Estações de tratamento de águas residuais

Numa estação de tratamento, as águas residuais transportadas são tratadas. Neste processo, são eliminados da água as matérias em suspensão, as substâncias orgânicas, os nutrientes e outras impurezas. Para isso, são implementadas várias etapas de tratamento: tratamento mecânico (separação de gorduras, areias e materiais sólidos), tratamento biológico (degradação de substâncias orgânicas e nutrientes por microrganismos) e tratamento químico (precipitação de fosfatos).

As instalações modernas monitorizam constantemente a qualidade das águas residuais e garantem que a água tratada possa ser descarregada no curso de água de forma ecológica. As análises correspondentes são realizadas em laboratórios associados. A estação de tratamento também permite separar as lamas das águas residuais e encaminhá-las para um tratamento específico.

Embora as águas residuais tratadas estejam sujeitas a requisitos rigorosos, não se trata, em caso algum, de água potável.
O dimensionamento de uma estação de tratamento baseia-se nas evoluções previsíveis da bacia hidrográfica nas próximas décadas. As estações de tratamento de águas residuais também desempenham um papel importante na organização do território. Assim, para os novos bairros residenciais, bem como para as zonas artesanais e industriais (quando não dispõem do seu próprio sistema de tratamento com descarga direta), é indispensável que haja capacidade suficiente na estação de tratamento de águas residuais.

Abaixo, as diferentes etapas do processo de depuração são brevemente explicadas. Dependendo da configuração da estação de tratamento, os processos utilizados podem variar ou ser dimensionados de forma diferente. Os processos aqui descritos fazem parte dos métodos mais utilizados no tratamento de águas residuais.

Tratamento mecânico

Os processos implementados nesta fase baseiam-se exclusivamente em procedimentos mecânicos. Numa primeira fase, as águas residuais passam por uma grade que retém os resíduos de grande dimensão. Algumas estações dispõem de dois níveis de gradeamento, compostos por uma grade grossa seguida de uma grade fina.

Os resíduos retidos são encaminhados para uma prensa lavadora de rejeitos de peneiramento, onde são lavados e desidratados. As águas de lavagem geradas são reintroduzidas na estação de tratamento, enquanto os resíduos são geralmente valorizados por via térmica.

Após a filtragem, as águas residuais entram num desarenador-desengordurante. Este é arejado, o que permite que as gorduras e os óleos subam à superfície, onde podem ser recuperados. As gorduras separadas podem ser encaminhadas para o tratamento de lamas. A areia deposita-se no fundo do desarenador. Tal como os resíduos da triagem, a areia é lavada e depois depositada em aterros ou utilizada na construção de estradas, caso sua qualidade o permita.

A última fase do tratamento mecânico é a decantação primária. As matérias orgânicas decantáveis depositam-se num tanque e são evacuadas sob a forma de lamas primárias, que são depois encaminhadas para o tratamento de lamas.

Tratamento biológico

Durante o tratamento biológico, os microrganismos decompõem os componentes presentes nas águas residuais. Por isso, fala-se frequentemente em tanques de aeração ou lamas ativadas. Nesses tanques, os compostos orgânicos biodegradáveis dissolvidos, bem como os compostos que contêm o nutriente azoto, são degradados.
O azoto está presente nas águas residuais sob a forma de amónio (NH₄) e é primeiro transformado em nitrato (NO₃) durante a nitrificação. A desnitrificação transforma então o nitrato em nitrito (NO₂) e depois em azoto elementar (N₂), que é libertado na atmosfera. Estes processos também são assegurados por microrganismos, que, no entanto, têm exigências diferentes em termos de condições de vida.

As bactérias responsáveis pela nitrificação precisam de oxigénio, enquanto as envolvidas na desnitrificação funcionam em zonas sem oxigénio (zonas anóxicas). Por esse motivo, os tanques biológicos são divididos, seja por arranjos estruturais, seja por um fornecimento alternado de oxigénio, em zonas ou fases arejadas e não arejadas. A aeração dos tanques representa uma parte importante do consumo energético das estações de tratamento de águas residuais.

Além da degradação das substâncias presentes nas águas residuais, a fase biológica também permite a separação das lamas de depuração da fase aquosa. Essa separação geralmente ocorre em um tanque de decantação secundário, onde as lamas se depositam no fundo, enquanto a água depurada é evacuada para o meio receptor.
As lamas extraídas, denominadas lamas excedentes ou secundárias, são encaminhadas para o tratamento de lamas.

Parte das lamas é devolvida ao tanque de aeração sob a forma de lamas de recirculação, a fim de garantir uma quantidade suficiente de microrganismos para o tratamento das águas residuais.

Além da configuração clássica que combina um tanque de aeração e uma decantação secundária, existem outras configurações biológicas, como os reatores sequenciais descontínuos (SBR), nos quais as diferentes fases não são separadas no espaço, mas temporalmente, bem como variantes desses sistemas.
O nutriente fósforo também pode ser eliminado por processos biológicos. No entanto, estes muitas vezes não são suficientes para cumprir os valores-limite exigidos, tornando necessário o recurso ao tratamento químico.

Tratamento químico

Nesta etapa, um reagente de precipitação (sal de ferro ou alumínio) é adicionado às águas residuais. Este reagente reage com o fósforo dissolvido e transformando-o numa forma sólida, o que permite a sua eliminação com as lamas de depuração. O reagente é frequentemente introduzido diretamente no tanque de aeração.

Outros elementos

Além dos processos de tratamento propriamente ditos, uma estação de tratamento de águas residuais também inclui um grande número de bombas, reguladores, válvulas e tubagens que garantem o bom funcionamento de todo o sistema. Trata-se de um conceito de engenharia de processos complexo e exigente.