As estações de tratamento de águas residuais são instalações técnicas que servem para recolher, transportar, tratar e devolver ao ambiente as águas residuais tratadas provenientes do sector doméstico, da indústria e do comércio. O objetivo destes sistemas é remover os poluentes e as impurezas antes de as águas residuais serem descarregadas nas massas de água ou na rede de esgotos. São uma parte essencial da gestão moderna das águas residuais e contribuem significativamente para a proteção do ambiente e da saúde humana.
Índice
Contexto técnico e funcionalidade
Uma estação de tratamento de águas residuais é composta por várias fases coordenadas, que podem variar consoante as necessidades e o tipo de águas residuais. Essencialmente, distinguimos entre estações de tratamento de águas residuais municipais e estações de tratamento de águas residuais industriais, que são concebidas para cargas poluentes especiais.
1. limpeza mecânica:
Esta fase do processo envolve a remoção de sólidos grosseiros e mais finos das águas residuais. Os componentes mecânicos típicos das instalações são crivos, peneiras e câmaras de areia. Nos tanques de sedimentação, as partículas mais pesadas depositam-se no fundo, enquanto os componentes mais leves são separados ou removidos através de separadores de gorduras. Este pré-tratamento mecânico é necessário para fornecer às fases subsequentes de tratamento biológico e químico uma carga de entrada tão constante quanto possível e para evitar danos mecânicos.
Uma parte importante da limpeza mecânica são também processos de membrana como a microfiltração e a ultrafiltração. Aqui, as águas residuais são passadas através de membranas de poros finos que retêm partículas, bactérias e vírus muito pequenos. Os processos de membrana são frequentemente utilizados em combinação com outras fases de purificação, particularmente na reutilização de águas residuais e no tratamento de águas residuais industriais, onde se aplicam requisitos de elevada pureza. Oferecem a vantagem de que mesmo as mais pequenas partículas em suspensão e microorganismos são eficientemente removidos sem a necessidade de produtos químicos.
Foto: Exemplo de uma estação mecânica de tratamento de águas residuais: uma estação de filtração para caudais de água até 1.000 m³/h em construção de betão(ALMA BHU SMF/MMF)
2. limpeza biológica:
Nesta fase, as impurezas orgânicas são decompostas com a ajuda de microorganismos. As instalações de arejamento(instalações de biofiltração, bioreactores de membrana) desempenham aqui um papel central. Estas instalações utilizam microrganismos que decompõem as substâncias orgânicas e as transformam em biomassa, dióxido de carbono e água. A eficácia da depuração biológica aeróbia é determinada pelo fornecimento de oxigénio nos tanques de arejamento que favorece a decomposição aeróbica das substâncias. Uma forma especial de depuração biológica é a desnitrificação, na qual o nitrato é decomposto em azoto em condições anaeróbias.
Outro aspeto importante do tratamento biológico das águas residuais são as unidades de biogás (unidades anaeróbias)que estão frequentemente associadas ao tratamento das lamas de depuração. As unidades de biogás utilizam a decomposição anaeróbia da matéria orgânica das águas residuais e das lamas de depuração para produzir biogás - uma mistura de metano e dióxido de carbono. Este processo ocorre na ausência de oxigénio e é conhecido como digestão. O biogás pode ser utilizado para gerar energia, o que pode tornar a estação de tratamento de águas residuais autossuficiente em termos energéticos. Os resíduos sólidos remanescentes, conhecidos como lamas digeridas, devem então ser desidratados e eliminados ou reciclados. As unidades de biogás estão particularmente difundidas nas grandes estações de tratamento de águas residuais municipais e contribuem para a produção de energia sustentável.
Foto: Exemplo de uma estação de tratamento biológico anaeróbio de águas residuais para a produção de biogás(ALMA BHU GMR)
3. limpeza químico-física:
Esta etapa inclui processos como a precipitação nas chamadas instalações de CP e flotação. São adicionados precipitantes químicos, como sais de ferro ou alumínio, para converter substâncias dissolvidas (especialmente fosfatos ou metais pesados) em compostos insolúveis, que depois se depositam como lamas. Na flotação, é introduzido ar finamente disperso, que impulsiona as partículas e as gorduras para a superfície, onde são removidas. Estes processos são frequentemente utilizados em estações de tratamento de águas residuais industriais para remover poluentes específicos, como metais pesados ou compostos tóxicos.
Foto: Exemplo de um sistema CP para a remoção de metais pesados, AOX e hidrocarbonetos(ALMA CHEM MCW)
Tipos de sistemas de águas residuais e exemplos de aplicação
Estações de tratamento de águas residuais municipais:
Estas estações são concebidas para o tratamento de águas residuais domésticas e municipais. Normalmente, passam pelas etapas já mencionadas de tratamento mecânico, biológico e químico. Um exemplo é a clássica estação de tratamento de águas residuais municipais de três fases, concebida para tratar as águas residuais de pequenas e grandes cidades. Esta estrutura é frequentemente complementada por um processo de tratamento em quatro fases, em que os micropoluentes, como os resíduos farmacêuticos ou os resíduos hormonais, são removidos utilizando carvão ativado ou ozono.Sistemas de águas residuais industriais:
Estes sistemas são especialmente concebidos para o tratamento de águas residuais industriais, frequentemente muito contaminadas. Existem instalações para neutralizaçãoneutralização, separação de emulsões e flotação são utilizadas para tratar produtos químicos agressivos, metais pesados e poluentes orgânicos. Um exemplo é uma instalação químico-física para o tratamento de águas residuais da indústria de galvanoplastia, onde os metais pesados e os ácidos são neutralizados e filtrados.Instalações combinadas:
As instalações combinadas são frequentemente utilizadas em municípios mais pequenos ou em parques industriais especiais. Aqui, as águas residuais municipais e industriais são tratadas em conjunto. Estas instalações devem ser suficientemente flexíveis para lidar com diferentes cargas poluentes. Um exemplo é uma unidade de bioreactores de membrana (MBR)que combina processos de purificação biológicos e físicos para permitir um elevado desempenho de purificação com requisitos de espaço limitados.
Conclusão
As estações de tratamento de águas residuais são sistemas tecnicamente complexos que são personalizados em função do tipo de águas residuais e dos requisitos legais. Combinam processos de tratamento mecânicos, biológicos, químicos e físicos para remover eficazmente os poluentes das águas residuais. A utilização de processos de membrana e centrais de biogás também ajuda a poupar energia e a aumentar a eficiência. A expansão e a otimização destas instalações contribuem decisivamente para a proteção do ambiente e para o cumprimento dos requisitos legais.
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