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.