MICROBIOLOGIA DOS LODOS ATIVADOS
Sérgio Augusto silveira Rosa
Profº André Bazzanella
Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI
Ciências Biológicas/Licenciatura (BID 0811) – Trabalho de Graduação
14/11/09
RESUMO
O processo de lodos ativados 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. Neste tanque, a aeração tem por finalidade proporcionar oxigênio aos
microorganismos e evitar a deposição dos flocos bacterianos e os misturar homogeneamente ao
efluente. Esta mistura é denominada licor. O oxigênio necessário ao crescimento biológico é
introduzido no licor através de um sistema de aeração mecânica, por ar comprimido, ou ainda pela
introdução de oxigênio puro. O licor é enviado continuamente a um decantador (decantador
secundário), destinado a separar o efluente tratado do lodo. O lodo é recirculado ao tanque
aeração a fim de manter a concentração de microorganismos dentro de certa proporção em
relação à carga orgânica afluente.
Palavra-Chave: Lodos Ativados, Microbiologia, Floculação Biológica
ABSTRACT
Activated silt process consists in cause the development of a flocculated microbiological culture
(activated silt) in an aeration tank, filled with the effluent to be treated. In this tank the aeration has
the purpose of supply oxygen to microorganisms and avoid bacterial flocculation deposition and
mix it to the effluent. This mix is called liquor. The oxygen needed to biological growth is
introduced in liquor through a mechanical aeration system, with compressed air, or introducing pure
oxygen. The liquor is sent continuously to a decanter (secondary decanter) which separates treated
effluent form silt. Silt is sent to aeration tank in order to keep microorganisms’ concentration
proportional to the affluent organic charge.
Key-words: activated silt, microbiology, biological floculation
.INTRODUÇÃO
Os processos biológicos para tratamento de despejos têm como função principal criar
condições de degradação dos compostos orgânicos. Utilizam, para esse fim, o metabolismo de
oxidação e floculação realizado por microrganismos, em condições ambientais controladas.
2
O processo de tratamento por lodos ativados fundamenta-se na floculação da biomassa de
lodo. Esses flocos são formados por um consórcio de microrganismos com capacidade de utilizar os
compostos químicos presentes no efluente como fonte de nutrientes e carbono.
Os microrganismos que participam na formação dos flocos no processo de lodos ativados
são: bactérias, fungos, protozoários e micrometazoários. Estrutura da comunidade, distribuição e
freqüência dos organismos estão relacionadas com a fonte de inoculo, tipo de substrato fornecido e
com as condições operacionais do sistema de tratamento.
Os flocos dos lodos ativados são formados por dois níveis de estrutura: o micro e a
macroestrutura. A microestrutura é formada pelos processos de adesão microbiana e biofloculação,
enquanto a macroestrutura é constituída pelos organismos filamentosos, os quais formam uma
espécie de rede dentro dos flocos sobre a qual as bactérias aderem. Portanto, os insucessos na
separação do lodo ativado podem estar relacionados a problemas do micro e/ou da macroestrutura
dos flocos.
As bactérias são os principais constituintes dos flocos biológicos, o equilíbrio entre bactérias
formadoras de flocos e as filamentosas é determinante para os mesmos apresentarem estrutura
compacta e robusta. A avaliação da microbiota dos lodos ativados, realizada pela microscopia, é útil
para determinar a natureza física e a abundância e tipos de organismos filamentosos presentes.
Esse tipo de observação também pode trazer informações a respeito da presença/ausência de
microrganismos considerados como indicadores de qualidade de sistemas de lodos ativados. Os
organismos presentes em um sistema de tratamento biológico (lodos ativados) são extremamente
sensíveis às modificações no processo, alternando-se no sistema em resposta às mudanças das
condições biológicas, físico-químicas e ambientais. Recentemente, estudos têm demonstrado que o
acompanhamento
pela
microscopia
óptica
das
condições
do
lodo
ativado
melhora
significativamente o controle do processo biológico.
A realização regular de análises microscópicas de um lodo biológico serve para indicar ao
operador as diversas tendências do processo, dentre os quais, destacam-se: (1) Eficiência da
remoção da demanda bioquímica de oxigênio (DBO); (2) Eficiência da remoção de sólidos
suspensos; (3) Condições de sedimentabilidade do lodo; (4) O nível de aeração empregado;
(5) A presença de compostos tóxicos; (6) A ocorrência de sobrecargas orgânicas; e (7) A
ocorrência de nitrificação. (SAAR, 2007)
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Dessa forma, a compreensão da microbiologia e de suas alterações durante o processo de
tratamento de despejos é essencial para a otimização do controle de processos biológicos (lodos
ativados), com vista à melhoria de eficiência.
2
MICROORGANISMOS ENVOLVIDOS NO TRATAMENTO
Ficou evidente que o tratamento biológico de esgoto e efluentes envolvem microorganismos
em todas as etapas. Os principais tipos de microorganismos na estabilização aeróbica de efluentes
são bactérias, algas, protozoários e metazoários.
2.1 BACTÉRIAS
Dos quatro grupos de organismos comumente encontrados em sistemas biológicos aerados,
as bactérias são os principais agentes de remoção da poluição dissolvida nos efluentes líquidos.
Tratam se de organismos unicelulares microscópicos com tamanho de 0,5; 6,0 mm.
Bactérias podem ser visualizadas ao microscópio em forma de bastonetes, cocos, espirais,
vírgulas ou até formas apresentando apêndices (ver esboço ao lado). Elas são os verdadeiros
trabalhadores no processo de lodos ativados, somando aproximadamente 95% dos sólidos numa
ETE de lodos ativados.
Bactérias adsorvem os sólidos suspensos e dissolvidos do efluente e produzem enzimas que
degradam estas substâncias em fragmentos que possam ser assimilados pelas células. Estes
fragmentos finalmente são absorvidos pelas células e servem como nutrientes para promover o
crescimento das bactérias.
2.1.1
É importante diferenciar basicamente 3 tipos de bactérias: Bactérias em suspensão
(bactérias livres), Bactérias formadoras de flocos e Bactérias filamentosas.
2.1.1.1 As bactérias livres - são responsáveis pela maioria dos casos em que o efluente apresenta
elevados teores de turbidez. Eles se multiplicam na fase líquida do sistema biológico sem associarse ao aglomerado das bactérias formando o floco biológico. Embora ocorram normalmente no início
4
da sucessão da microbiota dos lodos ativados, as bactérias livres podem prejudicar o processo de
depuração dos efluentes pela elevada demanda de oxigênio que provocam.
2.1.1.2 As bactérias formadoras de flocos - têm a tendência de agregar se em grupos, formando
desta maneira o floco biológico pesado e bem formado, o qual sedimenta com rapidez e pode ser
removido do sistema (decantador secundário). Tratam se de bactérias de diferentes espécies
incluindo Pseudômonas, Achromobacter, Flavobacterium, Alcaligenes, Arthrobacter, Citromonas e
a mais conhecida Zoogloea. Algumas destas bactérias formam um muco (polímero de
polissacarídeos), cuja característica “gosmenta” mantém as bactérias juntas e facilita a adsorção das
partículas em suspensão.
A – Floco denso e bem formado
B – Floco aberto (observe os filamentos saindo do floco!)
C – Floco com ponteamento
2.1.1.3 O terceiro grupo, de bactérias filamentosas - é freqüentemente responsável pela má
formação do floco biológico, causando problemas como o intumescimento (“bulking”) e o “floco
aberto”, afirma VON SPELING, 1997. É importante ressaltar, entretanto, que a presença destes
filamentos é essencial para a formação de um floco estruturalmente firme e estável. A próxima
figura apresentada exemplos de flocos bem formados e compactos, abertos e apresentando
ponteamento.
As duas últimas características dificultam a sedimentação do floco. A determinação da
quantidade e do tipo de bactérias filamentosas é importante para reconhecer a causa da disfunção.
O crescimento excessivo de bactérias filamentosas compromete o funcionamento do
decantador secundário, levando ao arraste da biomassa. Embora as causas do desenvolvimento
maciço de filamentosos possam ser corrigidas na maioria dos casos, existem efluentes industriais
onde determinados tipos de filamentos prevalecem naturalmente (p.ex. na Indústria de Papel e
Celulose).
Para estas situações, cabe uma reflexão sobre a utilidade do processo convencional de lodos
ativados, no qual a quantidade das bactérias filamentosas precisa ser mantida em limites bastante
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estreitos. Contrariamente ao que poderia se pensar, a maioria das bactérias atuando sobre impurezas
de esgoto e efluentes são provenientes do solo, e não das fezes. De acordo com FIGUEIREDO
(1996, p.46):
Elas entram o sistema de tratamento através de água superficial (p.ex. enchentes),
ventanias, infiltrações e atividades domésticas. Eles são muito melhor adaptados nas
condições ambientais (temperatura, baixo teor de nutrientes) comparado às bactérias fecais.
A maioria das bactérias dos processos de tratamento de efluentes é heterotróficas, isto é:
eles ganham toda a sua energia e os materiais de construção de nova massa celular a partir
dos nutrientes orgânicos (alimentos) contidos no esgoto/efluente. Porém, algumas bactérias
importantes na remoção do nitrogênio nos efluentes pertencem ao grupo dos litotróficos.
Eles usam unicamente compostos inorgânicos para a sua alimentação (exemplo: as bactérias
nitrificantes Nitrobacter e Nitrosomonas; bactérias sulfuricantes como, por exemplo, Thiobacillus).
A maioria das bactérias em sistemas de lodos ativados é aeróbica, necessitando o oxigênio para as
suas funções vitais.
A falta de oxigênio num sistema biológico aerado rapidamente leva ao desenvolvimento de
bactérias facultativas ou até mesmo anaeróbicas, comprometendo o processo de tratamento pelo
desenvolvimento de metabólitos indesejáveis e muitas vezes tóxicos. Ambos os grupos de bactérias
são usados nos processos de tratamento anaeróbico de efluentes, como por exemplo, nos reatores
anaeróbicos de estabilização de lodos.
2.2 ALGAS
São plantas microscópicas unicelulares autotróficas, usando como fonte de alimento a
energia solar e nutriente inorgânicos, como amônia, nitrato e fosfato solúvel. São bastante comuns
em sistemas de lagoas facultativas e aeradas, porém, raramente podem ser vistas em sistemas de
lodos ativados.
A energia da luz solar é usada para transformar dióxido de carbono, nitrogênio e fósforo em
biomassa. Neste processo fotossintético, o oxigênio é liberado na água com produto descartado. Na
ausência da luz (à noite), estes organismos reutilizam parte de sua energia estocada e do oxigênio
produzido para manter as suas funções vitais.
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Algas fornecem a maior parte do oxigênio necessário em processos de estabilização do
efluente em valos de oxidação. Por outro lado, o desenvolvimento maciço de algas em lagoas pode
levar à turbidez e valores de pH elevados na saída do tratamento.
2.3 PROTOZOÁRIOS
Protozoários podem ser considerados animais unicelulares (com a exceção de alguns
flagelados fotossintetizantes). A função mais importante deles é a clarificação do sobrenadante.
Santos (2006, p.39) descreve que: os organismos alimentam se principalmente das bactérias livres e
de fragmento de flocos (flocos de ponta de agulha = flocos “pinpoint”), ambos causando turbidez
porque não sedimentam no decantador secundário. Em seguida serão discutidos os principais
integrantes dos lodos ativados.
2.3.1
Amebas – são células sem parede firme, dando aos organismos a aparência de uma massa
gelatinosa Movimentando se devagar através da formação de “pseudopés” (pseudopódia) diz BELL,
(2006, p.287). A ingestão de partículas de alimento é um processo muito lento, onde o animal se
movimenta em direção à partícula e a cerca fluindo ao seu redor. Finalmente, ingere o alimento
através de processos de fagocitose.
Algumas formas de amebas dispõem de uma casca protetora onde o organismo pode ser
retirar. Uma abertura na base da casca permite que o animal estique os seus pseudopódios para
estabelecer contato com o meio ambiente.
Amebas têm condições de competir com os demais organismos apenas em condições de
disponibilidade de grandes quantidades de alimentos (F/M elevado), como é o caso no início do
processo de formação dos lodos ativados numa ETE recém inoculada.
Com o surgimento de flagelados e ciliados, as amebas são eliminadas rapidamente do
sistema. Segundo Da Mota (2003, p. 181), a exceção nesta regra é o lodo de idade (estabilizado)
elevada onde amebas “encascadas” (tecameba, p.ex Arcella) indicam um efluente nitrificado com
baixa concentração de amônia não dissociada.
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2.3.2
Flagelados – ocorrem em duas formas: contendo ou não cloroplastos. No primeiro caso,
eles são atribuídos ao reino das plantas. Não são encontrados com freqüência nos lodos ativados. A
segunda classe pertence ao reino dos animais e se alimenta principalmente de nutrientes dissolvidos
no efluente. Algumas espécies, porém ingerem alimentos particulados (p.ex. algas e bactérias).
A maioria dos flagelados dos lodos ativados é pequena e se movimentam com a ajuda de um
ou vários flagelos. Eles são encontrados em efluentes de elevado teor de nutrientes (F/M elevado),
freqüentemente no início do processo de lodos ativados onde competem com as bactérias livres
pelos substratos orgânicos contidos na água. Nas lagoas elas concentram se próximas à entrada de
efluente, onde encontram as condições nutricionais favoráveis para o seu crescimento.
[...] Ocasionalmente, flagelados podem ser encontrados em grande concentração nos lodos
em fase de estabilização lodo velho, onde eles se alimentam dos metazoários em fase de
decomposição, como pro exemplo Aelosomas e rotíferos. A diferenciação deles é
dificultada pelo tamanho pequeno e não é usada com freqüência na classificação
microscópica de lodos ativados. Vazoller (1999)
3 CILIADOS LIVRES APRESENTAM SE EM TRÊS FORMAS DISTINTAS NOS LODOS
ATIVADOS.
São animais muito maiores em comparação com as bactérias e os flagelados. Eles são
caracterizados pela grande quantidade de cílios que cobrem todo o corpo do organismo e tem como
função a propulsão dos organismos e o transporte dos alimentos em forma de partículas para a área
bucal dos animais. Os ciliados não são associados aos flocos, movimentam se livremente no corpo
d’água ao redor do floco biológico.
3.1 O grupo dos nadadores livres - são ciliados muito velozes, muitas vezes difíceis de focar na
lente do microscópio, pois passam o campo de visão em questão de uma fração de segundo.
Gastando tanta energia para a sua movimentação, eles precisam de grandes quantidades de
alimentos. Por esta razão são quase sempre associadas à efluente de elevada concentração de
bactérias livres, para os quais estes predadores desenvolvem um apetite considerável: dados
experimentais mostram que ciliados livres podem ingerir nada menos do que 500 bactérias por hora.
Isto explica a drástica redução das bactérias em sistemas de lodos ativados na presença destes
ciliados.
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3.2 Outro grupo de ciliados livres - são os ciliados reptantes, os quais se arrastam ao redor do floco
biológico, raspando a superfície das aglomerações de bactérias com materiais orgânicos, ingerindo
fragmentos de flocos e contribuindo para a aparência arredondada do floco bem formado. Para
facilitar esta tarefa, as vacas dos lodos ativados apresentam modificações de seus cílios: grupos de
cílios são agregados formando perninhas (cirros), com os quais os ciliados movimentam se,
aparentemente andando na superfície do floco.
3.2.1 Ciliados reptantes - são encontrados em biofiltros aerados, contactores biológicos e nos lodos
ativados de idade média.
3.2.2 O terceiro grupo dos ciliados - é formado pelos ciliados carnívoros. Eles são predadores de
outros ciliados, de amebas e flagelados e situam se no final da cadeia trófica do microambiente de
lodos ativados.
3.2.2.1 Ciliados carnívoros - podem ser identificados pela flexibilidade de seus corpos. Muitos
apresentam um pescoço comprido o qual usam para furar o floco biológico na busca para alimentos.
3.2.2.2 Ciliados entroncados – também chamados de ciliados pedunculados ou ciliados fixos são
animais com uma cauda muscular mais ou menos comprida, a qual fixa estes organismos ao floco
biológico.
3.2.2.3 Os cílios da região bucal - movimentam a água ao redor do animal e arrastam partículas de
alimentos os quais são ingeridos. Algumas espécies formam colônias com pedúnculos ramificados,
parecendo pequenas árvores.
Na maioria das espécies, o pedúnculo é retrátil. Em casos de perigo, o animal se retrai muito
velozmente, aumentando a sua chance de escapar a ameaça. O fato de serem ancorados ao floco
biológico lhes proporciona uma grande economia de energia, pois não precisam se manter no
sistema em nado contínuo.
Esta é a razão porque estes animais sobrevivem com quantidades bem menores de
alimentos. Eles são encontrados em sistemas de lodos ativados de idade avançada e de boa
qualidade. Uma adaptação interessante deste tipo de ciliado é realizada no grupo das suctórias.
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Estes organismos transformaram os cílios da parte cefálica em tentáculos rígidos e ocos. Na
aproximação de uma presa, a suctória espeta a célula e esvazia o seu conteúdo. Por isso, as suctórias
fazem parte dos ciliados carnívoros.
4. MICROMETAZOÁRIOS
Este grupo engloba todos os organismos multicelulares com característica de crescimento
mais devagar. Eles são encontrados em sistemas de lodos de idade elevada, onde eles têm uma
chance de se manter.
A complexidade de sua estrutura celular os deixa mais suscetíveis a impactos ambientais,
sendo estes os indicadores de efluentes estabilizados e com baixa toxicidade. Representantes deste
grupo são os rotíferos, nematóides, Aelosoma, tardígrades e até algumas espécies de
microcrustáceas.
4.1 Rotíferos
São os metazoários mais freqüentemente encontrados em sistemas de lodos ativados. Eles
alimentam se de bactérias e pequenos flagelados, mais raramente também de ciliados e até outros
metazoários. Eles ganharam o nome de animais com rodas por causa de seus cílios na sua cabeça
(parte cefálica), os quais servem para captar partículas de nutrientes; a movimentação destes cílios
lhes dá a aparência de duas rodas em rotação.
4.2 Nematóides
Vermes redondos são organismos mais freqüentemente observados em contadores
biológicos e biofiltros aerados, onde eles furam os flocos, deixando buracos visíveis neles. Algumas
espécies são predadoras de organismos livres e podem ser encontradas em sistemas convencionais
de lodos ativados.
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4.3 Tardígrades
O “ursinho da água”, com tamanho de quase 1 mm, pode (raramente) ser observado em
sistemas de aeração prolongada, onde eles alimentam se do conteúdo celular de nematóides,
rotíferos e protozoários. Eles espetam a presa com a ajuda de dois estiletes na parte cefálica e sugam
os fluidos intracelulares das vítimas. Os tardígrades movimentam se andando literalmente sobre
quatro pares de “perninhas”. Observá-lo no microscópio é muito divertido! Tardígrades são
afetados por pequenas concentrações de amônia, sendo que eles indicam um efluente totalmente
nitrificado segundo Cutolo, (2000).
4.4 Anelídeos
O verme aquático Aelosomas pode ser observado em lagoas, biofiltros, contactores
biológicos e lodos ativados de aeração prolongada. Eles se alimentam de tudo o que passa pela sua
frente. São chamados também de “verme cerdoso” por causa das tufas de cerdas crescendo ao logo
do corpo deste animal. Como no caso dos tardígrades, eles indicam efluentes bem nitrificados de
boa qualidade. (VAZOLLER, 1989)
5. OUTROS METAZOÁRIOS ANIMAIS
Macroscópicos, por causa da elevada turbulência de sistemas de lodos ativados, não tem
condições de manter se neste processo. São encontrados principalmente em lagoas. Exemplos de
organismos deste grupo é a pulga d’água (Daphnia), Ostrácodes e Copépodes.
6. MECANISMOS DE ALIMENTAÇÃO
Finalizando esta apresentação dos organismos encontrados nos sistemas biológicos aerados,
vamos resumir os diferentes mecanismos que estes animais usam na busca de alimentos. Podemos
classificar os organismos baseado no tipo de alimentação em: organismos autotróficos, organismos
sapróbicos, organismos fagotróficos e organismos carnívoros
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6.1 Autotróficos
Os autotróficos incluem os flagelados fotossintéticos (plantas), os quais absorvem a radiação
solar e usa o gás carbônico como fonte de produção de sua biomassa. O material orgânico
produzido desta maneira (produtores primários) torna se disponível para os animais “comedores de
plantas” de acordo com Freire (2000, p.504). Além do CO2, os autotróficos ainda precisam de uma
série de sais, os quais estão presentes nos efluentes/esgotos. O fator limitante para o seu
crescimento é a disponibilidade da luz solar, razão para a qual eles não são encontrados nos
sistemas de lodos ativados (de elevada turbidez).
6.2 Sapróbicos
Organismos sapróbicos não são capazes de usar a energia solar; eles precisam de compostos
orgânicos dissolvidos nos efluentes. Fazem parte deste grupo os flagelados não fotossintetizantes,
os quais competem com as bactérias heterotróficas pelos nutrientes orgânicos nos efluentes.
6.3 Fagotróficos
Os organismos fagotróficos alimentam se basicamente de bactérias. Os seus requerimentos
nutricionais muitas vezes são complexos. Algumas espécies ingerem apenas um ou vários tipos de
bactérias. Conhecem se casos de intoxicações dos fagotróficos com determinados tipos de bactérias,
principalmente aquelas que produzem pigmentos.
6.4 Ciliados livres,
Reptantes e fixos fazem parte deste grupo de organismos. Por último, os animais carnívoros
são predadores de outros protozoários e incluem os ciliados suctórias e os ciliados livres carnívoros.
7. ASPECTOS DA ALIMENTAÇÃO DE MICROORGANISMOS
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Bactérias são os organismos mais importantes na transformação da matéria orgânica (e
inorgânica) dos efluentes. Estima se que nada menos de 95 % da biomassa do floco biológico é
composto de bactérias. Entretanto, apenas 1 a 5 % destas bactérias são metabolicamente ativas
(vivas).
O processo de remoção da poluição orgânica, segundo Fernandes (2001, p.131) o ato da
bactéria “comer” as impurezas no efluente passa por várias fases. A primeira consiste no contato
direto do nutriente com o microorganismo. Neste processo, chamado de adsorção, bactérias
“famintas” (sem alimentos) fixam os nutrientes rapidamente quando entram em contato com um
efluente fresco.
Caso o alimento seja muito complexo, grande demais para ser absorvido pela célula
microscópica, ocorre uma digestão extracelular: as bactérias excretam enzimas para fora da própria
célula as quais atacam as biomoléculas (celulases, proteases, lipases, amilases, etc.).
Na última fase, os nutrientes fragmentados são então absorvidos pelas células e dentro da
célula bacteriana são metabolizados, gerando energia para o organismo, a qual pode abastecer as
suas funções de crescimento e reprodução.
Nutrientes (alimentos) são necessários para a sobrevivência de todos os seres vivos. Mesmo
tendo um significado bem específico para o ser humano, alimentos podem ser encontrados em
qualquer matéria orgânica, até mesmo o próprio esgoto doméstico. Para uma bactéria, este efluente
é um verdadeiro banquete e leva ao desenvolvimento rápido de grandes quantidades destes
microorganismos no mecanismo de mineralização dos componentes orgânicos.
Todas as células vivas são compostas de elementos, tais como o carbono, o nitrogênio, o
fósforo, o hidrogênio, o enxofre e o oxigênio. Outros elementos ocorrem em quantidade menor
(magnésio, cálcio, potássio, etc.). A partir destes elementos são construídos todos os “blocos” que
compõem a célula viva. (COSTA, 2003, p.274).
Enquanto os organismos fototróficos (p.ex. flagelados fotossintetizantes) são capazes de
sintetizar todos os elementos de sua célula a partir de sais minerais e o CO2 do ar (HCO3 dissolvido
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na água), a maioria dos organismos dos lodos ativados precisam de nutrientes orgânicos para o seu
crescimento, eles são heterotróficos.
Obviamente, a dieta destes organismos precisa ser equilibrada para sustentar um
crescimento contínuo. A partir da composição básica dos três elementos de maior quantidade nas
células (carbono – expresso em DBO5, nitrogênio e fósforo), aplica se uma regra bastante simples
para verificar, se o efluente entrando em um sistema biológico está equilibrado com relação a estes
nutrientes: calcula se a relação DBO 5:N :P para qual recomenda se um valor de 100:5:1, isto é: 1
parte de fósforo e 5 partes de nitrogênio para cada 100 partes de DBO5.
Recentemente, fala se muito da eliminação de nutrientes dos efluentes. Isto se refere à
presença em excesso de nitrogênio e fósforo nas águas superficiais e subterrâneas. Como já
mencionamos antes, os organismos fototróficos alimentam se unicamente destes nutrientes na
presença da luz solar.
No ecossistema equilibrado (p.ex. na lagoa Oligotrófica) todos os nutrientes
em forma de sais inorgânicos estão presentes em pequenas quantidades,
limitando o crescimento destes organismos. Entretanto, no momento onde
são descarregadas grandes quantidades de nutrientes (p.ex. sais de nitrato,
adubo, uréia, etc), estes organismos terão um prato cheio e desenvolver
serão em quantidades assustadoras. (BENTO, 2005, p.338)
A lagoa pobre de nutrientes de repente será coberta de uma camada espessa de algas e/ou
cianobactérias, as quais consumirão todo o oxigênio das camadas mais profundas e levarão à morte
dos organismos aquáticos (peixes, crustáceas, etc.) a lagoa morre. Este fenômeno, infelizmente nada
raro hoje em dia, é chamado de eutrofização.
Faz se então necessária a remoção destes nutrientes antes de sua liberação para os
hidrossistemas naturais. Uma opção simples e barata para a remoção do nitrogênio contido no
efluente é a nitrificação seguida de desnitrificação biológica. Neste processo, bactérias presentes no
lodo ativado transformam sucessivamente a amônia (NH4 +) do efluente em nitrato (na presença de
oxigênio) e gás nitrogênio (na ausência de oxigênio), este último sendo liberado para a atmosfera.
A compreensão destes ciclos e das vias metabólicas utilizadas pelas bactérias e protozoários
é de fundamental importância para podermos controlar os acontecimentos dentro do sistema de
lodos ativados. Uma vez que entendemos as (muitas vezes complexas) interações entre os
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organismos e os substratos, podemos interferir no processo, aumentando o seu rendimento e
evitando problemas.
Um exemplo: vamos supor que uma ETE de lodos ativados apresente um problema de uma
violenta flotação de lodo no decantador secundário. A análise microscópica de lodo no tanque de
aeração mostrou um floco denso e bem formado. A apuração de parâmetros físico-químicas no
efluente do tanque de aeração mostra que todo o nitrogênio está presente em forma de nitrato. Qual
seria a causa mais provável da flotação?
Observando o decantador secundário de perto, podem ser vistas microbolhas surgindo
continuamente do fundo da coluna d’água. A explicação mais razoável neste caso é de supor que
está ocorrendo uma desnitrificação biológica no decantador por causa da ausência de oxigênio. O
gás N2 formado agrega se ao floco biológico e o arrasta em direção à superfície.
Uma vez identificado o problema, temos condições de corrigilo. Neste caso, a ETE precisa
de uma área destinada para a desnitrificação localizada antes do decantador secundário. Produtos
Finais do Metabolismo Bacteriano: Respiração Aeróbia; Respiração Anaeróbia; Fermentação
Anaeróbia; Carboidratos; Proteínas e Lipídeos; CO2, NH3, SO4
8. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A investigação microscópica do lodo ativado traz informações importantes que se
relacionam com o comportamento do processo de tratamento biológico. Vale lembrar que são dois
os objetivos do processo de lodos ativados: reduzir a carga de poluição a níveis pré-determinados e
aceitáveis, e produzir um efluente límpido e clarificado.
Para estes dois objetivos os microrganismos desempenham um papel fundamental, e sua
caracterização se torna um indicador importante no controle operacional do processo. Entre a
microbiota existente nos sistemas de lodos ativados as bactérias são os microrganismos mais
importantes, porque são responsáveis pela decomposição da matéria orgânica.
Essas bactérias são formadas de uma população mista que não crescem de forma
sincronizada; enquanto uma parte delas se encontra na fase exponencial de crescimento, portanto de
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renovação celular, outra parte acha-se na fase estacionária e uma terceira, ainda, na fase de declínio.
Esse fenômeno tem grande importância, pois são nestas condições que ocorrem à formação de
flocos.
9. REFERENCIAS
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