biodisco - tratamento biologico de efluentes

11
Tratamento de efluente pelo uso de biodisco Boff, P., A. 1. Introdução Os equipamentos conhecidos como biodiscos (rotating biological contactor) são reatores biológicos de biomassa aderida, que se apresenta como alternativa ao processo de lodos ativados. A tecnologia teve início no início do século XX, consistindo em um cilindro com ripas de madeira. A primeira instalação efetivamente comercial se deu na Alemanha, em 1958, com a possibilidade do uso de poliestireno como material de adesão de biomassa. Grandes melhorias de projeto ocorreram na década de 70 e atualmente existem milhares de unidades operando no mundo [1]. As vantagens e desvantagens na utilização do sistema de biodiscos estão relacionadas na Tabela 1, a seguir. Tabela 1. Vantagens e desvantagens do uso de biodiscos [1]. Verlag Equipamentos Industriais Ltda Rua 2, 12 – Distrito Industrial – F/Fax (54) 34416655 Veranópolis / RS www.verlag.com.br [email protected]

Upload: joao-ferrari

Post on 11-Feb-2016

71 views

Category:

Documents


7 download

DESCRIPTION

Biodisco - Tratamento biologico de efluentes - JMX Ambientalwww.jmxambiental.com.br

TRANSCRIPT

Tratamento de efluente pelo uso de biodisco

Boff, P., A.1. Introdução

Os equipamentos conhecidos como biodiscos (rotating biological contactor) são reatores

biológicos de biomassa aderida, que se apresenta como alternativa ao processo de lodos ativados. A

tecnologia teve início no início do século XX, consistindo em um cilindro com ripas de madeira. A

primeira instalação efetivamente comercial se deu na Alemanha, em 1958, com a possibilidade do uso

de poliestireno como material de adesão de biomassa.

Grandes melhorias de projeto ocorreram na década de 70 e atualmente existem milhares de

unidades operando no mundo [1].

As vantagens e desvantagens na utilização do sistema de biodiscos estão relacionadas na Tabela

1, a seguir.

Tabela 1. Vantagens e desvantagens do uso de biodiscos [1].

Verlag Equipamentos Industriais LtdaRua 2, 12 – Distrito Industrial – F/Fax (54) 34416655

Veranópolis / RSwww.verlag.com.br – [email protected]

Vantagens DesvantagensPouca área física necessária Dificuldade em ensaios de escala

Alta concentração de biomassa por volume Aclimação relativamente lenta

Baixo volume de lodo no decantador secundário Necessita de tratamento primário e secundário

Sem necessidade de recirculação de lodo

Resistente a choques de cargas tóxicas

Custos de operação e manutenção reduzidos

Baixo tempo de detenção

Construção e expansão fáceis

Sem geração de odores significativos

Design compacto

Controle e monitoramento simples

2. Sistema construtivo e operacional

Uma unidade de biodisco consiste basicamente em uma série de discos corrugados colocados

próximos uns aos outros e que são montados sobre um eixo que gira em baixa velocidade dentro de

um tanque onde percola o efluente. Os principais parâmetros construtivos estão apresentados na

Tabela 2, a seguir.

Tabela 2. Parâmetros construtivos dos biodiscos.Unidade Descrição

Discos de adesão de

biomassa

Fabricados em PET reciclado com área superficial unitária de 5,0m² e diâmetro de

1300mm.

Eixo e suporte dos discosAço carbono com revestimento em zincagem a fogo. Parafusos, arruelas e porcas

zincadas a fogo.

Acionamento

Motoredutor com motor 0,25CV IPW 55 e acoplamento através de eixo vazado com

chaveta.

Mancais com graxeiras e rolamentos autocompensados.

Berço e cobertura Chapas de polipropileno.

Peso do conjunto Vazio, 700Kg e em marcha, 3.700Kg.

Sustentação do conjunto Chapas e cantoneiras de aço pintadas com esmalte industrial.

As pesquisas realizadas por diferentes fabricantes estabeleceram parâmetros que são comuns a

todos os equipamentos, e se relacionam a uma maior eficiência operacional.

Os principais parâmetros estão apresentados na Tabela 3, a seguir.

Tabela 3. Parâmetros operacionais.

Verlag Equipamentos Industriais LtdaRua 2, 12 – Distrito Industrial – F/Fax (54) 34416655

Veranópolis / RSwww.verlag.com.br – [email protected]

Parâmetro Unidade/ValorÁrea superficial de contato 600 a 900m²

Submergência percentual dos discos Entre 40 e 50%

Volume de líquido no reator 3,0m³

Velocidade de rotação <5,0RPM

Afastamento entre as placas Entre 10 e 20mm

Os discos que suportam a biomassa, ao girarem através do líquido permitem que a matéria

orgânica penetre na biomassa e seja metabolizada pelos microorganismos existentes. O biofilme

geralmente é composto de uma mistura de populações de bactérias, protozoários e fungos.

No caso das bactérias filamentosas, além de fazerem parte da biomassa são responsáveis pela

sustentação e estabilização estrutural do biofilme [2].

3. Dimensionamento

O dimensionamento de unidades de biodisco é feito através de equações obtidas através de

correlações de dados. Os parâmetros mais utilizados são a vazão (m³/dia), DBObruta , DBOsolúvel (mg/L),

nitrogênio (mg/L) e área superficial.

Equações mais utilizadas para o dimensionamento são as seguintes:

De acordo com Grady [3]

a) Área superficial necessária para adesão da biomassa:

b) Área necessária para evitar falta de oxigênio na transferência para a biomassa:

Estimativa de DBO de saída do sistema, segundo Eckenfelder, apud Metcalf [4].

Além das equações para dimensionamento, foram estabelecidas faixas operacionais para os equipamentos,

que estão na Tabela 4, a seguir.

Tabela 4. Faixas operacionais do sistema de biodisco [5].Verlag Equipamentos Industriais Ltda

Rua 2, 12 – Distrito Industrial – F/Fax (54) 34416655Veranópolis / RS

www.verlag.com.br – [email protected]

Parâmetros

Tratamento

Remoção DBORemoção DBO e

nitrificação

Nitrificação em

separado

Taxa de aplicação orgânica (gDBO/m²*dia) 8 – 20 5 – 16 1 – 2

Taxa de aplicação orgânica máxima para o 1º

estágio (gDBO/m²*dia)24 – 30 24 - 30

Tempo de detenção hidráulica (h) 0,7 – 1,5 1,5 – 4,0 1,2 - 3

Taxa de aplicação hidráulica (m³/m²*dia) 0,08 – 0,16 0,03 – 0,08 0,04 – 0,10

Taxa de aplicação de N-NH4 (gN/m²*dia) 0,75 – 1,5

4. Aplicação

O sistema de biodisco se aplica para tratamento de efluentes de diferentes origens como esgoto sanitário,

nitrificação, remoção de cor em efluentes de indústrias têxteis, efluentes de usinas de açúcar, chorume de esgoto

sanitário, vinícolas e fábricas de sucos, padarias, industrias alimentícias, papel e celulose e curtumes [1].

5. Configuração de ETE com o uso de biodisco

As configurações são função da vazão, dos parâmetros dos efluentes brutos e dos valores a serem obtidos

pelo efluente tratado.

Como regra geral, podem ser usados os seguintes indicativos, apresentados na Tabela 5, a seguir.

Tabela 5. Configurações de ETE com biodisco.

Considerando, ainda, que a geração de lodo é de baixa quantidade, pode ser usada a estratégia de transferir

o lodo do decantador secundário para o sistema instalado antes do biodisco, seja fossa séptica ou reator UASB.

6. Eficiência

Verlag Equipamentos Industriais LtdaRua 2, 12 – Distrito Industrial – F/Fax (54) 34416655

Veranópolis / RSwww.verlag.com.br – [email protected]

DBO (mg/L) Configuração< 350 Unidades primárias → fossa séptica → biodisco → decantador secundário

>1000 Unidades primárias → UASB → biodisco → decantador secundário

A Tabela 6, a seguir, apresenta dados de eficiência de processo.

7. Bibliografia

1. CORTEZ, S., TEIXEIRA, P., OLIVEIRA, R., MOTA, M., Rotating biological contactors: a review on

main factors affecting performance. Rev Environ Sci Biotechnol, 2008. 7: p. 155-172.

2. GALVÁN, A., URBINA, P., DE CASTRO, F., Characterization of filamentous microorganisms in

rotating biological contactor biofilm of wastewater treatment plants. Bioprocess Engineering, 2000. 22:

p. 257-260.

3. GRADY, C., P., L. LIM, H., C., DAIGGER G., T., Biological Wastewater Treatment. Vol. 1. 1999,

New York: Marcel Dekker.

4. TCHOBANOGLOUS, G., BURTON, F., L., STENSEL, H., D. , Wastewater Engineering: treatment

and reuse. Metcalf & Eddy. Vol. 1. 2003, New Delhi: Tata McGraw-Hill

5. RODGERS, M., ZHAN, X., M., Moving-medium biofilm reactors. Reviews in Environmental Science

and Bio/Technology, 2003. 2: p. 213-224.

CONFIGURAÇÕES DE MONTAGENS

Verlag Equipamentos Industriais LtdaRua 2, 12 – Distrito Industrial – F/Fax (54) 34416655

Veranópolis / RSwww.verlag.com.br – [email protected]

Efluente Parâmetro Eficiência (%) Fonte

Sanitário

SST 87,0 / 93,0

Maria Teresa (2005)DBO5 80,0 / 95,0NTK 60,0

Coliformes Fecais 99,0Processamento de alimentos DQO 62,67 Najafpour et al. (2006)Sanitário NAmoniacal 99,45 Gupta and Gupta (2001)

Processamento de óleo DQO 88,0 Najafpour et al. (2005)NTK 80,0

Efluente sintético de ind. alimentos

DQO 91,7Sirianuntapiboon (2006)DBO 92,5

NTK 47,4Efluente padaria DQO 77,0 Nahid et al. (2001)Efluente matadouro DQO 77,0 / 92,0 Elisabeth H. Behling Q. (2003)Efluente sintético com glicose e fenol DQO 97,0 Elisabeth H. Behling Q. (2005)

Efluente vinícola DQO 98,5 / 99,2 Fernández, B. et al. (2007)

Verlag Equipamentos Industriais LtdaRua 2, 12 – Distrito Industrial – F/Fax (54) 34416655

Veranópolis / RSwww.verlag.com.br – [email protected]

Verlag Equipamentos Industriais LtdaRua 2, 12 – Distrito Industrial – F/Fax (54) 34416655

Veranópolis / RSwww.verlag.com.br – [email protected]

Verlag Equipamentos Industriais LtdaRua 2, 12 – Distrito Industrial – F/Fax (54) 34416655

Veranópolis / RSwww.verlag.com.br – [email protected]