O tratamento de águas residuais é um processo em várias fases que tem por objetivo remover os poluentes e contaminantes das águas residuais, a fim de tratar a água para que possa ser descarregada no ambiente ou reutilizada. Este processo é crucial tanto no sector municipal como no sector industrial, a fim de cumprir os regulamentos legais, proteger o ambiente e conservar os recursos hídricos. O tratamento das águas residuais é composto por processos mecânicos, biológicos, químicos e físicos, que se harmonizam e combinam de diferentes formas consoante a origem e a contaminação das águas residuais.
Índice
Contexto técnico e fases do tratamento das águas residuais
O tratamento de águas residuais consiste normalmente em várias fases, que vão desde a clarificação grosseira e os processos de degradação biológica até ao tratamento químico final. Dependendo dos requisitos específicos, as águas residuais são tratadas de forma diferente nas estações de tratamento de águas residuais.
1ª fase mecânica - pré-tratamento
O pré-tratamento mecânico é o primeiro passo no tratamento de águas residuais e é utilizado para remover os sólidos grosseiros e os sólidos em suspensão das águas residuais. Neste caso, são utilizados métodos físicos como crivos, peneiras, separadores de areia e gorduras e tanques de sedimentação.
- Ancinhos e crivos: removem sólidos grosseiros, como papel, plástico ou materiais orgânicos, que podem entupir o sistema.
- Separador de grão: Areia, cascalho e outras partículas mais pesadas são separadas aqui para aliviar as etapas do processo a jusante.
- Separador de gorduras: Os óleos e as gorduras que flutuam à superfície da água são recolhidos em separadores especiais.
A limpeza mecânica garante que as águas residuais se encontram num estado que permite um tratamento eficaz nas fases seguintes.
Foto: Exemplo de uma câmara de arejamento que remove sólidos grosseiros sedimentados, bem como substâncias flutuantes e gordurosas. O sistema faz parte do pré-tratamento do nosso sistema ALMA BHU BIO
2. fase biológica - decomposição de substâncias orgânicas
Na fase biológica, as impurezas orgânicas das águas residuais são decompostas com a ajuda de microorganismos. Esta é uma etapa fundamental no tratamento das águas residuais, uma vez que uma grande parte das substâncias orgânicas contidas nas águas residuais são biodegradáveis. Os processos biológicos mais utilizados são
Processo de lamas activadas:
Neste processo, as águas residuais são misturadas em tanques de arejamento com lamas activas constituídas por microorganismos. Estes microorganismos decompõem as substâncias orgânicas com a adição de oxigénio.
Reactores de leito fixo e de leito flutuante:
Nestes reactores, os microrganismos são colonizados em materiais de suporte através dos quais as águas residuais fluem. Estes reactores oferecem um elevado desempenho de purificação biológica com uma pequena área de implantação.
Desnitrificação e nitrificação:
Estes dois processos biológicos servem para decompor os compostos de azoto. Na nitrificação, o amónio é oxidado a nitrato, enquanto que na desnitrificação, o nitrato é reduzido a azoto gasoso, que se liberta na atmosfera como um gás inofensivo.
Um exemplo particular da fase biológica é a utilização de instalações de biogás, como a nossa ALMA BHU GMR, que são utilizadas para a digestão anaeróbia de lamas de depuração. Aqui, o biogás (constituído por metano e dióxido de carbono) é produzido sob exclusão de ar, que pode ser utilizado para energia. Isto torna o tratamento de águas residuais parcialmente autossuficiente em termos energéticos.
Foto: Foto da nossa filtração biologicamente activada, um processo combinado de limpeza mecânica e biodegradação(ALMA BHU BAF)
3ª fase químico-física - eliminação dos poluentes
Na fase químico-física, são eliminados os poluentes específicos que não podem ser removidos por processos biológicos, ou apenas com dificuldade. Isto é particularmente importante para as águas residuais industriais, que contêm frequentemente poluentes específicos, tais como metais pesados, solventes orgânicos ou outros compostos químicos. As estações de tratamento de águas residuais que funcionam com base no princípio da precipitação e da floculação são muitas vezes designadas coloquialmente por estações CP (chemical-physical plants).
Precipitação e floculação:
Os precipitantes químicos, como os sais de alumínio ou o cloreto férrico, são adicionados para converter as substâncias dissolvidas em partículas sólidas. Estas partículas formam flocos, que são removidos por sedimentação ou flotação.
Flotação:
As bolhas de ar finamente dispersas ligam-se aos sólidos em suspensão e trazem-nos para a superfície, onde são desnatados. A flotação é particularmente adequada para a remoção de gorduras, óleos e sólidos muito finos.
Em termos técnicos, os sistemas de flotação são designados por flotação por ar dissolvido, uma vez que a água é primeiro saturada com ar sob pressão e depois despressurizada. Este processo de despressurização cria bolhas de ar finas que aderem aos poluentes e os fazem flutuar. Um exemplo deste tipo de sistema de flutuação é o nosso ALMA NeoDAF.
Neutralização:
Aqui, o valor do pH das águas residuais é regulado para o colocar num valor adequado para a descarga ou para outras fases de tratamento. São adicionados ácidos, bases, gás de combustão ou CO2 para neutralizar as águas residuais.
Um exemplo de um sistema de neutralização é o nosso ALMA Neutra.
Oxidação:
Nesta fase, os poluentes orgânicos persistentes são convertidos em compostos menos nocivos através da utilização de agentes oxidantes como o ozono ou o peróxido de hidrogénio.
Foto: Exemplo de um sistema CP para a remoção de metais pesados, AOX e hidrocarbonetos(ALMA CHEM MCW)
4. processo de membrana - limpeza fina
As modernas estações de tratamento de águas residuais utilizam frequentemente processos de membrana para remover as partículas mais finas, os microrganismos e os poluentes dissolvidos das águas residuais. Os processos mais comuns incluem
Microfiltração e ultrafiltração:
Estes processos separam os sólidos e os colóides da água utilizando membranas finas que apenas deixam passar as moléculas de água e as impurezas muito pequenas.
Osmose inversa:
Na osmose inversa, a água é forçada a passar através de uma membrana semi-permeável que retém quase todas as substâncias dissolvidas, incluindo sais e moléculas orgânicas. A osmose inversa é frequentemente utilizada no reprocessamento de águas residuais e na extração de água de processo a partir de águas residuais.
Foto: Exemplo de um dos nossos sistemas de osmose inversa para a produção de água de processo a partir de águas residuais(ALMA BHU BiosS-Treat)
5. fase terciária e quaternária - remoção de micropoluentes
Nas fases terciária e quaternária, as águas residuais são ainda purificadas para remover micropoluentes, tais como resíduos farmacêuticos, pesticidas e compostos hormonais. Neste caso, é utilizada a filtração por carvão ativado, a ozonização ou o tratamento UV. Estes processos têm como objetivo decompor os mais pequenos vestígios de substâncias que permanecem na água mesmo após a purificação biológica e química.
Foto: Filtro de carvão ativado instalado em tanques GRP(ALMA Fil AK)
Tipos de sistemas de águas residuais e exemplos de aplicação
Estações de tratamento de águas residuais municipais:
As estações municipais tratam as águas residuais dos agregados familiares, das empresas e das pequenas indústrias. São normalmente constituídas pelas fases acima descritas e efectuam um tratamento completo das águas residuais antes de estas serem descarregadas nos rios ou lagos.
Estações de tratamento de águas residuais industriais:
As instalações industriais são frequentemente sistemas especializados que são adaptados ao respetivo tipo de águas residuais. Por exemplo, as águas residuais da produção alimentar, galvanoplastia ou petroquímica requerem processos químicos e físicos específicos para remover os poluentes. As instalações químico-físicas(instalações CP) e as instalações de flotação(ALMA NeoDAF) são frequentemente utilizadas neste caso.
Instalações de reciclagem de água:
Estas estações tratam as águas residuais para que possam ser reutilizadas em processos industriais. Desempenham um papel importante na economia circular e ajudam a reduzir o consumo de água.
Conclusão
O tratamento de águas residuais é um processo altamente complexo que envolve uma combinação de processos mecânicos, biológicos, químicos e físicos. Dependendo do tipo de águas residuais e dos requisitos legais, são combinadas várias tecnologias e processos para garantir a descarga segura ou a reutilização da água.
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