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Introdução ao equipamento de tratamento de águas residuais e ao fluxo geral dos processos

I. Classificação dos equipamentos de tratamento de águas residuais

1.Por fonte de águas residuais

• Equipamento doméstico de tratamento de águas residuais:
  Tratar as águas residuais domésticas (por exemplo, as águas residuais de latrinas, banheiros e cozinhas), concentrando-se na eliminação da matéria orgânica (COD, BOD5) e dos sólidos em suspensão (SS).
• Equipamento de tratamento de águas residuais industriais:
  Personalizado para indústrias específicas (por exemplo, química, têxtil, processamento de alimentos), abordando contaminantes como metais pesados, óleos e orgânicos de alta concentração.
• Equipamento municipal de tratamento de águas residuais:
  Tratar águas residuais urbanas em larga escala, integrando o pré-tratamento, tratamento biológico e gestão de lamas para atender a normas de descarga rigorosas.

2.Por processo de tratamento

• Equipamento de tratamento físico:
  Grades, reservatórios de sedimentação, clarificadores, filtros (areia/carvão ativado) e sistemas de membrana (UF, MF) para separação sólido-líquido.
• Equipamento de tratamento químico:
  Sistemas de dosagem (coagulantes, floculantes, desinfetantes), reservatórios de ajuste de pH e processos avançados de oxidação (por exemplo, geradores de ozono).
• Equipamento de tratamento biológico:
  Reatores de lamas activadas (por exemplo, reservatórios de aeração, SBR, MBR), digestores anaeróbios e sistemas de biofilme (filtros de gotejamento, reatores de biofilme de leito móvel).
• Equipamento de tratamento avançado:
  Unidades de osmose reversa (RO), colunas de troca de íons, sistemas de desinfecção UV e cristalizadores de evaporação para produção de água de alta pureza.

II. Fluxo Geral de Processo

1. Pré- tratamento

• Análise e remoção de grãos:
  • Ecrãs de barras: Remover detritos grandes (por exemplo, bastões, plásticos) para proteger os equipamentos a jusante.
  • Câmara de grãos: Sedimentos de partículas inorgânicas pesadas (areia, cascalho) através da separação por gravidade.
• Tanques de equalização:
  Amortizar os fluxos e as flutuações de concentração para estabilizar os processos de tratamento subsequentes.

2Tratamento primário

• Tanques de sedimentação:
  Remover sólidos sedimentáveis através da gravidade, reduzindo o SS em 50-70% e a carga orgânica em 30-40%.
• Processos facultativos:
  • Floração por ar dissolvido (DAF): Para a remoção de águas residuais oleosas ou de sólidos de baixa densidade.
  • Coagulação química: Melhora a agregação de partículas para uma melhor sedimentação.

3Tratamento secundário (biológico)

• Processo de lama ativado:
  • Tanques de aeração: Os microorganismos degradam a matéria orgânica em CO2 e água em condições aeróbicas.
  • Clarificadores secundários: Separar a biomassa (lodo activado) da água tratada; a lama é parcialmente reciclada.
• Variantes:
  • Processo A/O (anaeróbico-óxico): Elimina o nitrogénio e o fósforo através de zonas anaeróbicas e aeróbicas sequenciais.
  • MBR (Biorreator de Membrana): Combina tratamento biológico com filtragem por membrana para uma qualidade superior dos efluentes (SS < 10 mg/L).

4Tratamento terciário (purificação avançada)

• Filtração:
  Os filtros de areia/antracita ou os sistemas de membrana (UF/RO) removem os sólidos residuais e os contaminantes dissolvidos.
• Desinfecção:
  Cloruração, irradiação UV ou tratamento com ozono para inativar patógenos (por exemplo, E. coli, vírus).
• Eliminação de nutrientes:
  Precipitação química (para o fósforo) ou processos biológicos (nitrificação-denitrificação).

5Tratamento de lodo

• Engrossar e desaguar:
  Reduzir o volume da lama através de espessantes por gravidade, prensas de filtros de correia ou centrífugas (conteúdo de umidade de 99% a 75-85%).
• Estabilização:
  • Digestão anaeróbica: Conversão de lamas orgânicas em biogás (metano) para recuperação de energia.
  • Compostagem: Descomposição aeróbica com agentes de aglomeração (por exemplo, copos de madeira) para produzir biofertilizantes.
• Eliminação final:
  Depósito em aterros, incineração ou aplicação em terrenos (se cumprirem as normas regulamentares).

III. Aplicações típicas e selecção de processos

IV. Considerações fundamentais para a selecção dos equipamentos

1. Qualidade e fluxo da água:
   Analisar os contaminantes (COD, metais pesados, pH) e a capacidade de concepção (por exemplo, 1.000 m3/dia).
2. Conformidade regulamentar:
   Respeitar os limites de descarga nacionais (por exemplo, normas GB) ou locais (por exemplo, zonas costeiras mais rigorosas em termos de nitrogénio).
3. Análise custo-benefício:
   • Custo de capital: Os sistemas MBR são mais caros, mas economizam espaço; a lama ativa convencional é mais acessível.
   • Custos operacionais: Energia (aeração ~ 50% do custo total), dosagem química e eliminação de lamas.
4. Impressão e automação:
   • Sistemas modulares/containerizados para espaço limitado (por exemplo, unidades móveis de tratamento de águas residuais).
   • Controle PLC/DCS para monitorização em tempo real e operação remota.