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 O2 dissolvido no reator é
nula; ocorre fermentação biológica; quebra
molecular gera CH4 e H2S (mau cheiro);
carga tóxica é consideravelmente reduzida;
ineficaz para certos componentes
orgânicos; sistema sensível;
operacionalidade difícil (lagoas anaeróbias).
PROCESSO AERÓBIO
Ocorre adição forçada de O2 (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
HETEROTRÓFICOS
LUZ
GÁS CARBÔNICO
OXIDAÇÃO DE NH3,
NO2, H2 E COMP.
FERROSOS
GÁS CARBÔNICO
LUZ
FOTO
QUÍMIO
COMPOSTO
ORGÂNICO
FONTE DE
ENERGIA
QUÍMICA
COMP. ORGÂNICO
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.
C6H12O6 + 6 O2 + 38 ADP + 38 Pi
6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP
QUIMIOSSÍNTESE
A energia de ligação de compostos
inorgânicos é utilizada para sintetizar
os compostos orgânicos celulares.
NITROSOMONAS
2 NH3 + 3 O2 == 2 HNO2 + 2 H2O
NITROBACTER
2 NO2 + O2 == 2 NO3
ELIMINAÇÃO DO NITROGÊNIO
NITROGÊNIO: FORMA ORGÂNICA E
FORMA AMONIACAL
A eliminação biológica do nitrogênio
engloba quatro reações principais:
AMONIFICAÇÃO
NITROGÊNIO ORGÂNICO 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.
100000
80000
60000
40000
20000
tempo(dias)
19
17
15
13
11
9
7
5
3
0
1
Conc. bacteriana
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 DBO5
SS = sólido seco
EXEMPLO
O lodo A tem Xv.V =
700 kg SS.dia e Q.X =
500 kg DBO5
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 (DBO5)
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