Toda atividade industrial, seja ela qual for, acaba por gerar algum tipo de resíduo que não possua aplicação técnico-econômica viável ou interessante à empresa, sendo necessário seu descarte. Esse material pode ser sólido ou fluido (líquido ou gás), sendo que os pertencentes a este segundo grupo são chamados de efluentes. Os efluentes de uma empresa podem ser provenientes tanto do processo quanto da presença humana relacionada a ele (sanitários, lavatórios, chuveiros, entre outros) e exigem técnicas adequadas de tratamento para que seu descarte não prejudique o meio ambiente nem estejam em desacordo com a legislação.

De forma geral, qualquer procedimento utilizado para retirar impurezas da água que será descartada se chama tratamento de efluentes, que reúne técnicas/tecnologias para a remoção de um poluente presente na água. Por este motivo, é usual se projetar um sistema de etapas consecutivas de tratamentos – cada um com o objetivo de tratar uma propriedade específica –, com o fim de obter uma água adequada para despejo no meio ambiente sem impactos danosos. Este sistema se chama estação de tratamento de efluentes, comumente abreviada como ETE, sendo essenciais para uma empresa regularizar sua operação junto a lei e o meio ambiente, além de também ser fundamentais no tratamento de esgoto e saneamento básico.

Com o objetivo de agrupar conjuntos de técnicas que possuam um mesmo fim ou que possam ser trabalhadas em conjunto, é comum dividir uma ETE em classes ordenadas, sendo que cada classe atua de maneira distinta na água tratada. A classificação é:

Pré-tratamento: Neste primeiro procedimento, o principal objetivo é a remoção de sólidos grosseiros sobrenadantes – grânulos de metais que se desprendem de tubulações, subprodutos de um processo ou sólidos diversos que possam vir a se depositar na linha do efluente como plásticos, folhas, madeiras, etc – assim como óleos e graxas.

Para isso, o efluente passa primeiramente por um sistema de grades verticais de tamanhos diferentes, “peneirando” a água e retendo qualquer sólido de tamanho maior que os seus espaçamentos. A importância de se remover tais materiais está no prejuízo que eles podem representar à indústria, pois caso seja feito o reuso desta água, o não tratamento adequado dela poderá resultar em danos nos equipamentos, como bombas, e nas etapas subsequentes.

Em seguida, a água é escoada lentamente de forma que partículas sólidas pequenas sejam sedimentadas e fiquem depositadas ao fundo do tanque do tratamento, separando-as do efluente e evitando o processo abrasivo e/ou entupimento dos equipamentos e tubulações subsequentes. Essa etapa é chamada de desarenação, pois remove sólidos arenosos que um gradeamento não consegue remover.

Por fim, há a remoção de óleos e graxas que, além de serem contaminantes que afetam a qualidade da água para aplicações gerais, eles inibem os processos biológicos que são utilizados posteriormente no tratamento do efluente. Por isso é necessária a remoção dessas impurezas através de separadores água-óleo, como a caixa de gordura, que utiliza a diferença de densidade da água e do óleo para separação das fases, de forma que a gordura é acumulada na caixa e a água continua seu escoamento.

Tratamento primário: A partir desta etapa, técnicas físico-químicas começam a serem utilizadas para auxiliar no tratamento do efluente, com o objetivo de remover poluentes dissolvidos na água, tais como poluentes inorgânicos e metais pesados. Neste estágio, os principais processos utilizados são a floculação e a decantação, em que produtos químicos – chamadas genericamente de agentes coagulantes, floculantes e/ou auxiliares de floculação – são adicionados no efluente, causando a aglutinação (formação de flocos) de impurezas finas ou dissolvidas, para que estas possam ser removidas posteriormente por sedimentação e/ou filtração.

Podem ser usadas como agentes coagulantes Cal, Sulfato de Alumínio ou Poliacrilamida, por exemplo, sendo que cada um é mais adequado e possui dosagem ideal dependendo da qualidade da água a ser tratada e de seu destino. É comum coletar amostras da água a ser tratada e fazer um procedimento analítico chamado de jar-test para avaliar a dosagem ótima de coagulante (por litro de efluente) a ser adicionado no processo de floculação.

Após a floculação, é preciso separar os agrupamentos sólidos formados no efluente. Para isso, o efluente passa novamente pelo processo de sedimentação em um segundo decantador, separando por força gravitacional os flocos com maior densidade que a água, que se depositam no fundo do decantador. A camada formada pelos flocos sedimentados é chamada de lodo e pode ser adensado e descartado ou enviado para uma etapa posterior microbiológica chamada de digestão, em que a matéria orgânica presente no lodo é decomposta em compostos orgânicos ou inorgânicos inertes (ou relativamente estáveis), de forma que este resíduo resultante possa ser eliminado sem causar prejuízos.

Para alguns tipos de efluentes, o tratamento primário é suficiente para se atingir as necessidades de aplicação da água, exigindo apenas uma etapa adicional de polimento para remoção de outras impurezas eventuais (tratamento terciário, como será visto na sequência). É o caso do tratamento de resíduos de tinta de macharia de industrias de fundição, por exemplo, em que a etapa secundária não é exigida. Neste caso, após a decantação o lodo é enviado para adensamento em filtros prensa, separando o líquido do sólido, e a água remanescente é filtrada em filtro de carvão ativado, para ser descartada.

Um detalhe importante que é preciso se atentar quanto ao destino da água tratada é que, caso o efluente seja descartado em rede coletora de esgoto, não é necessário fazer a digestão do lodo nem a desinfecção, pois os níveis de carga orgânica são baixos e serão removidos pelo próprio sistema de saneamento da região. Porém, se for descartado em rede pluvial, é exigido fazer análises de demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e de demanda química de oxigênio (DQO) – índices que apontam a atividade oxidativa e microbiológica da água – para verificar se atendem as legislações específicas e, em caso positivo, deverá ser realizada a desinfecção da água tratada, processo abrangido pelo tratamento secundário.

Tratamento secundário: Nesta etapa estão reunidos os processos bioquímicos para remoção da matéria orgânica e as substâncias remanescentes presentes no efluente que não são removidas por simples processos físico-químicos. Esses compostos orgânicos e as partículas finas remanescentes são removidas por atividades microbiológicas, em que microrganismos presentes no próprio efluente são colocados em condições favoráveis para a metabolização da matéria, degradando-a em compostos inertes ou estáveis menos danosos.

A degradação dessa matéria orgânica acontece em tanques, denominados de reatores biológicos, em que o efluente é submetido a condições que favorecem a atividade microbiológica. Neste aspecto, há duas formas de seguir com o processo: com a insuflação de ar (oxigênio) ou agitação do processo (quando este está exposto à atmosfera), de forma que as bactérias, fungos, protozoários, entre outros microrganismos que estejam presentes no meio reativo possam se alimentar da matéria orgânica para realizar o crescimento celular, o que gera gás carbônico e água, caracterizando o tratamento biológico denominado aeróbico; ou com uso de bactérias que não exigem oxigênio para metabolizar a matéria,  estabilizando os resíduos na ausência de ar no processo denominado anaeróbico.

Após o tratamento biológico, é feita a separação do lodo ativado (lodo que passou pelo tratamento bioquímico e ainda contém atividade microbiológica) da água por diferença de densidade em um outro, de forma que a água clarificada fica na parte superior do tanque e na parte inferior se acumula o lodo ativado. Parte deste lodo volta para os reatores biológicos e é reaproveitado, pois possui uma carga de microrganismos elevada que irá favorecer a etapa de degradação da matéria orgânica no reator, uma vez que quanto maior for a atividade microbiológica de um meio reacional bioquímico, maior será a taxa de consumo da compostos orgânicos. Já o lodo restante é enviado para adensamento num filtro prensa, e a água clarificada pode ser descartada ou enviada para o tratamento terciário, com a finalidade de reaproveitamento da mesma.

Tratamento Terciário: O tratamento terciário é conhecido como “polimento final da água”, pois reúne uma série de técnicas que tem o objetivo de remover substâncias tóxicas e microrganismos que possam estar presentes na água. A justificativa para se realizar essa etapa pode ser para adequar a água às exigências legais estaduais – como é o caso de descarte de águas em rede pluvial, em que é exigido um processo de filtração seguido de outro de desinfecção – ou para a reutilização da água no processo produtivo ou nas utilidades, de forma que o processo de tratamento requerido dependerá da finalidade do uso. Entre elas, estão filtração com areia (remoção de partículas finas, cor e turbidez), adsorção com carvão ativado (remoção de sabor, odores, cloro e alguns componentes orgânicos); abrandamento/desmineralização (redução de dureza e condutividade pela remoção de íons), osmose reversa (para se obter uma água extremamente pura), desinfecção (para evitar desenvolvimentos microbiológicos indesejáveis), entre outras necessidades.