tratamento_esgoto

Introdu Introduç ção ao Tratamento e ao P ão ao Tratamento e ao Pó ós s­ ­ tratamento de Esgotos tratamento de Esgotos

Sistema de Esgotamento Sanit Sistema de Esgotamento Sanitá ário e Pluvial rio e Pluvial

Sidnei Frota de Almeida

Principais Sistemas de Tratamento de Esgotos

mecanizados

simplificados

• lagoas de estabilização;

• disposição no solo;

• reatores anaeróbios.

• lodos ativados;

• lagoas de estabilização;

• filtros biológicos.

Lodos ativados

convencional

aeração prolongada

fluxo intermitente (batelada)

decantador secundário

tanque de aeração

Lodos ativados convencional

• MO estabilizada por bactérias que crescem dispersas no tanque de aeração

• TDH líquido – 6 a 8 horas • Idade do lodo – 4 a 10 dias • Remoção contínua do lodo biológico excedente • Lodo não é estabilizado no processo • Fornecimento de O 2 – aeradores mecânicos ou ar difuso

Lodos ativados convencional

• SS sedimentáveis e MO suspensa são removidos no decantador primário

• Decantador secundário – biomassa sedimenta • Efluente sai clarificado • Lodo secundário retorna para o tanque de aeração – aumento de eficiência do processo

Lodos ativados de aeração prolongada

• Biomassa permanece no sistema por mais tempo do que na modalidade convencional

• TDH líquido – 16 a 24 horas • Idade do lodo – 20 a 30 dias • Bactérias utilizam sua própria biomassa para realizar os processos metabólicos

• Estabilização da biomassa no próprio tanque de aeração – lodo já sai estabilizado

Lodos ativados de aeração prolongada

• Não apresenta decantador primário – assim não há geração de um lodo não estabilizado

• Simplificação do processo • Requerimento de maior energia para aeração • Modalidade mais eficiente na remoção de MO

Lodos ativados convencional

tanque de aeração decantador

secundário

adaptado de VON SPERLING, 1996

lodo secundário

linha de recirculação

• Todas as unidades em um único tanque • Ciclos de operação com duração definida 1. enchimento 2. reação 3. sedimentação 4. esvaziamento 5. repouso (retirada do lodo excedente)

Lodos ativados de fluxo intermitente (batelada)

Lodos ativados de fluxo intermitente (batelada)

adaptado de VON SPERLING, 1996

tanque de aeração

decantador secundário

Lagoa de estabilização lagoas facultativas

lagoa aerada facultativa

lagoas aeradas de mistura completa

sistema australiano (lagoa anaeróbia - lagoa facultativa)

lagoas de polimento / maturação

• DBO particulada se sedimenta – lodo de fundo (decomposto anaerobiamente)

• DBO solúvel – permanece dispersa na massa líquida (decomposição se dá por bactérias facultativas)

• TDH > 20 dias • Fotossíntese – O 2 para as bactérias – requer elevada área de exposição

• Retirada do lodo de fundo > 20 anos • Simplicidade operacional

Lagoa facultativa

• Funcionamento – lagoa facultativa • Fornecimento de O 2 – artificial (aeradores mecânicos) • TDH entre 5 e 10 dias • Menor requisito de área • Requerimento de energia elétrica • Retirada do lodo de fundo < 5 anos

Lagoa aerada facultativa

• Lagoa anaeróbia seguida de lagoa facultativa • Lagoa anaeróbia – decomposição parcial da MO (50 a 60%) – alivia a carga da lagoa facultativa

• Economia de área – 2/3 da área requerida para a lagoa facultativa única

• Lagoa anaeróbia – possibilidade de maus odores

Sistema australiano

• Elevado nível de aeração – biomassa em suspensão na massa líquida

• Maior eficiência do sistema • TDH – 2 a 4 dias • Biomassa sai com o efluente líquido – necessidade de uma lagoa de decantação (sedimentação dos sólidos – TDH de 2 dias)

• Requer menor área entre as lagoas de estabilização • Retirada do lodo – 2 a 5 anos

Lagoa aerada de mistura completa

Lagoa facultativa

zona anaeróbia

zona facultativa

zona aeróbia

algas bactérias

CO 2

O 2

adaptado de VON SPERLING, 1996

Filtros biológicos

baixa carga

alta carga

• MO estabilizada por bactérias que crescem aderidas a um meio suporte

• Esgoto é aplicado na superfície do filtro • MO é retida pelas bactérias • Aeração natural

Filtros biológicos

• Lodo gerado não está estabilizado • Recirculação do líquido efluente dos decantadores secundários

• Maior concentração de MO < eficiência na remoção de DBO

Filtros biológicos de alta carga

• Estabilização parcial do lodo • Menor concentração de MO ­ > eficiência de remoção de DBO

Filtros biológicos de baixa carga

Filtro biológico percolador

adaptado de VON SPERLING, 1996

Disposição no Solo

infiltração lenta

infiltração rápida

infiltração subsuperficial

aplicação com escoamento superficial

• A MO é estabilizada por meio de mecanismos físicos, químicos e biológicos

• Retenção no solo • Retenção pelas plantas • Aparecimento na água subterrânea • Possível salinização do solo

Disposição no Solo

• Os esgotos fornecem água e nutrientes para as plantas • Requer > área superficial • > eficiência de remoção de MO

Infiltração lenta

• Líquido percola através de um meio poroso e vai para o lençol de água subterrânea ou para um sistema de drenagem subsuperficial

Infiltração rápida

• Esgoto é aplicado abaixo do nível do solo

Infiltração subsuperficial

Escoamento superficial

•Esgoto escoa por uma rampa

•Aplicado a terrenos com baixa permeabilidade

Disposição no solo

adaptado de VON SPERLING, 1996

Sistemas anaeróbios

tanque séptico

reator aeróbio de manta de lodo (reator UASB)

filtro anaeróbio

• Biomassa cresce dispersa – formação de grânulos de bactérias que servem como meio suporte

• Concentração de biomassa elevada – manta de lodo • Formação de CH 4 (metano) e CO 2 • Biogás – metano ­ queima ou reaproveitamento • Baixa produção de lodo – já estabilizados – leitos de secagem

• Não há necessidade de decantação primária

Reator UASB (upflow anaerobic sludge blanket)

Paulo

Libânio

REATORES UASB: Esquema de funcionamento REATORES UASB: Esquema de funcionamento

• Baixíssimos requisitos de área: 0,05 a 0,10 m 2 /hab.

• Custos de implantação: 30,00 a 40,00 R$/hab.

• Custos operacionais: 1,50 a 2,00 R$/hab x ano

• Apesar das grandes vantagens, encontram dificuldades em produzir efluentes que se enquadrem aos padrões ambientais – Necessidade de pós­tratamento

REATORES ANAER REATORES ANAERÓ ÓBIOS: Alguns aspectos relevantes BIOS: Alguns aspectos relevantes

Paulo

Libânio

REATORES UASB: Alguns sistemas implantados REATORES UASB: Alguns sistemas implantados

UASB UASB

ETE ETE

Paulo

Libânio

MODELO MODELO – – ETE On ETE Onç ça (a ser implantada) a (a ser implantada)