PRODUÇÃO DE LODO EM UM REATOR ANAERÓBIO
DE FLUXO ASCENDENTE E MANTA DE LODO
Oliva Barijan Francisco Paulo, Roberto Feijó de Figueiredo*
UNICAMP, Faculdade de Engenharia Civil, Departamento de Hidráulica e Saneamento
Caixa Postal 6021, CEP 13.083-970, Campinas, Estado de São Paulo, Brasil
RESUMO
O trabalho tem por objetivos a verificação da aplicabilidade e a eficiência de um reator anaeróbio de fluxo
ascendente e manta de lodo no tratamento dos esgotos sanitários de um bairro da cidade de Sumaré,
Estado de São Paulo, Brasil, com população de 1.400 habitantes, bem como a sua produção de lodo. A
duração do experimento foi de 700 dias e no período foi possível a determinação dos seguintes parâmetros
de controle: sólidos totais (ST), sólidos suspensos totais (SST), sólidos voláteis (SV), sólidos suspensos
voláteis (SSV), demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e demanda química de oxigênio (DQO). A carga
orgânica específica aplicada ao reator atingiu 1,0 kg DQO/m3.d no final do experimento. Também ao final do
experimento, quando o reator apresentava indícios de estabilidade, a produção de lodo foi estimada em
0,25 kg ST/kg DQO afluente.
Palabras claves: processo anaeróbio, produção de lodo, reator anaeróbio
INTRODUÇÃO
Este trabalho tem por objetivo avaliar a produção de lodo em função da carga orgânica, em um reator
anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo implantado em um loteamento denominado Jardim Santa
Maria, no Município de Sumaré, Estado de São Paulo, Brasil.
REATOR ANAERÓBIO DE FLUXO ASCENDENTE E MANTA DE LODO
O reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo, utilizado nesta pesquisa, foi construído em
concreto armado, com formato retangular. Sua configuração está representada na Figura 1 e suas
principais dimensões e parâmetros de projeto são os seguintes :
•
Altura útil
: 4,5 m
•
Largura
: 2,5 m
•
Comprimento
: 6,0 m
•
Área superficial
: 15,0 m²
•
Volume
: 67,5 m³
•
Vazão (Vazão de Projeto)
: 1,8 (9,5) m3/h
•
Tempo de detenção (Tempo de Projeto)
: 22 (7) horas
Reator
Anaeróbio
Grades e
Caixa de Areia
Caixa de
Gordura
Efluente
Tratado
Poço de
Bombeamento
Leitos de
Secagem
FIGURA 1 : Esquema da Estação de Tratamento.
RESULTADOS
Sólidos Totais e Sólidos Voláteis
Para os resultados da Massa de Sólidos Totais e Sólidos Voláteis presentes no interior do reator, efetuouse o cálculo da regressão linear para cada conjunto de pontos. Os resultados obtidos estão representados
graficamente nas Figuras 2 e 3.
Assim, foram obtidas as seguintes equações de reta :
• Massa de Sólidos Voláteis : y = 416,119 + 1,075*x
• Massa de Sólidos Totais : y = 1.446,86 + 1,287*x
Os valores de inclinação da reta representam a variação da Massa de Sólidos Voláteis e Sólidos Totais em
kg, no decorrer do tempo.
Massa de Sólidos Totais (kg)
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0
100
200
300
400
500
Dia
Massa de ST
Regressão Linear
FIGURA 2 : Resultados da Massa de Sólidos Totais no interior do Reator.
600
700
3000
Massa de Sólidos Voláteis (kg)
2500
2000
1500
1000
500
0
0
100
200
300
400
500
600
700
Dia
Massa de SV Regressão Linear
FIGURA 3 : Resultados da Massa de Sólidos Voláteis no interior do Reator.
Carga Orgânica aplicada ao Reator
De acordo com VAN HAANDEL e LETTINGA (1994), a carga orgânica aplicada a um sistema de tratamento
é definida como a massa de material orgânico aplicada por unidade de tempo e carga orgânica específica é
a massa de material orgânico afluente por unidade de tempo e por unidade de volume do reator.
O valor médio da carga orgânica específica para o reator foi de 0,65 kg DQO/m3.d.
Para os resultados de carga orgânica aplicada ao reator, efetuou-se o cálculo da regressão linear para o
conjunto de pontos, sendo obtida a seguinte equação de reta :
• Carga Orgânica : y = 0,3436 + 0,0009*x
A inclinação da reta indicada na Figura 4, representa a variação da Carga Orgânica aplicada ao reator em
kg de DQO, no decorrer do tempo.
Carga Orgânica (kg DQO/m3.d)
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0
100
200
300
400
500
Dia
Carga Orgânica
FIGURA 4 : Resultados de Carga Orgânica aplicada ao Reator.
Regressão Linear
600
700
Produção de Lodo
Segundo VAN HAANDEL e LETTINGA (1994), em reatores operando sob condições estacionárias, pode-se
igualar a produção de lodo do sistema à soma da massa de sólidos descarregados como lodo de excesso
e de sólidos sedimentáveis no efluente. Este valor é comumente relacionado à carga orgânica aplicada ao
sistema e expresso em termos de produção de lodo (kg Sólidos Suspensos Voláteis ou Sólidos Suspensos
Totais) por unidade de massa de material no afluente (kg DBO ou DQO).
Assim sendo, procurou-se relacionar os valores de regressão linear obtidos para a massa de sólidos totais
no interior do reator aos valores de regressão linear obtidos para a carga orgânica aplicada ao mesmo e
determinou-se a variação diária para esta relação. Obteve-se uma série de valores decrescentes, sendo que
os últimos valores apresentaram uma tendência à estabilidade. O último valor encontrado para a relação
acima foi 0,025 kg ST/kg DQOafluente. Portanto, pode-se adotar como taxa atual de produção de lodo 0,025
kg ST/kg DQOafluente.
CONCLUSÕES
Algumas conclusões podem ser obtidas da observação dos resultados obtidos :
•As Massas de Sólidos Voláteis e Sólidos Totais apresentaram um acréscimo médio de 1,075 kg/d e 1,287
kg/d, respectivamente; no decorrer do período analisado.
• Os resultados médios de Sólidos Suspensos Totais para o afluente e efluente do reator foram de 387 mg/l
e 54 mg/l, respectivamente; a porcentagem média de remoção foi de 83 %. Os resultados médios de
Sólidos Suspensos Voláteis para o afluente e efluente do reator foram de 194 mg/l e 38 mg/l,
respectivamente; a porcentagem média de remoção foi de 80 %. Os resultados médios de Demanda
Química de Oxigênio para o afluente e efluente do reator foram de 883 mg/l e 237 mg/l, respectivamente; a
porcentagem média de remoção foi de 72 %. Os resultados médios de Demanda Bioquímica de Oxigênio
para o afluente e efluente do reator foram de 471 mg/l e 87 mg/l, respectivamente; a porcentagem média de
remoção foi de 81 %.
• O acréscimo médio diário da Carga Orgânica aplicada ao reator no decorrer do período analisado foi de
0,0009 kg DQO/m3.d. Este acréscimo da carga orgânica aplicada ao reator pode ser atribuído ao aumento
do número de ligações domiciliares de esgoto a rede coletora. O valor médio da carga orgânica aplicada ao
reator foi 0,65 kg DQO/m3.d.
•O último valor determinado para a variação diária entre a relação de valores da regressão linear obtidos
para a massa de sólidos totais no interior do reator e a carga orgânica aplicada ao mesmo, valor este
representativo da produção de lodo, foi de 0,025 kg ST/kg DQO/(m3.d), para aproximadamente 700 dias de
operação do reator.
•Foi observada a formação de grânulos a partir de 177 dias de operação do reator. Os grânulos atingiram
dimensões entre 0,6 a 0,9 mm de largura e 0,7 e 1,2 mm de comprimento e apresentam em sua grande
maioria formato oval e coloração preta, porém não são resistentes.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
###LETTINGA, G.; VAN VELSEN, A. F. M.; HOBMA, S. W.; ZEEUW, W. J.; KLAPWIJK, A.; Use of the
Upflow Sludge Blanket ( USB ) Reactor Concept for Biological Wastewater Treatment, Especially for
Anaerobic Trearment, Biotechnology and Bioengineering, XXII : 669-734, 1980.
###METCALF e EDDY; Wastewater Engineering - Treatment, Disposal and Reuse, Third Edition, MacGraw
- Hill Publishing Company, 1991.
•Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater; 16th Edition, American Public Health
Association, New York, 1985.
•VAN HAANDEL, ADRIANUS C.; LETTINGA, GATZE; Tratamento Anaeróbio de Esgotos - Um manual para
regiões de clima quente; Campina Grande, Janeiro 1994.
###VIEIRA, SÔNIA M. M.; Tratamento Anaeróbio de Esgotos Domésticos, Ambiente - Revista CETESB de
Tecnologia, 6 (1) : 16-24, 1992.