo pist o poderiam seguir aproximadamente os seguintes passos 1 Determinar a vaz o do efluente 2 Calcular a concentra o de O no g s de alimenta o 3 Calcular a vaz o de g s para atingir determinada concentra o de O aplicada na
567. ser controlada aumentando se a dose de radia o no sistema de desinfec o importante notar que o efeito da fotorreativa o pode ser reduzido mas nunca eliminado Processos de desinfec o por meio de radia o UV Informa es preliminares Os principais componentes de um processo de desinfec o UV s o as l mpadas tipo arco de merc rio a fonte de energia os reatores el tricos e o corpo do processo Os reatores el tricos t m a fun o de limitar a corrente el trica sobre as l mpadas sem o que estas seriam destru das A efici ncia de um processo de desinfec o de esgotos por radia o UV depende dos seguintes fatores e Caracter sticas do afluente conforme as informa es apresentadas na se o Cin tica da inativa o sabe se que elevadas concentra es de col ides e part culas no esgoto influenciam negativamente a desinfec o Quanto mais clarificado for o afluente ao processo melhor ser seu desempenho de desinfec o A vaz o afluente e a quantidade de organismos a serem inativados tamb m s o importantes fatores de influ ncia e Intensidade da radia o UV aplicada a intensidade de radia o UV deve ser suficiente para suplantar todos os obst culos descritos na se o Considera es sobre intensidade aplicada e intensidade efetiva de radia o UV at atingir o organismo alvo com energia suficiente para inativ lo Tal fato deve ocorrer em todos os pontos do reator UV sob pena da perda d
568. seu interior e sua temperatura tima de trabalho de 40 C Geralmente s o utilizadas em sistemas de desinfec o com um envolt rio de quartzo cujo principal objetivo manter a temperatura de funcionamento da l mpada pr xima a 40 C A durabilidade desse tipo de l mpada varia de 3 000 a 13 000 horas dependendo da qualidade do material e da quantidade de ciclos de partida a que s o submetidas e L mpadas de baixa press o e alta intensidade basicamente s o l mpadas muito semelhantes s descritas anteriormente exce o da mistura merc rio ndio que substitui o merc rio arg nio do caso anterior Sua capacidade de emitir radia o UV a 254 nm de 2 a 4 vezes superior das l mpadas convencionais de baixa press o press o no interior das l mpadas dessa natureza pode ser de 0 001 a 0 01 mmHg Esse tipo de l mpada mais eficiente e mais resistente do que as l mpadas de baixa press o e baixa intensidade em fun o de a mistura merc rio ndio manter um n vel constante de tomos de merc rio na forma de vapor e L mpadas de m dia press o e alta intensidade este tipo de l mpada opera sob press es entre 100 e 10 000 mmHg pr ximas da press o atmosf rica dentro de uma faixa de temperatura ideal de 600 a 800 C Sob tais condi es praticamente todo o merc rio existente em seu interior vaporizado As l mpadas de m dia press o e alta intensidade s o policrom ticas emitindo Cap 6 Desinfec
569. sos vaz o e n vel no canal concentra o de ferro e dureza tipo de efluente tempo de funcionamento da l mpada temperatura e intensidade de radia o UV As opera es de manuten o consistem na troca de l mpadas reatores el tricos e sistemas de controle e na manuten o das superf cies do reator recupera o e pintura Sugere se que a substitui o das l mpadas seja feita em per odos n o superiores a sua vida til quando o uso for cont nuo ou for constatado que a emiss o de radia o pela l mpada se reduziu intensidade insatisfat ria para promover a desinfec o ou ainda quando a l mpada estiver queimada O sistema el trico de alimenta o das l mpadas germicidas dever ser vistoriado mensalmente fazendo os reparos necess rios Os reatores el tricos devem ser instalados em local protegido da umidade e arejado a fim de possibilitar a troca de calor O sistema deve ser equipado com um sistema de dreno e ter flexibilidade para isolar um m dulo para reparo sem paralisar o sistema durante manuten o corretiva ou preventiva Pode se prever geradores para suprimento de energia em emerg ncias O acesso a l mpadas e reatores eletr nicos deve ser facilitado O invent rio de pe as de manuten o deve incluir l mpadas tubos de quartzo reatores eletr nicos e outras pe as de reposi o Os relat rios de manuten o devem conter tempo de uso da l mpada vida til e ciclo de reposi o de equipament
570. spers o O fator de dispers o depende fundamentalmente da rela o comprimento largura do reator e do perfil de velocidade do escoamento A Figura 3 7 ilustra os resultados obtidos em testes hidr ulicos realizados pela UFES em um reator UV 110 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Curva de ajuste 0 060 Ko S S 0 045 o N Y 0 7907 x o N 2 E Ne R 0 9234 2 0 030 Ea 2 NG a S DO E E T SE RD a OEE e RT aea m CE CO O a oO 0 000 i i i i m gt 0 00 10 20 30 40 50 Vaz o Figura 3 7 Coeficientes de dispers o obtidos a partir das curvas de passagem de tra ador salino no reator UV Sant Ana et al 2002 O n mero de dispers o depende fundamentalmente da rela o comprimento largura do reator existindo f rmulas experimentais para sua determina o as quais ser o apresentadas no cap tulo referente desinfec o por lagoas de estabiliza o que constitui sem d vida a principal aplica o desse modelo Exemplo 7 Uma lagoa de matura o possui tempo de deten o hidr ulica de sete dias Com base em sua rela o comprimento largura estimou se o fator de dispers o em 0 25 A lagoa alimentada com os efluentes de lagoa facultativa com densidade de E coli de 10 NMP 100 ml ocorrendo decaimento segundo o coeficiente k 0 6 d Estime a concentra o de E coli nos esgotos sa da da lagoa Solu o a C lculo da constante a a vVl 4xkxtxd a 1 4x0 6
571. sses valores mant m se em taxas mais elevadas como sugere a NBR 13 969 1997 e a EPA 1999 Os valores m dios de E coli s o apresentados na Tabela 8 6 em que se pode notar que no efluente bruto a varia o foi de 3 70 x 10 a 4 96 x 107 e na entrada das valas de 6 74 x 10 a 4 26 x 107 Na sa da das valas esses valores variaram de 1 17 x 10 vala 0 50 m na taxa 35 L m2 dia a 1 06 x 10 vala 0 25 m na taxa 30 L m dia Tabela 8 6 Valores m dios de E coli nas valas de filtra o nas taxas de aplica o estudadas Taxa 20 Taxa 25 Taxa 30 Taxa 35 Taxa 40 E coli L m dia L m dia L m dia L m dia L m dia M dia DP M dia DP M dia DP M dia DP M dia DP Efluente 4 96E 6 98E 4 66E 4 51 E 2 50E 2 39E 3 70E 2 65E 5 49E 6 87E bruto 07 07 06 06 07 07 06 06 06 06 Afluente 1 14E 2 11E 8 56E 2 61E 4 26E 1 70E 6 74E 7 31E LOLE 251E valas 07 06 06 06 07 07 06 06 07 06 Vala 6 68E 5 58E 1 90E 1 20E 1 06E 1 23E 9 75E 4 51E 7 10E 5 90E 0 25 m 03 03 03 03 05 05 03 03 03 03 Vala 4 40E 5 08E 6 61E 6 89E 3 65E 3 75E 1 17E 9 33E 8 61E 8 44E 0 50 m 03 03 03 03 03 03 03 02 03 03 Vala 1 18E 9 82E 9 34E 1 66E 1 76E 1 59E 1 87E E 1 26E 1 34E 0 75 m 03 02 03 04 03 03 03 03 03 Tanto a remo o de E coli como a de coliformes totai
572. ssim a faixa global de remo o foi bem reproduzida As taxas de aplica o hidr ulica superficial variaram de 0 10 a 0 41 m m2 d Mesmo na faixa superior o desempenho foi amplamente favor vel Em termos de desempenho relativo a Tabela 7 20 apresenta os percentuais das amostras dos efluentes finais de cada um dos sistemas investigados segundo as duas seguintes condi es a porcentagem das amostras com concentra es de ovos iguais ou inferiores a 1 ovo L ou seja atendendo ao quesito de ovos de helmintos das diretrizes da OMS para irriga o restrita e irrestrita b porcentagem das amostras com concentra es de ovos iguais a zero Tabela 7 20 Porcentagem dos n mero de dados no efluente final de cada sistema que se enquadram em uma das duas condi es abaixo Lagoas Reator UASB lagoas de polimento anaer bia facultativa ai UEMG UEMG UEMG UEV UEPE Itabira Itabira Arrudas USP real piloto real E 5 real piloto demonstra o 0 dos valores lt ioo 100 92 91 100 63 l ovo L 0 odos valores 100 100 80 86 100 59 O ovo L Observa se portanto na maioria das lagoas elevad ssimo porcentual de valores nulos ou iguais ou inferiores ao valor limite da OMS para irriga o Como coment rio final pode se dizer que e Em linhas gerais os resultados obtidos corroboram a expectativa de que 8 10 dias de tempo de deten o seja suficiente para o atendimento ao padr
573. sso e pelo fato de a principal rota de transmiss o reconhecida ser o contato entre pessoas no ambiente domiciliar distraindo a aten o de seu monitoramento em amostras ambientais sua detec o nestas amostras n o t o frequente Al m disso cistos de Entamoeba coli que n o s o patog nicos para os seres humanos e de outras amebas de vida livre costumam confundir a identifica o em laborat rio As caracter sticas de sedimenta o dos cistos de Entamoeba densidade 1 06 velocidade de sedimenta o 0 1 m h s o menos favor veis que as de outros 50 Desinfec o de Efluentes Sanit rios organismos sediment veis Ascaris entretanto sua limitada sobreviv ncia permite supor que processos de tratamento de esgotos com elevado tempo de deten o hidr ulica apresentem elevada efici ncia de remo o A ameb ase nitidamente uma doen a de transmiss o fecal oral entre pessoas sendo que a elimina o do agente por meio das fezes e sua transmiss o pelo mecanismo m o boca f mites ou alimentos em condi es de higiene domiciliar e pessoal prec rias s o apontadas como os principais modo de transmiss o Entretanto a ingest o de cistos via consumo de gua e hortali as contaminadas n o absolutamente negligenci vel b Giardia sp Ciclo biol gico Hospedeiro humano ingest o de cistos transmiss o fecal oral gua alimentos m os e utens lios ruptura dos cistos e libera o do trofozo to
574. ssolvida com a dosagem de desinfetante com a presen a de brometos e com a aus ncia de nitrog nio amoniacal Ainda no mbito das pesquisas de rede do PROSAB um estudo de desinfec o com hipoclorito de s dio do efluente de uma lagoa facultativa de Lins SP mostrou n o haver forma o de THM nos testes realizados e mesmo com dosagens mais elevadas de cloro as concentra es geradas foram muito baixas atribuindo se este fato ao alto teor de nitrog nio amoniacal no efluente da lagoa e rea o preferencial de forma o de cloraminas Como alternativa ao cloro gasoso e aos hipocloritos pode se trabalhar com o di xido de cloro que se caracteriza como desinfetante de alto poder de desinfec o 416 Desinfec o de Efluentes Sanit rios considerado como de efici ncia biocida maior que o cloro livre ou a monocloramina Sua vantagem principal est no fato de apresentar dentre os compostos normalmente usados menor forma o de subprodutos da desinfec o ou organoclorados J a desvantagem principal est na presen a de clorito ou de clorato resultantes de sua aplica o admitindo se que ambos apresentam implica es toxicol gicas ainda desconhecidas ou em estudo Outro inconveniente que o di xido de cloro existe como um g s dissolvido na fase l quida devendo ser gerado localmente na esta o de tratamento a partir do clorito de s dio do clorato de s dio ou do cido clor drico n o podendo ser armazenado
575. st reis e nas plantas s o os principais fatores de remo o de microrganismos patog nicos al m da exposi o a condi es adversas de pH oxig nio luz etc Na filtra o o solo e as plantas s o ativos A a o dos microrganismos na remo o de patog nicos tanto direta competi o vital como indireta devido s transforma es bioqu micas do substrato Andrade Neto 1997 Na UFRN estudos da disposi o de gua residu ria no solo pelo m todo do escoamento subsuperficial aplicado no p s tratamento de efluentes de sistemas anaer bios de tratamento de esgoto sanit rio em tabuleiros inclinados confinados bacias confinadas com escoamento subsuperficial revestidas com lona de PVC de Cap 8 Disposi o no Solo 373 200 m crons em dupla camada contendo 30 cm em profundidade de areia franca com 88 de areia quartzosa m dia de di metro efetivo 0 18 mm e 12 de argila com drenos de fundo para tomada de amostras a 5 00 m e 10 00 m da cabeceira dos m dulos dotados de cobertura vegetal conclu ram Lucas Filhos et al 2001 que o sistema se mostrou bastante eficiente na remo o de coliformes fecais sendo excelente na maioria das medi es valores abaixo de 1 000 UCF 100 ml apenas apresentando alguns valores pontuais menos significativos quando ocorreram chuvas intensas No entanto a mesma equipe da UFRN no mbito do PROSAB tamb m realizou pesquisas sobre o processo de infiltra o em dois reatores dis
576. sua nutri o a partir de mat ria org nica morta se contrap em assim aos parasitas Sorotipo s o os diferentes tipos de uma mesma esp cie de microrganismo caracterizados segundo a identifica o de seus ant genos Surto epidemia limitada ao aumento localizado da incid ncia de uma doen a ou agravo Em um surto os fatores popula o acometida tempo de dura o e espa o geogr fico de abrang ncia s o bem delimitados Ve culos s o objetos ou materiais contaminados que servem de meio mec nico auxiliando um agente infeccioso a ser transportado e introduzido em um hospedeiro 88 Desinfec o de Efluentes Sanit rios suscet vel O ve culo pode funcionar como transportador e introdutor do agente infecioso no hospedeiro suscet vel a exemplo da gua de consumo e dos alimentos contaminados ou ent o como ve culo suporte em que funciona como meio f sico facilitador do contato entre o agente infeccioso e o hospedeiro suscet vel Nesse segundo caso cita se o exemplo do Schistossoma mansoni em que a gua possibilita o contato entre as cerc rias sa das do molusco hospedeiro intermedi rio e o ser humano hospedeiro suscet vel definitivo e Vetores s o seres vivos que transportam o agente desde o reservat rio at o hospedeiro O agente infeccioso pode ou n o se multiplicar ou se desenvolver no interior do vetor e Vetores mec nicos agem apenas como transportadores de agentes infecciosos
577. t rios Um resumo das principais caracter sticas dos processo de desinfec o UV anteriormente descritas apresentado na Tabela 6 7 Tabela 6 7 N vel de desenvolvimento e aspectos de opera o e manuten o dos processos L mpadas emersas L mpadas imersas Considera o Escoamento Escoamento Escoamento Escoamento em canal sob press o em canal sob press o Est gio de 5 Bem Bem Bem desenvolvimento Desenvolvido ESA desenvolvido desenvolvido desenvolvido tecnol gico Pequeno a Pequeno a M dio a Todos os Tamanho da ETE q pm q a m dio m dio grande tamanhos N vel de tratamento E Ls Em A Secund rio Secund rio Secund rio Secund rio antes da desinfec o Complexidade relativa da P Simples Moderada Moderada Moderada tecnologia Consumo relativo de na ul i Intermedi rio Intermedi rio Reduzido Reduzido energia Demanda operacional M nima Moderada Moderada Moderada Limpeza das l mpadas ou 5 P en P N o Sim Sim Sim envolt rios Demanda relativa de rea Intermedi ria Intermedi ria Reduzida Reduzida Dimensionamento O dimensionamento de reatores UV para desinfec o de esgotos sanit rios pode ser realizado por meio de modelos matem ticos emp ricos e semi emp ricos Os modelos desenvolvidos por Scheible 1987 e Emerick amp Darby apud WEF 1996 encontram se descritos neste item A partir da teoria para escoamentos n o ideais ap
578. ta es no fluxograma e na geometria das lagoas podem ser alcan adas elevad ssimas efici ncias de remo o de organismos patog nicos ou de forma mais espec fica dos seus principais indicadores coliformes e ovos de helmintos poss vel obter ainda significativa remo o de nitrog nio e at mesmo de f sforo Esta vis o mais ampla das lagoas de estabiliza o foi abordada em detalhes no Cap tulo 3 do livro P s tratamento de efluentes de reatores anaer bios Cavalcanti et al 2001 Aspectos relativos a lodo em lagoas foram publicados no livro Gerenciamento do lodo de lagoas de estabiliza o n o mecanizadas Gon alves 1999 Ambas as obras foram publicadas dentro do mbito do PROSAB em editais anteriores A literatura nacional Silva amp Mara 1979 CETESB 1989 Mendon a 1990 van Haandel amp Lettinga 1994 Jord o amp Pess a 1995 Kellner amp Pires 1998 von Sperling 2002c e latino americana Yanez 1993 Mendon a 2000 aborda tamb m na forma de livros espec ficos ou detalhados cap tulos o processo de lagoas de estabiliza o e suas diversas variantes Estes livros cobrem aspectos conceituais de projeto constru o e opera o sendo importantes e complementares refer ncias acerca desse processo de tratamento de esgotos Por esse motivo o presente cap tulo apresenta apenas uma simples contextualiza o acerca das lagoas de estabiliza o dedicando se em detalhes no entanto aos aspectos r
579. ta se que essa tecnologia sens vel ao fator escala ou seja a partir de uma certa vaz o os custos decrescem significativamente Experi ncia da PUC A Pontif cia Universidade Cat lica do Paran PUCPR juntamente com a Sanepar desenvolveu estudos de ozoniza o de efluentes sanit rios em escala piloto Empregaram se nos ensaios efluentes provenientes de sistemas de tratamento com tecnologia UASB UASB FB filtro biol gico percolador UASB FBAS filtro biol gico aer bio submerso UASB LA lodos ativados e efluente proveniente de lodos ativados modalidade aera o prolongada ETE Bel m Os sistemas biol gicos de p s tratamento dos reatores anaer bios tipo UASB eram todos de alta taxa A concentra o inicial de Escherichia coli foi de 1 0 x 10 NMP 100 ml para o efluente anaer bio e de 1 0 x 10 NMP 100 ml para os efluentes secund rios A c mara de contato do piloto possu a 15 L e foi operada em regime descont nuo batelada durante 10 minutos O oz nio foi obtido em gerador com capacidade de 20 g O h a partir do oxig nio puro dispon vel em cilindros Sua aplica o dava se no fundo da c mara realizada por bomba de recircula o que promovia a aspira o do g s em um venturi Figura 5 16 A quantidade de oz nio aplicado e o residual off g s no topo da c mara foram obtidos por meio de analisador com base na absor o da radia o UV em frequ ncia 254 nm Tr s ensaios fases foram realiza
580. tal s o elaborados livros manuais e colet nea de artigos versando sobre as tecnologias desenvolvidas distribu dos gratuitamente para as prefeituras concession rias de servi os de saneamento e bibliotecas Tamb m s o ministrados cursos sobre essas tecnologias em diversas localidades do pa s Ao longo dos ltimos 7 anos o PROSAB vem se destacando na rea de Saneamento como modelo de gest o de programa cooperativo e financiamento compartilhado em fun o dos resultados j obtidos quais sejam desenvolvimento e aperfei oamento de diversas tecnologias produtividade cient fica forma o e capacita o de recursos humanos especializados moderniza o da infra estrutura de pesquisa e desenvolvimento consolida o de grupos de pesquisa emergentes dentre outros E rne Q CNPq CAIXA SE 4 an PROSAB GRUPO COORDENADOR DO PROSAB Jurandyr Povinelli EESC jpovinel sc usp br C cero O de Andrade Neto UFRN cicero met ufrn br De za Lara Pinto CNPq dlara cnpq br Marcos Helano Montenegro Minist rio das Cidades marcos montenegro Dcidades gov br Anna Virg nia Machado ABES annav Dax apc org Sandra Helena Bondarovsky CAIXA sandra bondarovsky Ocaixa gov br Jeanine Ribeiro Claper CAIXA jeanine claper Ocaixa gov br C lia Maria Poppe de Figueiredo FINEP cmfigue Dfinep gov br O PROSAB Edital 3 foi parcialmente financiado com recursos do Fundo de Recursos H dricos pePROSAE Ri
581. tanque de contato Determine o volume do tanque de contato a partir da equa o 4 14 Ado o do tempo de resid ncia no tanque de contato t Adotado o valor de t 30 min para a vaz o m dia V Qmea x t 91 94 L s x 30 min x 60 s min V 165 492 L 165 5 m Determine as dimens es do tanque de contato a partir da se o Tanque de contato L x B x H 30 0 x 2 8 x 2 0 m e Dimensionamento do dosador de g s cloro G s cloro com disponibilidade de 100 de cloro a ser aplicado em concentra es de at 10 mg Cl L D Q x C 91 94 L s x 10 mg L 919 4 mgs 3310 gh 3 3 kg h Cap 4 Clora oe Desclora o 167 f Dimensionamento dos reservat rios de g s cloro O cilindro de 70 kg poder fornecer cerca de 0 8 kg Cl h assim uma das sugest es utilizar quatro cilindros conectados a um manifolde que por sua vez alimenta os aparelhos cloradores Adotado o armazenamento m nimo para 15 dias a necessidade de estocagem seria de 1 188 kg ou 17 cilindros de 70 kg Nessa escala seria interessante empregar cilindros de 900 kg um em uso e outro de reserva Refer ncias bibliogr ficas ANDRADE NETO C O GALV O M V MELO H N S Desinfec o de efluente de filtros anaer bios avalia o de efici ncia em tanque de contato piloto e em escala real In SIMP SIO LUSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANIT RIA E AMBIENTAL 10 2002 Braga Anais Braga APESB APRH ABES 2002 12 p CD ROM ANDRADE NETO C O
582. ter stica desej vel pois n o deixa residual danoso ao meio ambiente O alto poder oxidante desej vel porque diminui a concentra o e o tempo necess rios para Cap 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o 171 desinfec o Sendo o tempo de contato e a concentra o reduzidos haver economia na constru o e na opera o das instala es Outro benef cio a considerar devido ao alto poder oxidante que os subprodutos org nicos da ozoniza o de efluentes dom sticos tratados em n vel secund rio geralmente apresentam pouca ou nenhuma toxicidade em n vel agudo H ainda a vantagem da redu o de cor que mesmo nas dosagens relativamente baixas necess rias desinfec o tem se mostrado efetiva O poder desinfetante do oz nio cerca de dez vezes superior ao do cloro para todos os tipos de microrganismos Ele eficaz contra esporos e cistos que s o as formas mais resistentes Hist rico A a o germicida do oz nio foi evidenciada na Fran a no final do s culo XIX onde come ou a ser utilizado como desinfetante em Esta es de Tratamento de gua ETA Desde ent o mais de mil esta es de tratamento por toda a Europa adotaram essa pr tica Desde que o oz nio come ou a ser utilizado o conhecimento te rico de seus efeitos moleculares e o progresso tecnol gico para sua produ o tiveram consider vel desenvolvimento As t cnicas de ozoniza o foram desenvolvidas mais s
583. tes Sanit rios T 100 x 10 6 5 em que T transmit ncia A absorb ncia cm A varia o da intensidade m dia efetiva de determinada radia o em um meio pode ser descrita pela Lei de Beer Lambert Chang 1977 Equa o 6 6 T m dio 1 e 6 6 em que I intensidade UV aplicada no meio l quido L caminho tico cm Refra o e reflex o a radia o ultravioleta obedece a leis da refra o Snell e reflex o Fresnel utilizadas na f sica ptica da luz vis vel Entretanto os ndices de refra o e reflex o variam conforme o comprimento de onda Bolton 2000 Portanto poucos s o os materiais que apresentam grande reflexividade da radia o UV e nem sempre s o bons refletores de luz vis vel Daniel 1993 O a o inoxid vel reflete em torno de 20 de radia o UV a 254 nm seguido do cobre com cerca de 10 e espelho polido com aproximadamente 7 Blatchley III 1997 Bolton 2000 prop s que os efeitos de reflex o e refra o sejam desprezados em caso de desinfec o de efluente com menos de 90 de transmit ncia M todos de avalia o da intensidade UV A intensidade de radia o UV emitida pela fonte um dos elementos necess rios para o c lculo da dose de UV aplicada em um processo de desinfec o Sua magnitude em determinado ponto do reator UV depende da fonte geradora de UV do arranjo f sico das fontes em rela o ao efluente e da transmit ncia da radia
584. testino por ser capaz de invadir a mucosa intestinal Os cistos ingeridos passam pelo est mago resistindo a o do suco g strico chegam ao final do intestino delgado ou in cio do intestino grosso onde ocorre o desencistamento dando lugar forma o do trofozo to que em sequ ncia se reproduz por fiss o bin ria alguns como prote o se encistam ainda no intestino O trofozo to apresenta cerca de 20 60 um de di metro e os cistos 8 20 um Morfologicamente o trofozo to da E histolytica distingue se pela capacidade de emitir proje es do citoplasma do tipo pseud podos utilizados para locomo o O trofozo to tem pouca import ncia na transmiss o da doen a pois n o resiste passagem pelo est mago ou exposi o ao ar no meio ambiente Um indiv duo infectado pode produzir cerca de 10 cistos g de fezes sendo que uma propor o vari vel destes s o cistos maduros ou seja infectantes uma vez excretados n o de se esperar est gios de matura o no meio ambiente A ingest o de um nico cisto pode provocar infec o por m estima se que a dose infectante DI seja de 10 100 cistos Os cistos de E histolytica s o particularmente sens veis temperatura elevada e desseca o de sorte que sua sobrevida no meio ambiente especialmente em climas tropicais limitada cerca de uma semana Em superf cies por exemplo m os ou utens lios usualmente n o sobrevivem por mais de uma hora Por i
585. tintos uma bacia de infiltra o em solo arenoso natural com dimens es de 3 50 m x 3 50 m e uma coluna de infiltra o com 4 65 m de altura e di metro de 0 40 m utilizando areia franca como material de enchimento e os resultados mostraram Melo et al 2000 que os dois sistemas estudados apresentaram baixa efici ncia na remo o de coliformas fecais m xima de remo o m dia de 80 5 na coluna de areia e de 95 8 na bacia de infiltra o O mau desempenho da coluna e da bacia de infiltra o r pida aparentemente contrariando os resultados dos canteiros confinados explica se muito provavelmente porque as caracter sticas da areia franca utilizada no enchimento da coluna coeficiente de permeabilidade da ordem de 3 2 x 102 cm s que equivale a 115 cm h valor extremamente elevado para o processo de infiltra o r pida que requer permeabilidade entre moderada 5 cm h e alta 50 em h EPA 1981 s o semelhantes s da bacia de infiltra o com porosidade alta e portanto altas velocidades de escoamento do efluente no meio granular e baixa capacidade de filtra o Esses dois fatores conjugados causaram baixa efici ncia de remo o de coliformes fecais na infiltra o r pida Nos tabuleiros confinados embora a areia utilizada tenha sido semelhante assim como o esgoto tratado e as t cnicas de an lises foram os mesmos a velocidade de escoamento horizontal muito mais baixa e o percurso maior drenos a 5 m e 10 m teriam
586. tir do in cio da exposi o A efici ncia da desinfec o por luz solar depende do tipo de pat geno para o qual est sendo utilizada sendo mais eficiente para bact rias e v rus No caso de protozo rios que formam cistos quando est o em ambiente hostil a desinfec o por agentes f sicos ou qu micos mais dif cil assim como os vermes Burch et al 1999 Riscos para a sa de O Cap tulo 2 do volume 1 deste livro trata desse assunto com a abrang ncia necess ria a seu entendimento Apenas ser o retomados alguns aspectos relativos natureza dos problemas envolvidos na disposi o de efluentes no solo A utiliza o de esgoto na irriga o envolve riscos sa de da popula o especialmente quando os efluentes n o s o submetidos a tratamento adequado Os microrganismos patog nicos v rus bact rias protozo rios e vermes s o os principais agentes causadores de problemas sanit rios tendo em vista que as concentra es de Cap 8 Disposi o no Solo 351 produtos qu micos t xicos metais pesados e outros em princ pio s o inferiores aos limites m ximos admiss veis para efluentes de ETE mesmo nas regi es mais industrializadas do pa s Portanto a principal quest o reside na defini o do risco de infec o aceit vel associado diretamente ao grau de tratamento e ao padr o de qualidade dos efluentes seletividade de culturas procedimentos operacionais e outras medidas que garantam a seguran a
587. tivamente A mesma composta de uma esta o elevat ria caixa de areia reator UASB com oito m dulos e uma lagoa de polimento Para a realiza o da pesquisa foram implantados numa rea de aproximadamente 800 m quatro blocos os quais constitu ram a unidade experimental de aplica o de efluente dom stico tratado para fins produtivos Cada bloco com dimens es de cerca de 160 m 20 0 m x 8 0 m possu a uma rea til de 7 0 m x 16 0 m aproximadamente Na entrada de cada bloco foi instalado um sistema de controle constitu do de registro hidr metro e man metro Nos blocos 1 e 2 foram implantadas as culturas da acerola sendo estas irrigadas com irriga o localizada Os blocos 3 e 4 foram cultivados com a cultura do milho e irrigados por sulcos de infiltra o com efluente da lagoa de polimento e gua de abastecimento mais fertilizante qu mico respectivamente A Figura 8 12 mostra um desenho esquem tico da ETE Mangueira destacando as principais unidades operacionais e a de aplica o de efluente dom stico tratado para fins produtivos Cap 8 Disposi o no Solo 369 rea do projeto piloto de re so hidroagr cola Desenho esquem tico E UASB a I CH Ag cH a EJ Il Il P2 Ji Pe A O it 0 LOS Conven es l l l i T 6 0000 Piez metros I l l l l
588. to Cavalcanti et al 2001 O cap tulo aborda tamb m a remo o de coliformes e ovos de helmintos luz dos dados dispon veis at ent o Como parte dessa nova etapa do PROSAB houve grande esfor o no sentido de ampliar a base de dados de lagoas de polimento aprofundando se na avalia o da remo o dos principais organismos indicadores E coli e ovos de helmintos Aqui discorrem se as efici ncias t picas de remo o e os coeficientes de decaimento bacteriano K obtidos a Lagoas investigadas No mbito do atual PROSAB 3 foram analisados os sistemas apresentados na Tabela 7 15 todos incluindo lagoas de polimento Tabela 7 15 Sistemas de lagoas monitorados no PROSAB puro KOE Profundidade arado s E de em cada TDH total Institui o local Escala Sistema H lagoas lagoa d m em s rie d UASB UFPE ETE Mangueira Real Lag l 3 6 3 6 1 50 Polim UASB E Piloto Lag 3 7 1 9 4 21 3 28 2 0 90 Vi osa MG Polim UASB UFMG Itabira MG Real Lag 1 20 9 20 9 2 00 Polim UASB DEM Piloto Lag 2 4 6 2 9 9 2 5 8 0 60 0 40 Itabira MG Polim UASB UFMG Arrudas MG Demonst Lag 4 2 0 3 3 8 0 0 65 0 40 Polim 314 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Os dados desses sistemas s o apresentados de forma detalhada aqui Posteriormente ao estimar os valores do coeficiente K foram inclu dos tamb m dados do PROSAB Edital 2 cinco
589. to de um sistema de ozoniza o Dados de entrada Popula o 10 mil habitantes Vaz o afluente m dia Q 4 1 478 m dia 61 6 m h Dosagem aplicada de oz nio 4 mg L determinada atrav s de ensaios Concentra o m xima de coliformes fecais no afluente N 5 x 10 NMP 100 ml valor m dio anual Concentra o m xima desejada de coliformes fecais no efluente desinfetado 1 000 NMP 100 ml Por interm dio de ensaios de bancada determina se a melhor dosagem de oz nio a ser aplicada para desinfec o em fun o do corpo receptor Levantar na literatura o fator CT C a concentra o de oz nio residual em mg L a ser mantida durante determinado tempo T em minutos necess rio para eliminar o organismo alvo sob as condi es de temperatura e pH da fase l quida Calcular o fator CT total do reator e compar lo com o da literatura que devem ser pr ximos Caso isso n o aconte a aumenta se ou diminui se a vaz o do g s at obter a igualdade a C lculo do consumo de oz nio Consumo de Os Dosagem de Os x Vaz o 4 g m x 1 478 m dia 5912 g dia 0 25 kg h O equipamento de gera o de oz nio dever atender s necessidades de consumo calculada Cap 5 Desinfec o de Efluentes Sanit rios por Meio da Ozoniza o 207 b C lculo das dimens es da coluna de ozoniza o Adotando um tempo de contato t de 5 minutos determina se o volume V da coluna ou das colunas se for o caso
590. to n o deveria variar com o modelo hidr ulico representando apenas o decaimento dos coliformes de acordo com sua cin tica como determinado em um teste por batelada No entanto a inadequabilidade dos regimes hidr ulicos idealizados para representar de forma perfeita as condi es hidrodin micas da lagoa leva aos desvios que ocorrem na pr tica Neste sentido t m se as seguintes situa es e no regime de mistura completa os coeficientes obtidos experimentalmente s o maiores do que os determinados puramente segundo a cin tica pelo fato de que os reatores de mistura completa s o menos eficientes 302 Desinfec o de Efluentes Sanit rios e no regime de fluxo em pist o os coeficientes obtidos experimentalmente s o menores do que os determinados puramente segundo a cin tica pelo fato de que os reatores de fluxo em pist o s o mais eficientes e no regime de fluxo disperso os coeficientes devem se aproximar dos valores segundo a cin tica desde que o n mero de dispers o adotado para a lagoa esteja correto UNIDADES LOG REMOVIDAS E EFICI NCIA DE REMO O Unidades log removidas Fluxo em pist o Figura 7 10 A Tabela 7 9 apresenta valores de K para o regime hidr ulico de mistura completa obtidos segundo metodologia proposta por von Sperling 2002a para converter valores dos coeficientes segundo o modelo de fluxo disperso para o regime de mistura completa Os valores de K para fluxo disperso
591. tog nicos profundidade reduzida grandes reas de espelho d gua expostos a o da luz solar e elevados tempos de deten o Nas lagoas de matura o projetadas com profundidades mais reduzidas a penetra o da luz solar na massa l quida facilitada e a atividade fotossint tica acentuada promovendo de forma tamb m acentuada a produ o de OD o consumo de CO e consequentemente a eleva o do pH Bact rias e v rus s o inativados preponderantemente pela exposi o prolongada irradia o solar raios UV sendo letal a conjuga o dos seguintes fatores Curtis et al 1992 van Haandel amp Lettinga 1994 van Buuren et al 1995 e Radia o solar radia o ultravioleta e Elevado pH pH gt 8 5 e Elevada concentra o de OD As lagoas de matura o devem e podem atingir elevad ssimas efici ncias na remo o de coliformes como indicadores da remo o correspondente de bact rias e v rus E gt 99 9 ou 99 99 para que possam ser cumpridos padr es ou recomenda es usuais para utiliza o direta do efluente para irriga o ou para a manuten o de diversos usos no corpo receptor Cistos de protozo rios e ovos de helmintos s o removidos da fase l quida por sedimenta o Considerando os tempos de deten o usualmente empregados as lagoas de matura o bem como as que a precederem podem atingir a remo o total de protozo rios e helmintos De forma a maximizar a efici nci
592. tor UV dever ser composto por l mpadas UV de baixa press o e baixa intensidade cada uma com 30 W de pot ncia nominal com efici ncia de 8 3 W a 254 nm no in cio de funcionamento e ap s 100 horas de uso A efici ncia de reflex o da radia o UV 254 nm estimada para o refletor de alum nio de 70 Os seguintes dados devem ser considerados Gerais Popula o 50 000 habitantes Consumo per capta 150 L hab d Coeficiente do dia de maior consumo k 1 2 Coeficiente da hora de maior consumo k 1 5 Coeficiente de retorno 0 8 Vaz o de infiltra o 22 50 L s Vaz o m dia total 91 94 L s Vaz o m xima total 147 50 L s Efluente aer bio Conc m dia DQO efluente 77 mg L Conc m dia DBO efluente 24 mg L Conc de SST efluente 28 mg L Turbidez m dia efluente 18 UT Densidade m dia de coliformes fecais N 1 0 x 10 NMP 100 ml Transmit ncia m dia 59 Cap 6 Desinfec o por Radia o Ultravioleta 271 A absorb ncia calculada a partir da Equa o 6 5 T 100 x 104 Ent o A 0 229 u a cm Dimensionamento do sistema com l mpadas emersas Para tal efluente pode ser utilizada uma dose efetiva de 21 mJ cm a fim de atingir o padr o de efluente desinfetado proposto ou seja D 21 mJ cm Utilizando as Equa es 6 4 6 6 e 6 21 calcula se a dose aplicada D E mJ em 6 24 Adota se uma espessura de l mina d gua de L 5 5 cm Ent o a dose aplicada _ 21x0 528x5
593. total de haloorg nicos denominada halog nios org nicos totais abreviado na forma TOX e a maior parte deles tida como causadora de efeitos adversos sa de EPA 2001 o que tem levado a grandes preocupa es com a clora o de esgotos tratados As primeiras suspeitas da correla o entre a gua de abastecimento p blico e a ocorr ncia de c ncer surgiram nos Estados Unidos em 1974 quando as pesquisas da Ag ncia de Prote o Ambiental Usepa indicaram a presen a de trihalometanos nas guas cloradas em concentra o superior a de outros contaminantes Cap 10 An lise Cr tica 415 Assim o risco da desinfec o do esgoto com cloro se torna maior medida que o efluente lan ado no corpo receptor se misture por exemplo com gua a ser captada para abastecimento p blico Da mesma forma preocupante a irriga o com esgotos tratados clorados pela contribui o cumulativa de haloorg nicos no solo e no len ol subterr neo N o obstante alguns estudos indicam que na clora o de efluentes contendo am nia como no caso de efluentes de tratamento secund rio sem nitrifica o e mesmo com nitrifica o mas com um residual de am nia como comum ocorrer a forma o de cloraminas predominante e a taxa de forma o de subprodutos muito baixa com inexpressiva gera o de THM Rebhun et al 1997 J no caso de efluentes sem presen a de am nia o cloro residual est sob a forma de cloro livre com g
594. tra o de cloro aplicado a partir da Equa o 4 5 N No 1 0 23 xC xt C N No 8 1 1 0 23 x t 1 x 107 1 x 103 3 13 0 23 x 30 C 3 0 mg L Cap 4 Clora oe Desclora o 163 Determine a concentra o de cloro aplicado para condi es de vaz o m xima Para Q a n gt O tempo de contato ser reduzido para tmin V Qm x n 30 784 L 26 L s 1 184 s 19 7 min Tem se ent o para o tempo de contato m nimo a seguinte concentra o de cloro residual C N N9 8 1 0 23 x t x 109 x 103 8 13 0 23 x 19 7 C 4 5 mgL c Dimensionamento do dosador de solu o de cloro Ado o do desinfetante utilizado Adotado o hipoclorito de s dio na concentra o de 5 mgCl L para atender a todas as demandas D QxC 17 11 sx5mgL 85 5 mgs 307 8 g h 0 31 kg h Solu o de hipoclorito 10 3 1 L h Dosador de hipoclorito 10 0 L h d Dimensionamento dos tanques de hipoclorito Adotado armazenamento m nimo para dois meses Volume do tanque 5 m e Dimensionamento do tanque de desclora o Determine o volume do tanque de desclora o a partir da Equa o 4 14 Ado o do tempo de resid ncia no tanque de desclora o t Adotado o tempo de t 10 min para a vaz o m dia a partir da se o Tanque de contato V Qua xt 17 1 L s x 10 min x 60 s min V 10 260 L 10 3 m 164 Desinfec o de Efluentes Sanit rios II Dimensione um sistema de
595. tra o inicial de 10 oocistos de Cryptosporidium por litro em pH 7 e temperatura de 20 C Efeitos sobre amebas amebas s o protozo rios encontrados no meio ambiente sob a forma de cistos uma vez que a forma de trofozo de geralmente usada para reprodu o dentro do hospedeiro al m de ser fr gil demais para sobreviver no meio ambiente No entanto alguns g neros de amebas como 190 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Naegleria e Acanthaboeba podem existir no meio sob a forma de cistos e tamb m de trofozo des O interesse especial quanto a esses dois g neros se prende ao fato de que muitos de seus membros s o parasitas humanos Observa es microsc picas demostram que as formas trofozo des de Naegleria e Acanthaboeba s o facilmente destru das por a o do oz nio devido ao rompimento da membrana celular Um residual de oz nio na fase l quida de 0 2 mg L mantido durante 30 segundos suficiente para reduzir a popula o de trofozo des ativos em at 4 unidades logar tmicas Quanto s formas encistadas a literatura menciona valores de CT variando entre 0 7 mg min L e 2 12 mg min L dependendo da temperatura e do pH do meio Langlais et al 1991 Para efeitos comparativos entre o oz nio e o di xido de cloro aparecem listados na Tabela 5 2 seus respectivos valores de CT para elimina o de 99 de v rios tipos de microrganismos a 5 C e com pH compreendido entre 6 e 7 Tabela 5 2 Valores de CT mg
596. tulo 1 a seguir apresenta se a Tabela 10 1 que compara v rias caracter sticas dos processos e desinfetantes e uma discuss o sobre a aplicabilidade dessas diferentes op es e dos resultados apresentados nos cap tulos anteriores deste livro Compostos de cloro A desinfec o por cloro constitui a pr tica mais comum no Brasil em abastecimento de gua sendo a tecnologia totalmente dominada e conhecida A tend ncia da desinfec o de esgotos tratados deve ser a mesma pela familiaridade com a desinfec o da gua e pela disponibilidade de produtos e equipamentos Como op es se tem assim a possibilidade do uso de e cloro gasoso e hipoclorito de c lcio Tabela 10 1 Caracter sticas t picas dos principais processos e desinfetantes Caracter sticas Cloro gasoso Hipocloritos prado di Pactar ag Oz nio raggas pe cloro ultravioleta matura o Custo de implanta o Menor M dio M dio Elevado Elevado Elevado Custo de opera o Menor M dio M dio Elevado Elevado Menor Efici ncia de desinfec o Elevada Elevada Elevada Elevada Elevada Elevada Aplicabilidade ETES M dias a Pequenas a Pequenas a Pequenas a M dias a Pequenas a grandes m dias m dias grandes grandes m dias Gera o de subprodutos A a a O idos Menor N o N o N o poss vel poss vel Boa gerado Pureza do desinfetante Elevada Baixa in loco Toxicidade RS Elevada Elevada Elevada Ele
597. tura com difusores misturadores est ticos em linha dentre outros As c maras devem ser projetadas para obter alta efici ncia de transfer ncia de oz nio C maras de difus o de bolhas Os sistemas de transfer ncia mais amplamente usados para ozoniza o s o c maras com difusores que dispersam o g s em forma de bolhas A mistura do g s no meio l quido realizada por difusores porosos ou tubos sinterizados acoplados ao fundo da c mara A transfer ncia do oz nio depende da turbul ncia entre as fases gasosa e l quida do n mero e tamanho das bolhas e da rea de transfer ncia interfacial entre as duas fases dos fluidos Os difusores devem produzir bolhas com di metro da ordem de 3 a 5 mm o que conseguido com difusores porosos com vazios intergranulares de tamanho compreendido entre 50 e 100 um As bolhas maiores s o caracterizadas por reas 180 Desinfec o de Efluentes Sanit rios menores entre o g s e o l quido tornando a efici ncia menor O tempo de contato entre as bolhas e o l quido tamb m influi na efici ncia do processo de transfer ncia Quanto mais lenta a ascens o das bolhas no meio l quido maior o tempo de contato A perda de carga nos difusores geralmente varia de 0 3 a 0 5 mca e obt m se em cada c mara ou coluna uma vaz o de g s nas condi es normais de temperatura e press o da ordem de 10 da vaz o de gua de forma que para bolhas com raio de 2 mm a rea total dispon vel pa
598. tura e na produ o animal s o abordados em detalhes no outro livro produzido pela rede tem tica 2 Edital 03 2000 do PROSAB sob coordena o do Prof Rafael K Bastos 26 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Refer ncias bibliogr ficas BASTOS R K X BEVILACQUA P D HELLER L VIEIRA M B M BRITO L A Abordagem sanit rio cpidemiol gica do tratamento e da qualidade parasitol gica da gua entre o desej vel e o poss vel In CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANIT RIA E AMBIENTAL 21 2001 Jo o Pessoa Anais Jo o Pessoa 2001 CABELLI V J et al A marine recreational water quality criterion consistent with indicator concepts and risk analysis Journal WPCF v 55 n 10 1983 CAMPOS J R Coord Tratamento de esgotos sanit rios por processo anaer bio e disposi o controlada no solo Rio de Janeiro Projeto PROSAB ABES 1999 464 p CHERNICHARO C A de L DANIEL L A SENS M CORAUCCI FILHO B P s tratamento de efluentes de reatores anaer bios por sistemas de desinfec o In CHENICHARO C A Coord P s tratamento de efluentes de reatores anaer bios Belo Horizonte 2001 p 377 454 CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE Resolu o CONAMA 20 86 de 18 06 86 CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE Resolu o CONAMA 274 2000 DANIEL L A Processos de desinfec o e desinfetantes alternativos na produ o de gua pot vel Rio de Janeiro ABES 2001 155 p JORD O E P
599. tura e outras que fazem um habitat natural para grande n mero de seres vivos H propriedades do solo que s o extremamente importantes para que este seja usado como local de disposi o de esgotos ou de efluentes de esta es de tratamento Cap 8 Disposi o no Solo 345 e Capacidade de troca i nica representa a quantidade de c tions e nions absorvidos por unidade de peso do solo As part culas do solo apresentam cargas capazes de reter c tions e nions Solos intemperizados como os encontrados sob condi es tropicais apresentam baixa capacidade de troca de c tions CTC em fun o do r pido decaimento da mat ria org nica e da mineralogia das argilas com preju zo na reten o de bases como Ca Mge K que s o nutrientes de plantas e Poder tamp o a presen a de carbonatos e maiores teores de mat ria org nica pool de cidos fracos impedem varia es bruscas de pH do solo e minimizam impactos da adi o de res duos e Reten o caracter stica relacionada efici ncia de o solo funcionar como filtro f sico de part culas em suspens o reten o de organismos patog nicos presentes nos esgotos um fator importante para o sucesso da utiliza o em reas agr colas Solos perme veis de textura m dia possuem conte do coloidal suficiente para reter part culas constituindo os melhores filtros e Microbiologia a disposi o de esgotos brutos ou tratados no solo promove transforma es microbio
600. ual residual subprodutos Sim Sim no N o N o N o t xicos esperado o Sim Sim N o N o N o N o sa de perigo s o M p 8 substancial substancial moderado m nimo Nenhum nenhum no transporte Corros o Sim Sim Sim N o N o N o Pesquisas sobre desinfec o de esgotos do Edital 3 PROSAB Composi o e objetivos da rede tem tica 2 do Edital 3 PROSAB As pesquisas realizadas na rede cooperativa n 2 formada pelo Edital 03 2000 do PROSAB tiveram por tema central a Desinfec o de efluentes sanit rios remo o de pat genos e subst ncias nocivas Aplica es para fins produtivos como agricultura aq icultura e hidroponia O desenvolvimento objetivado nessa etapa do programa foi adequar as tecnologias desenvolvidas ou aperfei oadas nos editais anteriores visando a efluentes mais rigorosos que envolvessem necessariamente o controle das densidades de organismos patog nicos no esgoto tratado A rede foi composta por 11 institui es oriundas de 10 Estados UFPB UFRN UFPE Unicamp UFMG UFV UFES UNB USP UFSC PUC PR e UFRGS As institui es apresentaram um total de 14 subprojetos de pesquisa abordando temas relacionados desinfec o de efluentes e reutiliza o dos efluentes tratados para fins produtivos Efluentes processos de desinfec o e objetivos de qualidade pesquisados Os objetivos de desinfec o e de re so do Edital 03 2000 do PROSAB incidiram sob
601. uente em densidades superiores s dos pat genos e as taxas de remo o decaimento de ambos sejam similares ou e a taxa de remo o decaimento dos pat genos seja superior do indicador Como nas lagoas de estabiliza o essencialmente bact rias e v rus s o removidos por inativa o e protozo rios e helmintos por sedimenta o depreende se que as bact rias do grupo coliforme n o s o indicadores adequados da remo o de protozo rios e helmintos Por sua vez o decaimento mortandade das bact rias patog nicas e v rus bem como dos coliformes segue uma cin tica de primeira ordem Al m disso os coliformes apresentam se usualmente em maiores densidades no esgoto bruto e via de regra a taxa de decaimento dos pat genos superior ou no m nimo similar dos coliformes Conclui se que os coliformes s o indicadores adequados da Cap 7 Lagoas de Estabiliza o 291 inativa o de bact rias e v rus em lagoas de estabiliza o e que aus ncia dos pat genos no efluente corresponder certa densidade de coliformes em geral aceita como 10 coliformes 100 ml e n o necessariamente sua aus ncia Na Figura 7 7 apresenta se uma representa o esquem tica desse fato baseada em Yanez 1986 e Oragui et al 1987 Org 100 ml coliformes 10 10 10 10 salmonela 10 szz gt 10 10 TDH T1 T2 T1 TDH necess rio remo o da salmonela
602. ul ncia do Cryptosporidium especialmente em grupos populacionais imunodeprimidos Tamb m reconhecida a veicula o h drica da doen a via contato prim rio e consumo de gua A criptosporidiose comprovadamente uma zoonose sendo que os esgotos sanit rios e as atividades agropecu rias constituem fatores inquestion veis de contamina o de mananciais A contamina o de esgotos sanit rios de cerca de 250 mil habitantes 460 L s pode equivaler carga excretada de aproximadamente 200 indiv duos imunodeprimidos infectados com Cryptosporidium por sua vez um nico bezerro ou uma ovelha infectada pode excretar mais oocistos por dia que mil indiv duos imunodeprimidos Crockett amp Haas 1997 A criptosporidiose apresenta se como um problema emergente e consider vel quando se pensa na irriga o de forrageiras com esgotos sanit rios As mesmas dificuldades taxon micas e anal ticas destacadas para Giardia aplicam se ao Cryptosporidium Mais de 20 esp cies de Cryptosporidium j foram descritas com base no hospedeiro em que foi originalmente isolada Entretanto a partir de estudos de transmiss o envolvendo diferentes esp cies animais e an lises morfol gicas e imunol gicas dos parasitas reconhece se atualmente dez esp cies v lidas para esse g nero A esp cie infectante para seres humanos aparentemente se restringe ao C parvum que encontra em alguns animais dom sticos bovinos caprinos e ovinos importantes
603. ults 1999 24 p Report 832 R 99 900 Wastewater tecnology fact sheet intermitent sand filters Washington sep 1999 EPA 932 F 99 067 FEACHEM F G et al Sanitation and disease health aspects of excreta and wastewater management Chichester OMS 1983 GONZAGA NETO L SOARES J M Acerola para exporta o aspectos t cnicos da produ o Bras lia EMBRAPA SPI 1994 43 p S rie Publica es T cnicas Frupex 10 HALL J E ZMYSLOWSKA A Development of sludge treatment and disposal strategies for large conurbations case study Warsaw Water Science and Technology v 36 n 11 p 291 298 1997 HESPANHOL I Reuso da gua no Brasil In ENCONTRO DE GUAS 3 Santiago Chile 2001 IPA Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecu ria S o Jos BR 5026 Sele o IPA cultivar de milho desenvolvida para Pernambuco selecionada contra ataques das lagartas do cartucho e da espiga Comunicado T cnico Recife p 1 7 ago 1995 KRISTIANSEN R Sand filter trenches for purification of septic tank effluente I The clogging mechanism and soil physical environment II The fate of nitrogen III The microflora Journal of Environmental Quality v 10 n 3 p 353 364 1983 LEPSCH I E Solos forma o e conserva o 3 ed S o Paulo Melhoramentos 1980 157 p LUCAS FILHO M ANDRADE NETO C O SILVA D A MELO H N S PEREIRA M G Evolu o do processo de disposi o de esgoto t
604. uma mol cula promove fot lise a energia dos f tons suficiente para romper uma liga o espec fica ou v rias liga es entre os tomos que comp em a mol cula fragmentada O termo fot lise refere se intera o da radia o luminosa com as mol culas provocando ruptura das liga es qu micas fragmentando as As modifica es fotoqu micas ocorrem comumente associadas s radia es com comprimento de onda entre 1 200 e 200 nm Prote nas e cidos nucl icos absorvem intensamente a radia o na faixa de 100 a 280 nm o que resulta em modifica es fotoqu micas que podem desequilibrar o metabolismo de c lulas e eventualmente resultar em morte A regi o mais efetiva do espectro nesse sentido se situa em torno do comprimento de onda de 260 nm em que a energia mais intensamente absorvida pelos cidos nucl icos De acordo com a Equa o 6 1 a energia associada a esse comprimento de onda de radia o de 110 kcal einstein que vem a ser valor superior ao limite de v rios sistemas biol gicos Tabela 6 2 Tabela 6 2 Energias de liga o em sistemas microbiol gicos Liga o Energia de dissocia o da liga o kcal einstein O H llQalll C H 96 a 99 N H 93 C 0 173 a 181 CN 69 a 75 C C 146a 151 C C 83 a 85 Fonte March 1985 apud WEF 1996 A luz ultravioleta pode ser dividida em tr s faixas segundo seus efeitos sobre os seres vivos e UV A sua radia o p
605. unto com o esgoto em corpos d gua e deste modo transmitidas por meio da gua contaminada pois a gua considerada um vetor mec nico em potencial para a transmiss o de doen as Teunis et al 1997 Segundo Falk et al 1998 os est gios infectantes s o excretados juntamente com as fezes de pessoas infectadas e transmitidos pela via fecal oral por interm dio da gua contaminada do alimento ou ainda pelo contato direto hospedeiro hospedeiro As guas superficiais podem estar contaminadas com oo cistos provenientes do esgoto humano ou das fezes de animais Todas as guas de fontes superficiais particularmente em regi es de prec rio saneamento b sico est o sujeitas a esse tipo de contamina o Remo o natural em alguns sistemas Segundo Gerba 1999 dependendo do sistema como por exemplo wetland funcionando por escoamento subsuperficial escoamento superficial ou lagoa de tratamento o destino dos contaminantes depende da capacidade de remo o individual de cada tipo de sistema Para o wetland citado as plantas n o s o submersas na gua mas antes a gua escorre horizontalmente por uma camada de pedregulho permitindo maior rea superficial para atividade microbiol gica e crescimento No escoamento superficial a gua exposta para atmosfera e as plantas s o enraizadas 348 Desinfec o de Efluentes Sanit rios no terreno em v rios tipos de substrato A remo o de contaminantes pode ser menos e
606. urbanizados Vale observar que h necessidade de constante monitoramento da qualidade tanto dos afluentes como dos efluentes do sistema e os conseguentes custos de an lises das amostras do tratamento Os benef cios econ micos s o verificados no aumento da rea cultivada e no aumento da produtividade agr cola sendo mais significativos em reas onde se depende apenas de irriga o natural proporcionada pelas guas das chuvas Dimensionamento e an lise do custo de implanta o do sistema de tanque s ptico e vala de filtra o O custo total de implanta o do sistema em uma resid ncia ou conjunto de resid ncias geralmente inferior ao custo de implanta o de rede coletora de esgoto e seguinte esta o de tratamento quando o local tem baixa densidade demogr fica o terreno acidentado e h outros fatores que aumentam o custo de implanta o de uma rede coletora Para o levantamento do custo de implanta o do sistema considerou se uma resid ncia com cinco habitantes na cidade de Campinas SP no m s de outubro de 2002 com duas valas de filtra o de 15 m de comprimento largura igual a 0 5 m e altura da camada filtrante da areia igual a 50 cm contribui o di ria de efluente habitante considerada foi igual a 130 L habitante dia padr o m dio segundo a NBR 13 969 1997 e a taxa de aplica o foi de 40 L m dia Optou se por essa espessura da camada de areia por ser um valor intermedi rio entre as outras
607. uris e a tricur ase s o bastante similares ao Ascaris e ascarid ase em termos de endemicidade ciclo de vida modo de transmiss o e epidemiologia Dentre algumas das particularidades uma f mea adulta libera de 3 mil a 20 mil ovos dia e o desenvolvimento dos ovos forma infectante no solo e temperatura de 25 C ocorre em cerca de 28 dias temperatura de 34 C esse per odo reduzido para 13 dias Os ovos de Trichuris Figura 2 10 s o menos resistentes que os de Ascaris podendo entretanto sobreviver por meses no solo em condi es favor veis Figura 2 10 Ovos de Ascaris e Trichuris c Ancylostoma duodenale e Necator americanus Ciclo biol gico Hospedeiro humano excre o de ovos ambiente gua solo alimentos eclos o dos ovos e desenvolvimento ao est dio de larva infectante 8 10 dias gt moderada sobreviv ncia no ambiente solo 3 6 semanas e reduzida mobilidade lt 1 metro penetra o ativa pele conjuntiva e mucosas ou passiva via oral desenvolvimento fase adulta 4 8 semanas reprodu o sexuada intestino delgado produ o e excre o de ovos Ancylostoma duodenale e Necator americanus pertencem fam lia Ancylostomidae sendo helmintos bastante similares em todos os aspectos incluindo as respectivas patologias usualmente referidas como ancilostomatose A grande diferen a no ciclo de vida desses dois nemat ides bem como do Strongyloides sterco
608. us Norwalk est associado a doen as de car ter agudo dura o de aproximadamente 12 a 72 horas de curto per odo de incuba o 48 horas e caracterizadas por febre n useas diarr ia e v mitos Aparentemente o v rus acomete de forma indistinta adultos e crian as Cap 2 Organismos Patog nicos e Efeitos Sobre a Sa de Humana 45 Os mecanismos de transmiss o do v rus Norwalk incluem a transmiss o fecal oral e v mito oral entre pessoas e o consumo de gua e alimentos contaminados entretanto em situa es de surtos e epidemias o consumo de gua contaminada a forma de transmiss o frequentemente associada ao v rus Adicionalmente o v rus Norwalk tamb m tem sido responsabilizado por casos de gastroenterite relacionados a guas de recrea o Al m do v rus Norwalk h outros similares do ponto de vista morfol gico que causam os mesmos sintomas Montgomery County Hawaii Otofuke Taunton Sapporo e Snow Mountain At o momento considera se que o ser humano o nico hospedeiro dos v rus pertencentes a esse grupo V rus da hepatite E O v rus da hepatite E v rus entericamente transmitidos n o A n o B HEV s o v rus n o envelopados com caps deo icosa drico que apresentam di metro de 27 a 34 nm e material gen tico do tipo RNA Apesar de controverso o VHE classificado como pertencente fam lia Caliciviridae O mecanismo de transmiss o do VHE principalmente do tipo fecal o
609. vada Elevada microrganismos Toxicidade vida aqu tica Elevada Elevada Elevada N o Elevada N o Como de Prim rio Prim rio Prim rio Secund rio Secund rio Secund rio tratamento Corrosividade Elevada Elevada Elevada N o Elevada N o Riscos operacionais Elevados Elevados Elevados N o Moderados N o Adaptada de Metcalf amp Eddy 2003 eonuo esmeuy 0L deo Ly L 412 Desinfec o de Efluentes Sanit rios e hipoclorito de s dio e e di xido de cloro O cloro gasoso seria indicado para as instala es de maior porte e os hipocloritos para as esta es menores A principal raz o do uso do cloro gasoso nas esta es de porte m dio e grande em detrimento dos hipocloritos que estes apresentam baixo teor de pureza elevada capacidade corrosiva e maiores cuidados de transporte e manuseio resultando ainda em custos mais elevados para o caso de instala es de maior porte O di xido de cloro por sua vez torna se interessante por reduzir os riscos de forma o de compostos organoclorados A principal desvantagem da clora o ao tratar esgotos est na grande demanda de cloro por rea es secund rias dando margem a uma elevada dosagem requerida A Tabela 10 2 indica dosagens t picas de cloro para diferentes processos observando se esses elevados valores Tabela 10 2 Dosagem de cloro para diferentes tipos de efluentes Tipo de esgoto dom stico Dosagem mg l Esgoto
610. vas metodologias da desinfec o Ribeiro amp Lapoli 2003 2 O teste de toxicidade aqu tica um procedimento no qual as respostas de organismos aqu ticas s o usados para detectar ou medir a presen a ou o efeito de uma ou mais subst ncias res duos ou fatores ambientais isolados ou em combina o O teste de toxicidade cr nica envolve um est mulo que retarda persiste ou continua por um per odo relativamente longo freq entemente 1 10 do tempo de vida ou mais Cr nico seria considerado um termo relativo dependendo da dura o da vida do organismo Um efeito cr nico pode ser medido em termos de redu o no crescimento redu o na reprodu o etc al m da letalidade No Brasil estudos sobre a redu o de toxicidade em esta es de tratamento de despejos l quidos dom stico e industrial est o sendo iniciados e poucas informa es est o dispon veis Embora existam dados f sico qu micos que avaliem a efici ncia das esta es de tratamento nada se sabe sobre os efeitos potenciais que a carga poluente remanescente pode causar ao corpo receptor em termos ecotoxicol gicos Em fun o dos objetivos de uso das guas desses corpos receptores importante que se comece a obter tais informa es nas esta es em opera o a fim de que se possa avaliar eventuais impactos que um efluente complexo de baixa biodegradabilidade embora tratado pode causar biota A caracteriza o qu mica de um efluente isolada
611. vid ncias concretas sobre a transmiss o de doen as aos grupos de risco motivou Shuval et al 1986 citados pela OMS 1989 a fazerem minuciosa revis o bibliogr fica em estudos epidemiol gicos realizados no mbito de v rios per metros irrigados com esgoto Esse trabalho revelou informa es importantes sobre o cont gio dos grupos de risco conforme conclus es dos autores resumidas a seguir e Ocorrem excessivas contamina es por nemat deos intestinais Ascaris lumbricoides Ancylostoma duodenale Necator americanus e Enterobius vermicularis quando a irriga o feita com esgoto bruto tanto nos consumidores de vegetais quanto nos oper rios rurais especialmente quando estes trabalham descal os e N o h contamina o excessiva por nemat deos intestinais em consumidores e agricultores quando o esgoto usado na irriga o tratado e Ac lera e a febre tif ide podem ser transmitidas por verduras irrigadas com gua residu ria n o tratada 352 Desinfec o de Efluentes Sanit rios e Aten ase provocada pelo platelminto cest deo Taenia saginata pode acometer o gado bovino que pastar em reas irrigadas com esgoto bruto por m o risco real de contamina o humana n o est bem estudado Todavia existe e H poucas evid ncias sobre a contamina o de popula es residentes nos arredores de reas irrigadas com esgoto bruto especialmente quando praticam bons h bitos higi nicos e A irriga o
612. volve dois grupos de for as O primeiro est associado ao requerimento mec nico para vencer a queda de press o atrav s da membrana a qual determinada pela taxa de fluxo Isto envolve o fluxo de gua atrav s dos poros da membrana O segundo grupo de for as resulta do gradiente natural de press o que ocorre entre duas solu es com diferentes concentra es de sais Diferen as na concentra o de sais s o observadas em membranas de osmose reversa em que concentra es elevadas podem ocorrer no lado da entrada da membrana enquanto gua com baixa concentra o de sais ocorre no ponto de sa da A Tabela 9 2 sintetiza as faixas usuais de press o aplicadas nas diferentes modalidades de processos de membranas Tabela 9 2 Tamanho de poro e press o aplicada em processos de membranas OR NF UF MF Tamanho poro n o detectado 2 5 nm 5 20 nm 20 nm 1 um Press o aplicada 30 150 atm 5 20 atm 2 7 atm 1 2 atm 402 Desinfec o de Efluentes Sanit rios Atualmente diversas configura es de membranas s o encontradas como tubos ou fibras ocas espirais quadros e placas Os materiais empregados para membranas dependem do tipo de fluido e impurezas a serem separadas Os mais utilizados s o o acetato de celulose policarbonatos n ilon poliamidas e cer micas Destacam se atualmente membranas compostas de filmes delgados com porosidade extremamente fechada poliamidas aplicadas sobre um materia
613. w York John Wiley 1980 p 7 58 DE LUCA S J A desinfec o com agentes qu micos In DANIEL L Ed Processos de desinfec o e desinfetantes alternativos na produ o de gua pot vel Rio de Janeiro PROSAB 2 ABES 2001 DE LUCA M A DE LUCA S J S ntese eletroqu mica do on ferrato VI Qu mica Nova v 26 n 3 p 420 424 2003 DE LUCA Avalia o da toxicidade de efluentes desinfetados com o on ferrato VI a alevinos de til pia do Nilo PROSAB II Tema 2 FINEP CNPQ CEF 2008 Relat rio Final de Pesquisa DITTRICH J GNIRSS R PETER FROHLICH A SARFET F Microfiltration of municipal wastewater for disinfection and advanced phosphorous removal In ANNUAL WATER ENVIRN FED TECH CONF EXPOSITION 70 1997 Chicago Proceedings Chicago 1997 v 8 p 391 EPA Combined sewer overflow technology fact sheet alternative disnfection methods Washington 1999 HERATH G YAMAMOTO K URASE T Mechanism of bacterial and viral transport through microfiltration membranes Water Sci and Tech v 38 n 4 5 p 489 496 1998 LLOYD B JINAG J Progress in the development and use of ferrate VI salt as an oxidant and coagulant for water and wastewater treatment Water Res v 26 p 1397 1408 2002 MALLIA H TILL S Membrane bioreactors wastewater treatment applications to achieve high quality effluent In CONFERENCE WIOA ON WATER TREATMENT PROCESSES 2001 Austr lia Proceedings Austr li
614. x7 0x025 a 228 Cap 3 Cin tica e Hidr ulica dos Processos de Desinfec o 111 b C lculo de C C 1 C 4xaxe d a d o Co a x E l a x ai l 4 x 2 28 x g 023 C PER Ea 2x0 25 l 2 28 x ge 2x0 25 6 86x107 AIO Nla 2 28 xe C 686x10 x10 69 NMP 100 ml Refer ncias bibliogr ficas ALVES C V P CHERNICHARO C A L VON SPERLING M Avalia o de um fotorreator simplificado de radia o UV para desinfec o de efluentes secund rios Belo Horizonte Universidade Federal de Minas Gerais Departamento de Engenharia Sanit ria e Ambiental 2002 DANIEL L A Desinfec o de esgoto com radia o ultravioleta fotorreativa o e obten o de par metros cin ticos 1993 Tese Doutorado Escola de Engenharia de S o Carlos Universidade de S o Paulo S o Carlos DANIEL L A Coord Processos de desinfec o e desinfetantes alternativos na produ o de gua pot vel Rio de Janeiro PROSAB 2001 METCALF EDDY I N C Wastewater engineering treatment disposal and reuse 3 ed New York McGraw Hill Inc 1995 SANTANA T D OLIVEIRA E F BARBOSA E B GON ALVES R F Influ ncia do comportamento hidrodin mico de um reator UV com l mpadas emersas na desinfec o de esgotos sanit rios tratados a n vel secund rio In SIMP SIO TALO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANIT RIA E AMBIENTAL 6 2002 Vit ria Anais Vit ria 2002 SIQUEIRA R N TE
615. za o de esgotos sanit rios a presen a de organismos patog nicos e seus indicadores tamb m varia em fun o do tempo Nos per odos de ocorr ncia de epidemias relacionadas gua as densidades dos organismos patog nicos implicados com as doen as aumentam significativamente no esgoto Nas regi es onde h defici ncias na barreira sanit ria as densidades de pat genos tamb m tendem a ser mais elevadas Cap 1 Introdu o 5 Tabela 1 1 Ocorr ncias t picas de microrganismos patog nicos e microrganismos indicadores em esgotos brutos Microrganismo Contribui o per Concentra o capita org hab d org 100 ml Bact rias Coliformes totais 10 a 10 2 10 a 101 Coliformes fecais 108 a 10 10 a 10 Escherichia coli 108 a 10 10 a 10 Salmonellae spp 10 a 10 102 10 Estreptococos fecais 108 a 10 10 a 10 Pseudomonas aeruginosa 104 107 10 a 10 Protozo rios Cistos de Giardia sp 10 a 107 102 a 10 Oocistos de Cryptosporidium spp 10 a 10 10 a 102 Helmintos Ovos de helmintos 10 a 10 10 a 10 V rus V rus 10 a 107 102 a 10 Fonte Adaptado de Bastos et al 2001 Tchobanoglous amp Burton 1991 e Chernicharo ct al 2001 Efici ncias das tecnologias de tratamento na remo o de pat genos Quase todos os processos de tratamento de esgotos sanit rios existentes foram inicialmente concebidos para realizar a remo o d

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