Uma estação de tratamento de águas residuais limpa o esgoto e a água para que possam ser devolvidos ao meio ambiente. Essas plantas removem sólidos e poluentes, decompõem a matéria orgânica e restauram o teor de oxigênio da água tratada. Eles atingem esses resultados através de quatro conjuntos de operações: tratamentos preliminares, primários, secundários e de lodo. Normalmente, uma rede de esgotos ligados a residências, prédios comerciais, escolas e grades de rua distribui água residual e sólidos para tanques e bacias de coleta de uma estação de tratamento em um fluxo sem fim.
Fase de pré-tratamento -
As estações de tratamento de águas residuais eliminam as "colheitas fáceis" durante a fase de pré-tratamento. Um conjunto de telas de bar arranca itens grandes, como galhos de árvores, lixo, folhas, latas, trapos, garrafas plásticas, fraldas e outros materiais residuais. Em muitas plantas, bacias de equalização e câmaras de areia de vários tipos regulam a taxa de entrada de água de modo que pedras, areia e vidro se estabelecem. As bacias mantêm o esgoto até que ele esteja pronto para o tratamento e manuseie os transbordamentos devido às fortes chuvas. Algumas plantas roçam graxas e gorduras da superfície da água durante o pré-tratamento, às vezes usando sopradores de ar para bater o material oleoso em uma espuma para facilitar a remoção. Outras plantas removem gordura durante o tratamento primário.
Tratamento Primário
Após o pré-tratamento, a água residual é coletada em clarificadores primários, que são grandes bacias e tanques de sedimentação. A gravidade permite que partículas menores se instalem. Os raspadores acionados mecanicamente coletam matéria sólida e a direcionam para tremonhas conectadas ao equipamento de tratamento de lodo. Se a planta não removeu graxa e óleo durante o pré-tratamento, ela o faz nesta fase usando skimmers de superfície. Algumas plantas usam equipamentos para saponificar as gorduras coletadas misturando-as com soda cáustica, produzindo assim sabonetes e glicerol.
Tratamento Secundário
Na próxima fase, as plantas arejam e agitam as águas residuais em bacias secundárias, adicionando microorganismos benéficos para decompor a matéria orgânica em lodo. As plantas empregam várias estratégias alternativas para decompor as lamas. Por exemplo, as plantas podem cultivar uma massa de micróbios e passar o material residual sobre o biofilme. Outras usinas misturam a biomassa com resíduos, criando lodo ativado que pode ser reciclado para reutilização. O floco biológico resultante remove carbono e nitrogênio dos resíduos orgânicos. A oxidação pode ocorrer na superfície - em lagoas - ou em leitos de filtro contendo carvão e calcário. Algumas instalações constroem zonas húmidas e canaviais que decompõem materiais orgânicos. Outras tecnologias utilizadas incluem biorreatores de membrana e filtros biológicos aerados. A água residual resultante coleta e instala-se em um tanque de clarificação secundário.
Tratamento de Lodo
A fase final é tratar a água restante e o biossólido, ou lodo. A gravidade separa os resíduos orgânicos dos grãos mais pesados, que podem ser depositados em um aterro sanitário. O lodo primário restante passa para um espessante, onde é centrifugado e alimentado para tanques de digestão contendo bactérias anaeróbias. Esses tanques produzem metano que pode ser usado para alimentar a usina. O produto sólido final, lodo estabilizado, pode ser parcialmente desodorizado e lavrado no solo como fertilizante. As águas residuais remanescentes são tratadas para remover fósforo, nitrogênio e outros nutrientes, desinfectados com cloro, ozônio ou luz ultravioleta e, em seguida, devolvidos ao suprimento de água. Toda a descarga e equipamentos usados por estações de tratamento de águas residuais devem atender às normas da Agência de Proteção Ambiental dos EUA.
