biodisco - tratamento biologico de efluentes
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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].
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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.
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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
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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
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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
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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)
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