TRATAMENTO DE ESGOTOS PELO PROCESSO DE LODOS ATIVADOS

TRATAMENTO DE ESGOTOS PELO PROCESSO DE LODOS ATIVADOS FERNANDO SANTIAGO DOS SANTOS, MSc. APOIO: REALIZAÇÃO:

Sexta-feira, 21 de novembro de 2003 INTRODUÇÃO FLOCULAÇÃO SEDIMENTAÇÃO DE FLOCOS BIOLÓGICOS INTUMESCIMENTO DO LODO ORGANISMOS FILAMENTOSOS

INTRODUÇÃO LODOS ATIVADOS Sistema forçado que imita a biodegradação que ocorre naturalmente em corpos receptores. O processo é aeróbio e oxidativo, com aumento do metabolismo bacteriano e redução da matéria orgânica oriunda de esgotos em moléculas mais simples e mais estáveis.

VANTAGENS O corpo receptor, que poderia receber esgoto in natura, fica apto a manter sua fauna e flora naturais Não há maiores riscos de contaminação em pessoas que porventura nadem no corpo receptor Não há formação de mau cheiro

PARTICULARIDADES A eficiência dos lodos ativados varia de 70 a 80% na remoção da DBO (carga orgânica) e de 75 a 85% na remoção da DQO (carga química).

PALAVRAS-CHAVE OXIDAÇÃO METABOLISMO BACTERIANO BIODEGRADAÇÃO BACTÉRIAS AERÓBIAS QUIMIOHETEROTROFISMO

VISÃO GERAL DO PROCESSO

PROCESSOS BÁSICOS PROCESSO ANAERÓBIO A concentração de O 2 dissolvido no reator é nula; ocorre fermentação biológica; quebra molecular gera CH 4 e H 2 S (mau cheiro); carga tóxica é consideravelmente reduzida; ineficaz para certos componentes orgânicos; sistema sensível; operacionalidade difícil (lagoas anaeróbias).

PROCESSO AERÓBIO Ocorre adição forçada de O 2 (energia) à massa líquida; aumenta o metabolismo bacteriano; esgoto oxida mais rapidamente; não há formação de mau cheiro; a fonte energética é à base de carboidratos e nitrogênio (tratamento contínuo e por bateladas/SBR [sequencing batch reactors]).

SISTEMA CONTÍNUO Diminui o tamanho das estações de tratamento em relação ao processo anaeróbio Elimina o mau cheiro Reduz a carga orgânica de forma significativa A redução de nutrientes (N e P) é inferior ao sistema por bateladas

SISTEMA POR BATELADAS (SBR) Envolve carga totalmente processada antes da entrada de outra carga

FORMAS DE NUTRIÇÃO DOS SERES VIVOS AUTOTRÓFICOS LUZ GÁS CARBÔNICO OXIDAÇÃO DE NH 3, NO 2, H 2 E COMP. FERROSOS GÁS CARBÔNICO HETEROTRÓFICOS FOTO QUÍMIO LUZ COMPOSTO ORG NICO FONTE DE ENERGIA QUÍMICA COMP. ORG NICO

PORTANTO. . . FOTOAUTOTRÓFICOS - VEGETAIS E SERES VIVOS CLOROFILADOS QUIMIOAUTOTRÓFICOS - BACTÉRIAS PÚRPURA E VERDES FOTOHETEROTRÓFICOS - BACTÉRIAS SULFUROSAS E FERROSAS QUIMIOHETEROTRÓFICOS - FUNGOS, PROTOZOÁRIOS, ANIMAIS, BACTÉRIAS

E MAIS: AS BACTÉRIAS AERÓBIAS QUIMIOHETEROTRÓFICAS (BASTONETES GRAMNEGATIVOS) SÃO AS MELHORES EM UM SISTEMA DE LODOS ATIVADOS.

RESPIRAÇÃO BACTERIANA O oxigênio é o aceptor final de elétrons na respiração aeróbia, durante a glicólise. C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 + 38 ADP + 38 Pi 6 CO 2 + 6 H 2 O + 38 ATP

QUIMIOSSÍNTESE A energia de ligação de compostos inorgânicos é utilizada para sintetizar os compostos orgânicos celulares. NITROSOMONAS 2 NH 3 + 3 O 2 == 2 HNO 2 + 2 H 2 O

NITROBACTER 2 NO 2 + O 2 == 2 NO 3

ELIMINAÇÃO DO NITROGÊNIO: FORMA ORG NICA E FORMA AMONIACAL A eliminação biológica do nitrogênio engloba quatro reações principais: AMONIFICAÇÃO NITROGÊNIO ORG NICO EM NITROGÊNIO AMONIACAL

ASSIMILAÇÃO PARTE DO NITROGÊNIO AMONIACAL VAI PARA A SÍNTESE BACTERIANA NITRIFICAÇÃO OXIDAÇÃO DO NITROGÊNIO AMONIACAL EM NITRITO E NITRATO DESNITRIFICAÇÃO REDUÇÃO DO NITROGÊNIO A ESTADO MAIS FRACO (LIVRE)

FLOCULAÇÃO Propriedade que os microrganismos apresentam, em certas condições, de se aglutinarem. Isto ocorre durante a fase desacelerada do crescimento típico das bactérias aeróbias.

Curva de crescimento bacteriano

Idade do lodo A = Xv. V / Qexc. Xesc. A = lodo A Xv = concentração de material volátil em suspensão no lodo V = volume do tanque Qexc. = vazão diária excedente Xesc. = material excedente (peso seco)

A IDADE DO LODO INDICA A RELAÇÃO ENTRE A MASSA DE LODO PRESENTE NO REATOR E A MASSA DIÁRIA DE LODO EXTRAÍDA DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO kg SS dia/kg DBO 5 SS = sólido seco

EXEMPLO O lodo A tem Xv. V = 700 kg SS. dia e Q. X = 500 kg DBO 5 Sua idade é 700/500 = 1, 4 aerador mecânico LODO JOVEM

A IDADE DO LODO É INVERSAMENTE PROPORCIONAL À CARGA MÁSSICA. ELA CONDICIONA A PRESENÇA OU A AUSÊNCIA DE GERMES NITRIFICANTES.

LEMBRANDO QUE. . . a carga mássica (F/M) (Cm) é a relação entre a massa de alimento (DBO 5) sobre a massa de lodo . . . a carga volumétrica (Cv) é a relação entre a massa de alimento e o volume do tanque de aeração Cm = Q. So/Xv. V Cv = Q. So/V

Lodo de idade elevada Flocos de tamanho diminuído e aumento de pequenas partículas que escaparam do floco Lodo jovem Floco muito hidrófilo, decanta mal (microrganismos livres numerosos)

TROCANDO EM MIÚDOS. . . Processo físico que promove a aglutinação das partículas já coaguladas, facilitando o choque entre as mesmas devido à agitação lenta imposta ao escoamento da água. A formação de flocos de impurezas facilita sua posterior remoção por sedimentação sob ação da gravidade, flotação ou filtração. A floculação pode ocorrer por processos hidráulicos ou mecanizados.

ALGUNS CONCEITOS A SEPARAÇÃO DO FLOCO DO SOBRENADANTE DENOMINA-SE CLARIFICAÇÃO A AGITAÇÃO ARTIFICIAL É NECESSÁRIA PARA MANTER EM SUPENSÃO A MASSA BACTERIANA DEPURADORA