O Que é?
No Brasil a Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) é chamada oficialmente de Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) e basicamente se trata de uma infraestrutura que realiza o tratamento de águas residuais que tenham a sua origem em residências ou na indústria.
Essas águas residuais são chamadas de esgotos sanitários ou despejos industriais que precisam ser tratadas antes de serem escoadas para os rios ou mares com um nível de poluição que seja aceitável através de um emissário. Tudo de acordo com a legislação vigente para o meio ambiente receptor.
As águas residuais passam por diversos processos de tratamento numa ETAR com o objetivo de separar ou diminuir a quantidade de matéria poluente na água.
Fases do Tratamento
Tratamento Preliminar
Dentre o conjunto de tratamentos necessários para tornar a água menos poluída está o chamado o tratamento preliminar também chamado de pré-tratamento. Nessa fase o esgoto passa por processos de separação dos elementos sólidos mais grosseiros como, por exemplo, a gradagem que no Brasil também é chamado de gradeamento.
A gradagem é composta por grades grosseiras, grandes finas ou mesmo peneiras rotativas, em seguida desarenamento passando por caixas de areia e desengorduramento nas caixas que são conhecidas como caixas de gordura ou em pré-decantadores. Podemos dizer que nessa fase o esgoto é preparado para as outras fases de limpeza.
O esgoto ainda pode passar por um pré-arejamento e a uma equalização para eliminar as cargas poluentes ou resíduos.
Tratamento Primário
A fase de pré-tratamento deixa o esgoto com um aspecto mais agradável, porém, não se pode enganar, pois ele continua com as suas características poluidoras praticamente inalteradas. A partir da fase do tratamento primário o esgoto começa a ser tratamento verdadeiramente.
Nessa primeira fase o esgoto passa por um processo de separação da água da matéria poluente através do processo de sedimentação nos sedimentadores primários. O processo que é feito somente através de ação física pode ser ajudado com a adição de agentes químicos através da coagulação/floculação que tornam possível a obtenção dos flocos de matéria poluente que tem dimensões maiores e que dessa forma são mais facilmente decantáveis.
Depois do tratamento primário a matéria poluente que fica na água tem dimensões mais reduzidas que geralmente são constituídas por colóides que não conseguem ser eliminados por processos exclusivamente químico-físicos. O tratamento primário pode chegar a eliminar 60% ou mais da poluição da água. Tudo depende do tipo de tratamento e operação da ETAR ou ETE.
Tratamento Secundário
Depois do tratamento primário o esgoto passa pelo chamado tratamento secundário. Em geral esse tratamento secundário utiliza um processo biológico do tipo de lodo ativado ou do tipo de filtro biológico em que a matéria orgânica (que é poluente) acaba sendo consumida pelos micro-organismos que são chamados de reatores biológicos.
Os reatores geralmente são constituídos por tanques que tem grande quantidade de micro-organismos aeróbios que ajudam a promover o arejamento do esgoto. A água que sai do reator biológico contém uma quantidade bem elevada de micro-organismos e uma quantidade bem reduzida de matéria orgânica.
A eficiência do tratamento secundário pode chegar a 95% ou mais, depende da operação do ETE. Depois disso os micro-organismos passam por um processo de sendimentação nos chamados sedimentadores (decantadores) secundários. Depois que o tratamento secundário é finalizado as águas residuais tem um nível bem reduzido de poluição por matéria orgânica e já podem em grande parte dos casos ser escoadas para o ambiente receptor.
Tratamento Terciário
Em geral antes que o esgoto seja escoado no receptor ainda passa por mais um processo de tratamento que consiste em desinfetar as águas residuais que foram tratadas para que seja possível remover os organismos patogênicos ou até mesmo remover nutrientes como o nitrogênio (azoto) e o fósforo que sozinhos ou em conjunto podem contribuir para a eutrofização das águas que receberam esse esgoto.
Remoção de Nutrientes
As águas residuárias podem ter altos níveis de nutrientes como fósforo e nitrogênio o que pode ser bastante prejudicial para as águas que receberam o escoamento desse esgoto. Quando existe uma emissão em excesso desses nutrientes pode acontecer o fenômeno que é chamado de eutrofização.
Basicamente esse fenômeno encoraja o crescimento em excesso (conhecido como boom) de algas e cianobactérias (algas azuis). Grande parte dessas algas acabam morrendo, porém, o grande problema está na decomposição das mesmas. Isso por as bactérias que morrem acabam removendo o oxigênio da água e a maior parte dos peixes morrem.
Há ainda o problema de que algumas bactérias produzem toxinas que acabam contaminando fontes de água potável, que são chamadas de cianotoxinas.
Diferentes Processos de Remoção de Nitrogênio e Fósforo
Desnitrificação
O processo conhecido como Desnitrificação exige condições anóxicas (ausência de oxigênio) para que as comunidades biológicas necessárias se formem. O processo pode ser facilitado por um grande número de bactérias. Também é possível utilizar métodos de filtragem em lagoa de polimento, areia entre outros para reduzir a quantidade de nitrogênio.
Outra forma de promover a Desnitrificação é através do lodo ativado que se bem projetado pode reduzir de forma significativa boa parte do nitrogênio.
Remoção de Fósforo
Para remover o fósforo é possível usar precipitação química que geralmente é feita com sais de ferro (ex. cloreto férrico) ou alumínio (ex. sulfato de alumínio). O lodo químico que resulta é difícil de tratar e assim se torna necessário usar produtos químicos fazem o processo ficar caro.
Mesmo assim a remoção química do fósforo ainda requer equipamentos bem menores do que aqueles utilizados para a remoção biológica.
Desinfecção
O objetivo da desinfecção das águas residuais é remover os organismos patogênicos. O método de cloração pode ser uma boa alternativa uma vez que também ajuda a reduzir os odores das estações de tratamento de esgoto. Comparativamente aos demais processos artificiais esse se mostrou o de menor custo e mais eficiente em relação a processos como o da ozonização.
A ozonização é um processo bastante dispendioso e a radiação ultravioleta não é passível de aplicação em qualquer situação. O mais importante é que esses tratamentos garantam a redução de nitrogênio e fósforo nas águas residuais.
