Tratamento Aeróbio com Lodo

Ativado

Introdução

Historicamente o desenvolvimento urbano e industrial, originou-se ao longo do tempo o

aumento do consumo e consequentemente o aumento na produção de resíduos, tais que

provocam uma grande alteração principalmente em corpos hídricos, assim utilizando

diretamente os rios como receptor dos degetos, causando a alteração da qualidade nos

corpos receptores e consequentemente a sua poluição (degradação).

O fato preocupante é o aumento tanto das populações quanto das atividades

industriais e o número de vezes que um mesmo rio recebe dejetos urbanos e industriais.

A poluição origina-se devido a perdas de energia, produtos e matérias primas, ou

seja, devido à ineficiência dos processos industriais,e utilização de produtos pela

população.

Com a necessidade de amenizar ou ao menos diminuir esse grande problema que

afetam praticamente todas as cidades mundiais principalmente os grandes centros

urbanos utilizam-se processos para o tratamento desses dejetos ,como por exemplo o

tratamento com o lodo ativado.

O processo de lodos ativados tem sido uma tecnologia bastante utilizada para o

tratamento de esgotos domésticos e industriais, apresentando elevada eficiência de

tratamento, flexibilidade operacional, possibilidade de remoção de nutrientes, entre

outras vantagens. Entretanto, lhe são atribuídas algumas desvantagens como: elevada

mecanização, alto custo de implantação e manutenção, operação mais sofisticada e

necessidade de tratamento de um grande volume de lodo gerado .

O sistema de lodos ativados é o mais utilizado no tratamento biológico aeróbio

de esgoto sanitário e também industrial no Brasil e no mundo. O princípio baseia-se na

oxidação bioquímica dos compostos orgânicos e inorgânicos presentes nos efluentes,

mediada por uma população microbiana diversificada e mantida em suspensão num

meio aeróbio.

Recentemente, os processos anaeróbios de alta taxa para tratamento de esgotos,

em especial o Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente e Manta de Lodo (UASB), têm-se

apresentado como uma tecnologia capaz de suprir algumas desvantagens dos sistemas

aeróbios mecanizados, principalmente no que diz respeito ao consumo energético e à

menor geração de lodo. Porém, o efluente tratado por estes processos apresenta algumas

características insuficientes do ponto de vista legal e ambiental.

Com a finalidade de promover um equilíbrio entre as vantagens e desvantagens dos

sistemas aeróbios e anaeróbios, pesquisas recentes caminham no sentido de combinar

estes processos, em especial uma primeira etapa anaeróbia seguida de um pós

tratamento aeróbio.

Desenvolvimento

Os tratamentos baseados em processos biológicos permitem tratar grandes volumes de

efluente, apresentam menor custo de funcionamento e simplicidade operacional, sendo

que para efluentes complexos, o processo biológico mais amplamente usado é o

tratamento por lodos ativados, cujo nível de eficiência é bem elevado.

O processo de lodo ativado consiste em se provocar o desenvolvimento de uma cultura

microbiológica na forma de flocos (lodos ativados) em um tanque de aeração, que é

alimentada pelo efluente a tratar. Em condições naturais, a decomposição aeróbia

necessita três vezes menos tempo que a anaeróbia e dela resultam gás carbônico, água,

nitratos e sulfatos, substâncias inofensivas e úteis à vida vegetal.

O tratamento consiste em dois estágios o primário e secundário.

O Tratamento Primário retira os sólidos grosseiros como pedaços de madeira,

pedras areia grossa e fina que poderiam danificar os equipamentos da unidade e usa

métodos simples como degradagem e decantação.

No Tratamento Secundário, o efluente, já livre dos resíduos maiores, passa por

um tratamento biológico onde a carga orgânica entra em contato com micro-organismos

que a decompõem dentro de tanques.

Neste tanque, a aeração tem por finalidade proporcionar oxigênio aos micro-

organismos e evitar a deposição dos flocos bacterianos e os misturar homogeneamente

ao efluente. Esta mistura é denominada "licor".

.

O licor é enviado continuamente a um decantador (decantador secundário),

destinado a separar o efluente tratado do lodo. O lodo é recirculado ao tanque de

aeração a fim de manter a concentração de micro-organismos dentro de uma certa

proporção em relação à carga orgânica afluente. O sobrenadante do decantador é o

efluente tratado, pronto para descarte ao corpo receptor.

O excesso de lodo, decorrente do crescimento biológico, é extraído do sistema

sempre que a concentração do licor ultrapassa os valores de projeto. Este lodo pode ser

espessado e desidratado, tendo como aplicação o uso em agricultura.

Neste sistema, seus tanques e acessórios tem as seguintes funções:

- Tanque de Aeração: promover o desenvolvimento de uma colônia microbiológica

(biomassa), a qual consumirá a matéria orgânica do efluente; a quantidade de biomassa

é expressa como SSTA (sólidos em suspensão no tanque de aeração).

Sistema de aeração

•Ar difuso-

•Aeração superficial-

- Decantador Secundário: separar a biomassa que consumiu a matéria orgânica do

efluente, a qual sedimenta-se no fundo do decantador, permitindo que o sobrenadante

seja descartado como efluente tratado, já com sua carga orgânica reduzida e isento de

biomassa.

- Bombas de Recirculação: retornar a biomassa ao tanque de aeração, para que a mesma

continue sua ação depuradora; o crescimento da biomassa é contínuo, ocorrendo a

necessidade de um descarte periódico de quantidades definidas da mesma.

PARÂMETROS DO PROCESSO

Os valores normais para estes índices variam entre:

TO: ( Taxa de oxigenação) 1,0 a 2,2 kg O2/kg DBO

F/M: (Relação Alimento/Microorganismo (Food/Microorganism Ratio) 0,07 a 0,45 kg

DBO/d.kg SSTA

RS: (resíduo sedimentável no tanque de aeração) 300 a 500 ml/l (Cone Imhoff)

SSTA: 1,5 a 4,0 g/l

SSRL: (sólidos em suspensão no retorno de lodo) 4,0 a 8,0 g/l

O2D: (oxigênio dissolvido) 1,5 a 2,5 mg/l

IL: Idade do lodo- entre 10 e 30 dias

IVL: (índice volumétrico de lodo) entre 90 e 150 ml/g --> boa sedimentabilidade

Elementos atuantes

Biológicos – microrganismos: Cianobactérias, Algas, Bactérias, Levedos

,Protozoários ,Algas, Actinomicetes.

Físicos - sedimentação, fatores hidráulicos

Ambientais - Temperatura

Químicos - disponibilidade de substrato, nutrientes,

oxigênio, pH, etc.

FLOCOS BIOLÓGICOS

Os flocos biológicos são formados basicamente por bactérias filamentosas

formadoras de flocos no reator biológico, e a saúde destas influencia na boa formação

dos mesmos, e consequentemente na boa sedimentação dos flocos no decantador

secundário.

Os principais motivos para o aparecimento de filamentos em sistemas aeróbios são

escassez de nutrientes, baixa concentração de OD, baixa carga orgânica, presença de

compostos reduzidos de enxofre, etc, por isso a identificação desses organismos é de

suma importância para diagnosticar o desempenho e a operação de um tratamento.

Formação dos Flocos

Macroestrutura - bactérias filamentosas formando o

“esqueleto” do floco conferindo sustentação.

Microestrutura - bactérias não filamentosas produtoras de

exo-polímeros.

Floculação - Equilíbrio entre macro e micro estruturas

associado ao metabolismo bacteriano.

MICROFAUNA:

- Protozoários (5 - 1000 micros)

- Micrometazoários

- Fungos

Papel:

- Remoção de bactérias;

- Degradação da matéria orgânica;

- Contribuição na floculação;

- Manutenção do equilíbrio ecológico;

- Bioindicadores;

- Redução da produção de lodo.

No caso dos microrganismos protozoários e metazoários fazem o “polimento final” do

efluente, exercendo, portanto, um papel muito importante no tratamento biológico,

auxiliando na remoção de DBO, um pouco de DQO e principalmente turbidez do

efluente. Porém, para que esses organismos estejam presentes, e de forma ativa, é

necessário que o efluente a ser tratado possua condições ideais de temperatura, OD e pH

ao seu desenvolvimento, e que esteja livre de toxicidade.

Crescimento Bacteriano

Etapas:

– Fase de Aclimatação;

– Fase de Aceleração;

– Fase log ou exponencial;

– Fase de desaceleração;

– Fase Estacionária;

– Fase de Declínio.

VANTAGENS DO SISTEMA

Grande adaptação as transições hidráulicas e de carga;

Elevada eficiência na remoção de matéria orgânica e

nitrogênio;

Utilização de menores áreas para implantação;

Boa capacidade de mineralização do lodo;

Flexibilidade operacional, permitindo diferentes objetivos

de qualidade;

Possibilidade de uso do lodo na agricultura.

DESVANTAGENS DO SISTEMA

Elevados custos de investimento,operação e

manutenção;

Necessidade de operação 24 h por dia;

Alto consumo energético (aeração, recirculação,descarte e manutenção de

equipamentos);

Emissões de ruídos;

Menor eficiência de remoção de elementos

conservativos (metais pesados, pesticidas...);

Grande produção de lodo.

Conclusão

O tratamento e o monitoramento dos efluentes industriais são importantes

principalmente para a preservação ambiental. O tratamento pelo processo com lodo

Ativado é sem dúvidas um dos mais eficientes e usados atualmente, a pesar de

apresentar suas desvantagens seus resultados superam a eficiências de outros meios .

No entanto para obtenção de melhores resultados tanto em relação a eficiência quanto

tratando-se de um meio economicamente viável pesquisas recentes estão sendo

realizadas onde buscam combinar os dois processos aeróbios e anaeróbios , na qual

consistirá, em especial uma primeira etapa anaeróbia seguida de um pós tratamento

aeróbio. Visando uma melhor eficiência.