Na indústria de tratamento de água, o DQO é um indicador central que não pode ser ignorado. Quer se trate de esgoto doméstico ou de águas residuais industriais, quase todos os padrões de descarga incluem limites de CQO. Então, o que exatamente o COD representa? De onde vem o DQO nas águas residuais? E quais etapas de tratamento são necessárias para atingir o padrão? Este artigo esclarece todas essas questões de uma vez.
O que é COD?
COD é a abreviatura de Demanda Química de Oxigênio. Simplificando, mede a quantidade total de oxigênio consumido por todas as substâncias na água que podem ser oxidadas por oxidantes químicos (principalmente matéria orgânica, mas incluindo também uma pequena quantidade de matéria inorgânica redutora).
Em outras palavras, quanto maior o valor de DQO, mais “coisas sujas” podem ser oxidadas na água e mais poluída a água. Quanto menor o DQO, mais limpa é a qualidade da água.
Nos padrões de descarga reais, os limites de COD variam dependendo do destino da descarga e dos requisitos locais. Por exemplo, os padrões comuns de efluentes para estações de tratamento de águas residuais domésticas exigem DQO menor ou igual a 50 mg/L ou menor ou igual a 100 mg/L. As águas residuais industriais descarregadas em redes de tubagens municipais ou corpos de água naturais também têm limites de CQO claramente definidos.
De onde vem o COD?
Qualquer matéria orgânica ou substância redutora na água que possa ser oxidada formará DQO. Existem três fontes principais:
Doméstico: Restos de comida, manchas de óleo, fezes, detergentes, águas residuais de banho.
Industrial: Amido e açúcares de fábricas de alimentos, sangue de matadouros, corantes de impressão e tingimento, solventes químicos, polpa de madeira de fabricação de papel, esterco de gado.
Outros: serapilheira de plantas, restos microbianos, sulfetos, nitritos.
Basta lembrar: qualquer coisa que possa ser “oxidada e queimada” conta como COD.
Como o COD pode atender aos padrões de descarga?
A redução do DQO em estações de tratamento de águas residuais geralmente não é um processo-de uma única etapa, mas sim uma redução gradual por meio de processos-de vários estágios. A seguir descreve-se o processo de tratamento padrão em cinco etapas.
Passo 1: Pré-tratamento – Remoção de Partículas Grandes e Alguma Matéria Orgânica Suspensa
A unidade de pré-tratamento inclui principalmente: uma peneira, câmara de areia, caixa de gordura e tanque de equalização.
A tela intercepta detritos grandes, como galhos de árvores, sacos plásticos e trapos.
A câmara de areia permite que areia e pequenas pedras se assentem.
A caixa de gordura remove óleo e graxa flutuantes.
O tanque de equalização equilibra a qualidade e a quantidade da água para evitar impactos nos processos subsequentes.
Esta etapa remove alguma matéria orgânica suspensa e flutuante, resultando numa diminuição preliminar da DQO, mas a redução é limitada.
Etapa 2: Coagulação Físico-Química e Sedimentação – Remoção de COD Suspenso e Coloidal
Após o pré-tratamento, um grande número de partículas finas em suspensão e matéria orgânica coloidal ainda permanecem na água. Estes não podem sedimentar rapidamente por gravidade e requerem a adição de agentes químicos para coagulação e sedimentação.
Agentes comumente usados: Cloreto de polialumínio (PAC) e poliacrilamida (PAM).
Princípio de funcionamento: O reagente desestabiliza partículas minúsculas e colóides, fazendo com que se agreguem em flocos maiores, que são então separados em um tanque de sedimentação. Esta etapa remove significativamente o DQO suspenso e coloidal, tornando a água muito mais clara.
Etapa 3: Tratamento Biológico – A Etapa Central na Remoção de COD Dissolvido
O tratamento biológico é o passo mais crucial e económico na maioria das estações de tratamento de águas residuais para reduzir a DQO. Ele utiliza a atividade metabólica de microrganismos para decompor a matéria orgânica dissolvida na água em dióxido de carbono e água.
Os processos comuns incluem: processo A/O, processo A²/O, vala de oxidação, SBR (Reator de Sequenciamento em Lote), MBR (Biorreator de Membrana), etc.
Geralmente, é dividido em dois ambientes:
Estágio anaeróbico: sob condições-livres de oxigênio, as bactérias anaeróbicas decompõem grandes moléculas orgânicas em ácidos orgânicos menores e metano, melhorando a eficiência do tratamento aeróbico subsequente. Adequado para águas residuais orgânicas de alta-concentração.
Estágio Aeróbico: A aeração fornece oxigênio, permitindo que microrganismos aeróbios se multipliquem rapidamente e consumam rapidamente a matéria orgânica da água, oxidando-a e decompondo-a completamente.
Esta fase pode remover 70% a 90% ou mais de DQO, o que é crucial para alcançar um tratamento compatível.
Etapa 4: Tratamento Avançado – Reduzindo DQO residual após tratamento biológico
Após o tratamento biológico, a matéria orgânica mais facilmente degradável foi removida, mas uma pequena quantidade de matéria orgânica recalcitrante pode ainda permanecer na água, ou a DQO pode ainda não cumprir os padrões de descarga. O tratamento avançado é então necessário.
Os métodos comuns incluem:
Tanque de sedimentação secundário: Separa o lodo ativado da água do sistema de tratamento biológico, clarificando o efluente. Isto faz parte do processo convencional, mas a sua utilização por si só não pode reduzir ainda mais a DQO dissolvida.
Oxidação de Fenton: A adição de peróxido de hidrogênio e sais ferrosos gera radicais hidroxila altamente oxidantes, que podem destruir matéria orgânica recalcitrante com estruturas moleculares estáveis. Particularmente adequado para águas residuais industriais das indústrias química e farmacêutica.
Adsorção de carvão ativado: Utiliza a estrutura porosa do carvão ativado para adsorver vestígios de matéria orgânica residual e cor, reduzindo ainda mais o DQO.
Filtração por membrana MBR: O módulo de membrana retém diretamente colóides e microorganismos, resultando em sólidos suspensos e DQO extremamente baixos no efluente.
O objetivo desta etapa é reduzir ainda mais o DQO que o tratamento biológico não consegue controlar, garantindo que o efluente final atenda aos padrões.
Etapa 5: Desinfecção e Descarga
Finalmente, as águas residuais passam por desinfecção (por exemplo, luz ultravioleta, hipoclorito de sódio ou ozônio) para matar microorganismos patogênicos. Simultaneamente, indicadores como DQO, nitrogênio amoniacal e fósforo total atendem aos padrões de descarga, permitindo que sejam descartados em corpos d'água naturais ou reutilizados (por exemplo, para paisagismo, descarga, etc.).
Diferentes qualidades de água têm diferentes concentrações de DQO e requisitos de tratamento, e combinações específicas de processos precisam ser projetadas com base nas condições reais. No entanto, a compreensão deste caminho básico mostra claramente que o DQO nas águas residuais não desaparece do nada, mas é reduzido passo a passo através da intercepção física, precipitação química, degradação microbiana, oxidação avançada e filtração por adsorção.
Se sua empresa ou projeto estiver enfrentando COD excedendo os padrões, a verificação de deficiências nas etapas acima geralmente fornecerá uma orientação para resolver o problema.