II-031 - DE...lodo ativado em batelada seqencial (RBS) ... comandos eltricos com “timers” analgicos ligados aos conjuntos elevatrios, vlvula solenide e ao

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  • 23 Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitria e Ambiental

    ABES - Associao Brasileira de Engenharia Sanitria e Ambiental 1

    II-031 - TRATAMENTO DE EFLUENTES DOMSTICOS EM REATOR DE

    LODO ATIVADO SEQENCIAL EM BATELADA COM ENCHIMENTO

    ESCALONADO A FIM DE REMOVER CARBONO, NITROGNIO E FSFORO

    Tatiana Barbosa da Costa(1)

    Engenheira Sanitarista pela Universidade Federal do Par, Mestre em Engenharia Ambiental do

    PPGEA/CTC/UFSC.

    Heike Hoffmann

    Doutora em Microbiologia pela Universidade de Rostock da Alemanha, Professora e pesquisadora visitante-

    CNPq junto ao Departamento de Engenharia Sanitria e Ambiental da UFSC.

    Delmira Beatriz Wolff

    Engenheira Sanitarista, Mestre em Engenharia Ambiental, Doutora em Engenharia Ambiental do

    PPGEA/CTC/UFSC, sanduche com INSA-Toulouse/Frana.

    Christoph Platzer

    Engenheiro Sanitarista pela Universidade Tcnica de Monique, Doutor em Saneamento pela Universidade

    Tcnica de Berlim, consultor da Rotria do Brasil Ltda.

    Rejane Helena Ribeiro da Costa

    Engenheira Civil, Doutora em Qualidade e Tratamento das guas (INSA/Toulouse-Frana), ps doutorado

    na Universit de Montpellier I-Frana, Professora Titular do Departamento de Engenharia Sanitria e

    Ambiental da Universidade Federal de Santa Catarina.

    Endereo(1)

    : Av. Almirante Barroso, n , Residencial Fernando Guilhon, Apto 103, Bloco 12-B; CEP: 66062-

    710; Belm-PA; Brasil; Tel: (91) 3231-1064; E-mail: tatycos@hotmail.com.

    RESUMO

    Neste trabalho apresenta-se o estudo do tratamento biolgico de efluente sanitrio domstico em um reator de

    lodo ativado em batelada seqencial (RBS) totalmente automatizado, com enchimento escalonado, a fim de

    alcanar remoo biolgica de carbono, nitrognio e fsforo, obtendo uma qualidade do efluente tratado para

    atender o recomendado pela legislao ambiental brasileira.

    A unidade piloto foi fabricada em chapa de ferro cilndrica de 5mm de espessura, 2,20m de altura e 0,95m de

    dimetro, trabalhando com uma altura til de 2,0m. O reator foi operado seguindo o funcionamento dos

    reatores em batelada seqencial, sendo diferenciado apenas nas fases de enchimento, que era feito de forma

    escalonada. O monitoramento foi realizado atravs de anlises fsico-qumicas no meio lquido e observaes

    microscpicas dos flocos do lodo ativado. Independente das condies operacionais impostas no reator ao

    longo da pesquisa, o tratamento apresentou eficincia mdia de 84% ( 6,7%) para a remoo de DQO total e

    97% ( 2,5%) de remoo para DBO5. A nitrificao tambm foi bastante eficiente, pois todas as amostras

    coletadas do efluente final apresentaram concentraes de nitrognio amoniacal total abaixo de 20,0 mg/L,

    valor mximo exigido pela Resoluo CONAMA no 357/05. A desnitrificao apresentou eficincia mdia de

    46% e a biodesfosfatao de 65% ( 12,5%), aproximadamente. O uso da microscopia ptica apresentou-se

    como uma ferramenta de avaliao rpida das condies operacionais do reator; os flocos do lodo

    apresentaram uma grande variedade de microrganismos.

    PALAVRAS-CHAVE: Biodesfosfatao, esgoto sanitrio, desnitrificao, nitrificao e. reator em batelada

    seqencial.

    INTRODUO

    Nos ltimos anos, o Brasil tem experimentado um processo de urbanizao desenfreada, bem como uma

    concentrao da populao e das atividades econmicas sobre o mesmo espao, o que tem causado presses

    sobre o meio ambiente e a conseqente alterao da qualidade ambiental dos municpios brasileiros, em

    mailto:tatycos@

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    virtude do modelo de desenvolvimento adotado. Vrias pesquisas so realizadas na tentativa de procurar

    processos de tratamento de esgotos que ocupem espao fsico reduzido, pois em geral, as grandes cidades,

    devido ao seu crescimento, no possuem mais espao reservado para a implantao de estaes de

    tratamento.

    O tratamento de efluentes domsticos por reator em batelada seqencial (RBS) tem despertado interesse

    devido : pequenas reas ocupadas pelas unidades de tratamento, reduo de custos em relao aos processos

    contnuos e possibilidade de remoo conjunta de matria carboncea e dos nutrientes fsforo e nitrognio,

    este nas suas vrias formas, em um nico ciclo de operao (SHEKER et al., 1993; MORGENROTH &

    WILDERER, 1998; van LOOSDRECHT & JETTEN, 1998; LEE et al., 1997; MOREIRA et al., 2002).

    O processo de tratamento utilizando RBS foi mais difundido e implantado em escala real quando o processo de

    automao foi desenvolvido com mais simplicidade e eficincia, haja vista que o tipo de processo em batelada

    necessita deste para efetivar todas as mudanas de fases.

    A caracterstica fundamental dos processos descontnuos como o reator RBS a magnitude da flexibilidade do

    processo, que funo da habilidade para simplificar o ajuste do tempo dos ciclos operacionais nos casos de

    variaes de carga (WILDERER et al., 1997).

    O presente trabalho apresenta estudos realizados em um RBS do tipo lodo ativado com enchimento

    escalonado, objetivando o desenvolvimento de uma tecnologia moderna de tratamento de esgotos para remover

    carbono, nitrognio e fsforo.

    MATERIAIS E MTODOS

    O sistema experimental em escala piloto foi desenvolvido no Laboratrio de Efluentes Lquidos e Gasosos

    (LABEFLU) do Departamento de Engenharia Sanitria e Ambiental, Centro Tecnolgico (ENS/CTC),

    localizado em anexo ao Restaurante Universitrio da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). O

    sistema experimental piloto foi operado de maio a agosto de 2004.

    O efluente proveniente da rede coletora de esgotos da Companhia Catarinense de guas e Saneamento

    (CASAN) era bombeado de um poo de visita por um conjunto motor-bomba submerso e levado a um tanque

    de armazenamento com volume de 5m3, para ento ser novamente encaminhado para o reator piloto atravs de

    uma bomba com deslocamento positivo de marca Netzsch modelo 2NP15A. Era realizado retirada de lodo de

    fundo deste tanque de armazenamento 3 vezes por semana.

    Na base do reator foi instalado um difusor de ar do tipo membrana, marca Nopol, alimentado por um

    compressor de ar com capacidade para 257L, marca Schulz. Para garantir uma boa mistura no RBS, a

    tubulao de entrada do efluente foi prolongada at a parte inferior do reator. A figura 1 mostra o esquema de

    todo o sistema piloto estudado.

    O efluente do reator era removido por meio de um conjunto de compressor semelhante ao da alimentao. O

    sistema era todo automatizado. Para o controle do tempo de cada fase dos ciclos, existia um painel de

    comandos eltricos com timers analgicos ligados aos conjuntos elevatrios, vlvula solenide e ao

    sistema de agitao.

    Em se tratando de um projeto piloto, tornou-se necessrio levar em considerao o descarte do efluente tratado

    de forma que o mesmo no afetasse nenhum corpo receptor, por isso a deciso adotada foi de descartar o

    efluente tratado na mesma rede coletora da CASAN.

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    Figura 1: Esquema do sistema piloto do RBS

    A retirada de lodo em excesso do sistema piloto era realizada 2 vezes por semana. As retiradas eram feitas

    atravs da troca da mangueira utilizada para a retirada do efluente tratado, possibilitando a utilizao do

    mesmo compressor de ar. A cada retirada eram coletados 80 litros de lodo concentrado (lodo aps a

    decantao) em uma bombona e posteriormente encaminhado a um sumidouro.

    Foram efetuados 4 ensaios envolvendo mudanas das condies operacionais do reator com o objetivo de

    alcanar a remoo de carbono, nitrognio e fsforo. O perodo de experimentao foi de maio de 2004 at

    agosto de 2004. Todo procedimento utilizado seguiu o funcionamento dos reatores em batelada seqencial

    descrito por ARTAN et al. (2001):

    Fase de enchimento: entrada do esgoto bruto no reator. O oxignio dissolvido geralmente baixo, prximo de

    zero, uma vez que o efluente vem de pr-tratamento anaerbio em tanque sptico. O reator em estudo

    trabalhou com enchimento do tipo escalonado, onde ocorria a distribuio de esgoto ao longo do ciclo, para

    ento otimizar as condies propcias a nitrificao, desnitrificao e biodesfosfatao. Ao longo da pesquisa

    foram modificadas as cargas volumtricas de esgoto, alterando-se o volume de enchimento dos ciclos.

    Fase anaerbia/anxica: Logo aps cada enchimento realizado durante o ciclo ocorria a fase anxica, para a

    desnitrificao do nitrato j existente do ciclo anterior e a liberao do fosfato pelas bactrias, como descrito

    na reviso bibliogrfica. Os tempos das fases anxicas foram modificados ao longo da pesquisa, com a

    finalidade de encontrar as melhores condies para a remoo dos nutrientes.

    Fase aerbia: O compressor de ar era ligado, provocando a aerao de todo lquido contido no reator. Nesta

    fase ocorria a nitrificao e a oxidao do carbono remanescente da fase anxica. Os tempos das fases aerbias

    tambm foram modificados durante este estudo.

    Fase de Decantao: No final da ltima fase aerbia, o compressor de ar era desligado, havendo ento a

    separao dos flocos de lodo ativado do meio lquido j tratado.

    Fase de Retirada: O efluente tratado era retirado do reator. O volume de esgoto tratado que era retirado do

    sistema era igual a soma dos volumes de todos os enchimentos do ciclo. Todo o lodo ativado ficava retido no