Lagoas de Estabilização - Completo UFMG

LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO

Marcos von SperlingMarcos von Sperling

Universidade Federal de Minas Gerais

TEMASTEMAS

• Visão geral• Lagoas facultativas• Lagoas anaeróbias• Lagoas de maturação• Lagoas de polimento• Lagoas aeradas• Aeração do efluente• Remoção de nutrientes

Em todos os sistemas: conhecimento do processo para projeto e operação

LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃOSem aeração

LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃOFacultativa

CE


ETE Parque Fluminense - CE

LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃOAnaeróbia - Facultativa

ETE Jales - SP (21 ha, 60 L/s, 2 sistemas)

LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃOAnaeróbia - Facultativa

ETE Brazlândia - DF (43.000 hab)

LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃOAnaeróbia

ETE Maracanaú - CE


ETE Maracanaú - CE - 1 LAn + 1 LF + 3 LM (100 ha)

LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃOCom aeração mecanizada

LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃOLagoa aerada

ETE Sul da França


ETE Tupamirim - CE


ETE em Bangoc, tailândia, tratando água de rio poluído


ETE Vale do Amanhecer - DF (15.000 hab): Reator UASB - lagoas aeradas


Reator UASB

LAMC

LAF

ETE Recanto das Emas - DF (100.000 hab):Reator UASB - lagoas aeradas de mistura completa - lagoa aeradas facultativas

LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃOCom lagoas de maturação

LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃOFacultativa + maturação

Nova Zelândia

LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃOCom lagoas de maturação

Ceará

LAGOAS DE POLIMENTO / FACULTATIVASLAGOAS DE POLIMENTO / FACULTATIVASPós-tratamento de efluentes anaeróbios

REATORES ANAERREATORES ANAERÓÓBIOSBIOSReator UASB

Amostrageme retiradado lodo

Reator de FC

Coifa

Saída biogás

Selo hídrico

LAGOAS DE POLIMENTOLAGOAS DE POLIMENTOComparação de sistemas com e sem reator UASB

REATOR UASB REATOR UASB -- LAGOA FACULTATIVALAGOA FACULTATIVA

LAGOA FACULTATIVAREATOR UASB

CORPO RECEPTOR

Itabira (7.000 hab)


Itabira (7.000 hab)


Juramento (1.500 hab)


Samambaia (180.000 hab)

Reator UASB -Lagoa facultativa -Lagoa de alta taxa -Lagoa de maturação -

REATOR UASB REATOR UASB -- LAGOA DE POLIMENTO TIPO LAGOA DE POLIMENTO TIPO MATURAMATURAÇÇÃOÃO

ETE Experimental UFMG/COPASA - 250 hab

LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃOComparação entre as variantes

Item específico Sistema de lagoasFacultativa Anaeróbia -

facultativaAerada

facultativaAerada de

mistura completa- decantação

DBO (%) 75 - 85 75 - 85 75 - 85 75 – 85DQO (%) 65 - 80 65 - 80 65 - 80 65 – 80SS (%) 70 - 80 70 - 80 70 - 80 80 - 87

Amônia (%) < 50 < 50 < 30 < 30Nitrogênio (%) < 60 < 60 < 30 < 30

Fósforo (%) < 35 < 35 < 35 < 35Coliformes (%) 90 - 99 90 - 99 90 - 99 90 – 99Á 2

Eficiência de remoção

LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃOComparação entre as variantes

Remoção de organismos patogênicos

Eficiência típica de remoção (% ou unidades log removidas) (*)ParâmetroLagoa

facultativaLagoas

anaeróbia –facultativa

Lagoasfacultativa –maturação

Lagoasanaeróbia –facultativa -maturação

Reator UASB –lagoa de

polimento

Coliformes 1 – 2 log 1 – 2 log 3 – 6 log 3 – 6 log 3 – 6 logBactérias patogênicas 1 – 2 log 1 – 2 log 3 – 6 log 3 – 6 log 3 – 6 logVírus ≤ 1 log ≈ 1 log 2- 4 log 2- 4 log 2- 4 logCistos de protozoários ≈ 100% ≈ 100% 100% 100% 100%Ovos de helmintos ≈ 100% ≈ 100% 100% 100% 100%(*) 1 log = 90%; 2 log = 99%; 3 log = 99,9%; 6 log = 99,9999%

LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃOParâmetros de projeto

Parâmetro de projeto Lagoasanaeróbias

Lagoasfacultativas

Lagoasaeradas

facultativas

Lagoasaeradas de

misturacompleta

Lagoas dedecantação

Lagoas dematuração

Tempo de detenção t (d) 3 - 6 15 - 45 5 - 10 2 - 4 ≈ 2 (b)Taxa de aplicação superficial LS (kgDBO5/ha.d) - 100 - 350 - - - -Taxa de aplicação volumétrica LV (kgDBO5/m3.d) 0,10 - 0,35 - - - - -Profundidade H (m) 3,0 - 5,0 1,5 – 2,0 2,5 - 4,0 2,5 - 4,0 3,0 - 4,0 0,8 – 1,2Relação L/B (comprimento/largura) usual 1 a 3 2 a 4 2 a 4 1 a 2 - (c)Coef. K rem. DBO (mist. completa) (20oC) (d-1) - 0,25 - 0,40 0,6 - 0,8 1,0 - 1,5 - -Coef. temperatura θ (mist. completa) - 1,05 - 1,085 1,035 1,035 - -Coef. K rem. DBO (fluxo disperso) (20oC)(d-1) - 0,13 - 0,17 - - - -Coef. temperatura θ (fluxo disperso) - 1,035 - - - -Número de dispersão d (L/B=1) - 0,4 - 1,3 - - - 0,4 - 1,1Número de dispersão d (L/B=2 a 4) - 0,1 - 0,7 - - - 0,1 - 0,5Número de dispersão d (L/B≥5) - 0,02 - 0,3 - - - 0,03 - 0,23DBO particulada efluente (mgDBO5/mgSS) - 0,3 - 0,4 0,3 - 0,4 0,3 - 0,6 - -Requisitos médios de O2 (kgO2/kgDBO5 remov) - - 0,8 - 1,2 1,1 - 1,4 - -Densidade de potência (W/m3) - - < 2,0 ≥ 3,0 - -Taxa de acúmulo de lodo (m3/hab.ano) 0,01 - 0,04 0,03 - 0,08 0,03 - 0,08 - (a) -Coef. decaim. colif. Kb (mist. compl.) (20oC) (d-1) - 0,4 – 5,0 - - - 0,6–1,2 (d)Coef. temperatura θ (mist. completa) - 1,07 - - - 1,07Coef. decaim. colif. Kb (fluxo disp.) (20oC) (d-1) - 0,2 – 0,3 - - - 0,4 – 0,7Coef. temperatura θ (fluxo disp.) - 1,07 - - - 1,07

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASPrincípios de funcionamento


bactérias --> respiração: · consumo de oxigênio

· produção de gás carbônicoalgas --> fotossíntese:

· produção de oxigênio· consumo de gás carbônico

• Fotossíntese:

CO2 + H2O + Energia → Matéria orgânica + O2

• Respiração:

Matéria orgânica + O2 → CO2 + H20 + Energia




Sobrecarga orgânica(bactérias oxidadoras de sulfeto)

Carga orgânica adequada(cor verde)


LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASEstratificação e mistura

Temperatura Diurna (10 h) no Verão - Médias por Ponto eProfundidade

21,321,421,521,621,721,821,9

2222,122,222,3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Ponto da Lagoa

T(oC)

0,20 m

0,60 m

1,0 m

Temperatura Noturna (23 h) no Verão - Médias por Ponto eProfundidade

20

21

22

23

24

25

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Ponto da Lagoa

T(oC)

0,20 m

0,60 m

1,0 m

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASEquipamento para mistura

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASRelação entre a temperatura da água e do ar

CORRELAÇÕES ENTRE TEM PERATURA DO AR E DA ÁGUA

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

15,0 20,0 25,0 30,0 35,0T ar (oC)

T á

gu

a (o

C)

Bras il 1

Peru 1

Peru 2

Jordania

Bras il 2

Média

Média: Tágua = 12,7 + 0,54xTar

Temperatura do ar(oC)

Temperatura do líquido média(oC)

1520253035

20,823,526,228,931,6

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASCritérios de projeto

• Taxa de aplicação superficial• Profundidade• T empo de detenção• Geometria (relação comprimento / largura)

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASParâmetros de projeto

Taxa de aplicação superficial - Ls

Ls = carga DBO / área superficial

Área superficial = carga DBO / Ls

• Regiões com inverno quente e elevada insolação: Ls = 240 a 350 kgDBO5/ha.d• Regiões com inverno e insolação moderados: Ls = 120 a 240 kgDBO5/ha.d• Regiões com inverno frio e baixa insolação: Ls = 100 a 180 kgDBO5/ha.d


Taxa de aplicação superficialMara: Ls = 350 x (1,107 - 0,002.T) (T-25)

(T = temperatura média do ar no mês mais frio)

Taxa de aplicação superficial em função da temperatura

0

100

200

300

400

T (oC)

Ls (k

gDBO

/ha.

d)

Ls 100 124 152 183 217 253 291 331 350 350 350

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASFatores climáticos no Brasil

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASTaxa de aplicação superficial

Mara: Ls = 350 x (1,107 - 0,002.T) (T-25)

TE MP ERATURAS MÉDIAS NO MÊS DE JULHOE TAXAS DE AP LICAÇÃO SUPERFICIAL

(segundo equação de Mara)

21 a 24 oC270 a 330 kgDBO/ha.d



Fonte: INMET (médias de 1931 a 1990)










Profundidade: H = 1,5 m a 2,0 m

Tempo de detenção hidráulica resultante: t = 15 a 45 d

t = V/Q


Balanço hídrico

Qmédia = (Qafl – Qefl)/2

Qefl = Qafl + Qprecipitação – Qevaporação – Qinfiltração

Entrada

99%

1%

A fluente Precipitação

S aída

15%

30%

55%

Infiltração Evaporação Efluente

Exemplo de uma lagoa com alta infiltração, no semi-árido de MG


Relação comprimento / largura: L/B = 2 a 4

• lagoas facultativas primárias: usualmente não são projetadas aproximando-se de reatores de fluxo em pistão (elevada relação comprimento/largura) com a introdução de chicanas

• lagoas facultativas secundárias: maior flexibilidade com relação à forma

• lagoas de maturação ou de polimento, após reatores UASB: após a remoção prévia de grande parte da matéria orgânica, hámenos preocupações com sobrecarga nos trechos iniciais, e as lagoas podem ser alongadas ou com chicanas

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASForma da lagoa

Terra Roxa - SP

Serra Azul - SP

Discutir implicações destas formas

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASForma da lagoa

Terra Roxa - SP

Franca - SP

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASDBO efluente

DBO total = DBO solúvel + DBO particulada

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASDBO efluente

DBO total = DBO solúvel + DBO particulada

DBO solúvel: função do tipo de reator

DBO particulada: função da quantidade de SS (algas) na lagoa

DBO

050

100150200250300350400

Bruto UASB L1 L2 L3 L4

Conc

(mg/

L)

DBOpart

DBOfilt

ETE Experimental Arrudas: reator UASB + 4 lagoas de polimento (250 hab)

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASModelos hidráulicos de reatores

Fluxo em pistão Mistura completa

Células em série Fluxo disperso

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASFluxo em pistão - reação de 1a ordem

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASMistura completa - reação de 1a ordem

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASConcentração de DBO solúvel efluente

Fluxo em pistão Mistura completa

K.t+1S

=S 0-K.t0eS=S

Células em série Fluxo disperso

n0

)ntK+(1

S=S

4K.t.d1a

ea)(1ea)(1

4ae.SSa/2d2a/2d2

1/2d0

+=

−−+=

−


Mistura completa:

•Lagoas primárias: K = 0,30 a 0,40 d-1

•Lagoas secundárias: K = 0,25 a 0,32 d-1

Correção para a temperatura: KT = K20. θ(T-20)

Coeficiente de temperatura: θ=1,05



Fluxo disperso:

K = 0,132.logLs - 0,146Ls

(kgDBO5/ha.d)120 140 160 180 200

K (d-1) (20oC) 0,128 0,137 0,145 0,152 0,158

Correção para a temperatura: KT = K20. θ(T-20)

Coeficiente de temperatura: θ=1,035

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASNúmero de dispersão

Fluxo dispersoEstimativa do número de dispersão

• Agunwamba et al (1992):

dB H t

L B HHL

HB

H B=+ − − +0 102

3 24

0 410 0 981 1 385, .(.( . ). .

. . .) .( ).( ), ( , , . / )υ

• Yanez (1993):

2)1,014x(L/B)0,254x(L/B0,261 (L/B)d

++−=

• Von Sperling (1999):

(L/B)1d =

L = comprimento da lagoa (m)B = largura da lagoa (m)H = profundidade da lagoa (m)t = tempo de detenção (d)ν = viscosidade cinemática da água (m2/d)

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASConcentração de DBO particulada efluente

1 mgSS/L = 0,3 a 0,4 mgDBO/L

1 mgSS/L = 1,0 a 2,0 mgDQO/L

Efluentes de lagoas: 60 a 100 mgSS/L (para projeto)

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASPolimento do efluente de lagoas

• filtros de areia intermitentes• filtros de pedra• micropeneiras• lagoas com macrófitas flutuantes• aplicação em solos com gramíneas• banhados construídos• processos de coagulação e clarificação• flotação• biofiltros aerados


Filtro grosseiro, de escória de alto-forno (Nova Zelândia)


Filtro grosseiro: uma lagoa com brita 3 e uma lagoa com pedra de mão (ETE Experimental UFMG-COPASA)


Escoamentosuperficial

Itabira


Terras úmidas construídas (Nova Zelândia)


Terras úmidas construídas (Nova Zelândia)


Macrófitas flutuantes (lentilhas d´água)

ETE Experimental Arrudas


Desinfecção por UV (Nova Zelândia)

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASAcúmulo de lodo

0,03 a 0,08 m3/hab.ano

2 a 3 cm por ano

• possível operação sem remoção de lodo durante todo o horizonte de projeto

• areia: pouca quantidade, caso haja boa desarenação; acúmulo próximo à entrada; necessidade de desarenação

GERENCIAMENTO DO LODOGERENCIAMENTO DO LODOAcúmulo excessivo de lodo / areia

LAGOAS PRIMLAGOAS PRIMÁÁRIASRIASAcúmulo de areia

ETE Estrela do Norte - SP

LAGOAS PRIMLAGOAS PRIMÁÁRIASRIASAcúmulo de areia

ETE Tarabaí - SP

GERENCIAMENTO DO LODOGERENCIAMENTO DO LODOAcúmulo excessivo de lodo

ETE em usina de açúcar - Colômbia

GERENCIAMENTO DO LODOGERENCIAMENTO DO LODOCaracterísticas do lodo

ST> 15% (após 1 ano: 4 a 6%)

SV/ST< 50% (após 1 ano: 60%)

CF: 102 a 104 CF/gST

Ovos de helmintos: 30 a 800 ovos/gST

GERENCIAMENTO DO LODOGERENCIAMENTO DO LODOCaracterísticas do lodo

Parâmetro de projeto Lagoasanaeróbias

Lagoasfacultativasprimárias

Lagoasfacultativassecundárias

Lagoas dematuração

Lagos depolimento (a)

Taxa de acúmulo de lodo (m3/hab.ano) 0,02 - 0,10 0,03 - 0,09 0,03 – 0,05 - -Intervalo de remoção (anos) < 7 > 15 > 20 > 20 > 20Concentração de sólidos totais no lodo (% ST) > 10% (d) > 10% (d) > 10% (d) - -Relação SV/ST < 50% < 50% < 50% - -Concentrações de coliformes no lodo (CF/gST) 102 - 104 102 - 104 102 - 104 102 - 104 102 - 104

Concentração de ovos de helmintos no lodo (ovos/gST) 101 - 103 101 - 103 101 - 103 101 - 103 101 - 103

Tratamento adicional requerido Secagem (a) Secagem (a) Secagem (b) - -Formas de disposição final (c) (c) (c) - -Obs: é essencial a presença de desarenação(a) No caso de lagoas de polimento, deve-se acrescentar ainda os valores correspondentes ao lodo retirado do reator

UASB(b) Higienização (usualmente adição de cal) no caso de disposição para reúso agrícola do lodo)(c) Formas de disposição final similares aos lodos dos demais sistemas de tratamento biológico de esgotos (reúso

agrícola, aterro, outros) (d) Ao ser removido por dragagem hidráulica (bombeamento) a concentração pode se reduzir a 5 a 7%

GERENCIAMENTO DO LODOGERENCIAMENTO DO LODORetirada de lodo

ETE Estrela do Norte - SP

GERENCIAMENTO DO LODOGERENCIAMENTO DO LODOTécnicas para remoção do lodo

Técnicas de remoção com desativação da lagoa

• Remoção manual • Remoção mecânica do lodo (uso de tratores)• Raspagem mecanizada e bombeamento

Técnicas de remoção com a manutenção da lagoa em funcionamento

• Sistema de vácuo com caminhão limpa fossa• Tubulação de descarga hidráulica• Dragagem • Bombeamento a partir de balsa• Sistema robotizado

GERENCIAMENTO DO LODOGERENCIAMENTO DO LODOTécnicas para remoção do lodoTécnica Desempenho Facilidade de

operaçãoTempo deexecução

Volume delodo Custo

Remoção manual * * * * * * * * * * * * *

Remoção mecânica(uso de tratores) * * * * * * * * * * * * *

Raspagem mecanizadae bombeamento * * * * * * * * * * * *

Sistema de vácuo comcaminhão limpa-fossa * * * * * * * * * * * * *

Tubulação de descargahidráulica * * * * * * * * * * *

Dragagem * * * * * * * * * * * * *

Bombeamento a partirde balsa * * * * * * * * * * *

Sistema robotizado * * * * * * * * * * * * *

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASArranjos de lagoas

• Células em série

• Células em paralelo

• Sobrecarga orgânica na primeira célula

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASDireção dos ventos

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASTaludes


ETE Jales - SP



Evitar lona terreiro

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASDimensões da lagoa

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASCanteiros divisores

ETE Jales - SP

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASDrenagem pluvial

ETE Jales - SP

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASFundo das lagoas

Mococa - SP

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASFundo das lagoas

k > 10-6 m/s: o solo é muito permeável e o fundo deve ser protegido

k > 10-7 m/s: alguma infiltração pode ocorrer, mas não o suficiente para impedir o enchimento da lagoa

k < 10-8 m/s: o fundo da lagoa se impermeabilizará naturalmente

k < 10-9 m/s: não há risco de contaminação

k > 10-9 m/s: se houver utilização da água subterrânea para abastecimento doméstico, estudos hidrogeológicos devem ser efetuados

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASDetalhe da entrada




ETE Nova Vista - Itabira, MG

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASDetalhes da saída



ETE Jales - SP


ETE Nova VistaItabira, MG


ETE Sul da França

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASAeração do efluente em escadas

ETE Jales - SP


Ce = Co + K.(Cs – Co)

Co

déficit de oxigênio(Cs - Co)

K.Cs

Ce acréscimo daconcentração

(Ce - Co)

Cs

Cs


K: coeficiente de eficiência

Autor Coeficiente K Coeficientes da equaçãoBarret,Gameson eOgden

K = P.(1+0,046.T).H P=0,45 (água limpa)P=0,36 (água poluída)P=0,29 (esgoto)

Kroon e Schram K=R.H R = 0,40R=0,64 (no caso de vertedores com mais de 4 jatos por metrolinear, e quedas inferiores a 0,70 m)

Pomeroy K=1-e -F.H F=0,53 m-1 (água limpa sobre vertedores e comportas)F=0,41 m-1 (água ligeiramente poluída, em vertedores)F=0,28 m-1 (efluentes de tratamento, em vertedores)

K global em função do K de cada degrau: K = 1 – (1-K1)n

LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVASAeração do efluente na canaleta de saída

ETE Jales - SP

LAGOAS ANAERLAGOAS ANAERÓÓBIASBIAS

LAGOAS ANAERLAGOAS ANAERÓÓBIASBIASFundamentos

Conversão anaeróbia

• Hidrólise• Formação de ácidos• Formação de metano

Requisitos

• ausência de oxigênio dissolvido (bactérias metanogênicas são anaeróbias estritas)• temperatura do líquido adequada (acima de 15°C)• pH adequado (próximo ou superior a 7)

LAGOAS ANAERLAGOAS ANAERÓÓBIASBIAS

Critérios de projeto

• Taxa de aplicação volumétrica

• Tempo de detenção

• Profundidade

• Geometria (relação comprimento / largura)

LAGOAS ANAERLAGOAS ANAERÓÓBIASBIASParâmetros de projeto

Taxa de aplicação volumétricaTemperatura média do ar no

mês mais frio - T (°C)Taxa de aplicação volumétricaadmissível – LV (kgDBO/m3.d)

10 a 2020 a 25

> 25

0,02T – 0,100,01T + 0,10

0,35

Taxa de aplicação volum étrica em função da tem peratura

0,350,35

0,3

0,2

0,1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

10 15 20 25 30

Temperatura (oC)

Lv (k

gDB

O/m

3.d)V = L / Lv


Tempo de detenção

t = V / Q

t = 3,0 d a 6,0 d

Recentemente: t = 1 a 2 d


Profundidade

H = 3,0 a 5,0 m

Formato da lagoa

Relação L/B = 1 a 3

LAGOAS ANAERLAGOAS ANAERÓÓBIASBIASEficiência na remoção de DBO

Temperatura média do arno mês mais frio - T (°C)

Eficiência de remoçãode DBO – E (%)

10 a 25> 25

2T + 2070

Eficiênc ia de remoção d e DBO e m funçã o da tempera tu ra

60

4050

70 70

0

10

20

30

40

50

60

70

80

10 15 20 25 30

Temperatura (oC)

Efic

iênc

ia (%

)

LAGOA FACULTATIVA SECUNDLAGOA FACULTATIVA SECUNDÁÁRIARIALagoa facultativa após lagoa anaeróbia

• Maior flexibilidade com relação à forma• Dimensionamento similar à lagoa facultativa primária

K = 0,25 a 0,32 d-1

(20 oC, lagoas facultativas secundárias, mistura completa)

LAGOAS ANAERLAGOAS ANAERÓÓBIASBIASAcúmulo de lodo

0,03 a 0,10 m3/hab.ano

2 a 8 cm por ano

• remoção quando camada de lodo atingir 1/3 da alturaou

• remoção anual sistemática

REMOREMOÇÇÃO DE ORGANISMOS ÃO DE ORGANISMOS PATOGÊNICOSPATOGÊNICOS

ORGANISMOS PATOGÊNICOSORGANISMOS PATOGÊNICOSRemoção de bactérias e vírus Remoção de organismos patogênicos:• lagoas facultativas• lagoas de maturação (de forma otimizada)

Fatores contribuintes:• temperatura• insolação• pH• escassez de alimentos• organismos predadores• competição• compostos tóxicos

Fatores relacionados com a profundidade:• penetração da radiação solar (UV)• fotossíntese → pH• fotossíntese → OD → fotooxid., comum. aerób.

ORGANISMOS PATOGÊNICOSORGANISMOS PATOGÊNICOSOrganismos indicadores

ORGANISMOS PATOGÊNICOSORGANISMOS PATOGÊNICOS

Remoção de cistos de protozoários e ovos de helmintos

Mecanismo: sedimentação

LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO

Requisitos de qualidade do efluenteDiretriz da OMS (1989)

Uso de efluentes tratados para irrigaçãoategoria Condições de reúso Grupo exposto Ovos de

helmintos/l (b)

(média aritmética)

CF/100 mL(c)

(média geométrica)

A Irrigação de culturas que sãoingeridas cruas, campos de esporte eparques públicos. (d)

Trabalhadores,consumidores,público

≤ 1 ≤ 1000 (d)

B Irrigação de culturas não ingeridascruas como cereais, para a industria,pastos, forragem e árvores.

Trabalhadores ≤ 1 Não se recomenda

C Irrigação de culturas da categoria Bse o público e os trabalhadores nãoficam expostos

Nenhum Não se aplica Não se aplica

REMOREMOÇÇÃO DE ORGANISMOS PATOGÊNICOSÃO DE ORGANISMOS PATOGÊNICOS

T 2T D H

O r g ./1 0 0 m L

1 0 1

1 0 2

1 0 3

1 0 4

1 0 5

1 0 6

1 0 7(c o lifo r m e s )

(s a lm o n e la )

T 1 (T D H n e c e s s á r io à r e m o ç ã o d e s a lm o n e la )< T 2 ( te m p o d e d e te n ç ã o n e c e s s á r io p a r a p r o d u ç ã o d ee f lu e n te c o m 1 03 C F /1 0 0 m L

T 1

LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO

Eficiências de remoção típicas

Eficiência típica de remoção (% ou unidades log removidas)ParâmetroLagoa

facultativaLagoas

anaeróbia –facultativa

Lagoasfacultativa –maturação

Lagoasanaeróbia –facultativa -maturação

Reator UASB –lagoa de

polimento

Coliformes 1 – 2 log 1 – 2 log 3 – 6 log 3 – 6 log 3 – 6 logBactérias patogênicas 1 – 2 log 1 – 2 log 3 – 6 log 3 – 6 log 3 – 6 logVírus ≤ 1 log ≈ 1 log 2- 4 log 2- 4 log 2- 4 logCistos de protozoários ≈ 100% ≈ 100% 100% 100% 100%Ovos de helmintos ≈ 100% ≈ 100% 100% 100% 100%


Conceito de unidades logarítmicas

Exemplo:

1.000.000 = 106 100 = 102

log(106 ) = 6 log (102 ) = 2

Eficiência = (106-102)/106 = 0,9999 = 99,99%Eficiência = 6 -2 = 4 unidades log removidas

Unid. log = - log (1-E)


Conceito de médias geométricas

Exemplo:

Dado CF (CF/100ml) Log10 (CF)1 50 = 5,00E+01 1,6992 400 = 4,00E+02 2,6023 3.000 = 3,00E+03 3,4774 20.000 = 2,00E+04 4,301

CF/100ml1,047x101047

00x20000)(50x400x30) x. x. x.(xgeométrica Média3

1/41/44321

==

===

CF/100m1,047x101047 10

10geométrica Média3(3,020)

)logaritmos dos aritmética (média

===

==

LAGOAS DE MATURALAGOAS DE MATURAÇÇÃOÃOFluxograma

REMOREMOÇÇÃO DE ORGANISMOS PATOGÊNICOSÃO DE ORGANISMOS PATOGÊNICOS

MaxMin

75%25%

Median

UFMG - ARRUDAS (escala de demonstração)

1

10

100

1000

10000

1e5

1e6

1e7

1e8

1e9

1e10

EB UASB L1 L2 L3 L4


Concentração efluente de coliformesREGIME

HIDRÁULICOESQUEMA FÓRMULA DA CONTAGEM D

COLIFORMES EFLUENTES (N

Fluxo empistão

N = N0e-Kb.t

Misturacompleta(1 célula)

N =N0

1+ Kb .t

Misturacompleta

(células iguaisem série)

N =N0

(1+ Kb . tn

)n

Fluxodisperso

.t.db4K1a

a/2de2a)(1a/2de2a)(1

1/2d4ae.0NN

+=

−−−+=


Lagoas chicaneadas



Lagoas chicaneadas


LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃOEficiência de remoção de coliformes

Mistura completaUNIDADES LOG REMOVIDAS E

EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO

Kb.t

Uni

dade

s lo

g re

mov

idas

0

1

2

3

4

5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Eficiência (%

)

fluxo em pistão

mistura completa

n=1

n=2n=3

n=4

n=oo

99,999

99,99

99,9

99

90

unidades log removidas = - log10 [(100-E)/100]

LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃOEficiência de remoção de coliformes

Fluxo disperso

UNIDADES LOG REMOVIDAS EEFICIÊNCIA DE REMOÇÃO

Kb.t

Uni

dade

s lo

g re

mov

idas

0

1

2

3

4

5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Eficiência (%

)

fluxo em pistão

mistura completad=oo

d=4,0

d=1,0

d=0,5

d=0

99,999

99,99

99,9

99

90

d=0,1


Número de dispersãoFluxo disperso

Estimativa do número de dispersão

• Agunwamba et al (1992):

dB H t

L B HHL

HB

H B=+ − − +0 102

3 24

0 410 0 981 1 385, .(.( . ). .

. . .) .( ).( ), ( , , . / )υ

• Yanez (1993):

2)1,014x(L/B)0,254x(L/B0,261 (L/B)d

++−=

• Von Sperling (1999):

(L/B)1d =

L = comprimento da lagoa (m)B = largura da lagoa (m)H = profundidade da lagoa (m)t = tempo de detenção (d)ν = viscosidade cinemática da água (m2/d)


Eficiência de remoção de coliformesFluxo disperso [d=1/(L/B)]

UNIDADES LOG REMOVIDAS EEFICIÊNCIA DE REMOÇÃO

Kb.t

Uni

dade

s lo

g re

mov

idas

0

1

2

3

4

5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Eficiência (%

)L/B=1

L/B=2

L/B=4

L/B=8

L/B=32

99,999

99,99

99,9

99

90

L/B=16


Coeficiente de decaimento bacteriano (Kb) Fluxo disperso

KB EM FUNÇÃO DA PROFUNDIDADE H (140 dados)Kb=0,542*H^(-1,259)

82 lagoas; n = 140; R2 = 0,500

H (m)

Kb

(20o

C)

-0,5

0,5

1,5

2,5

3,5

4,5

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6


Coeficiente de decaimento bacteriano (Kb) Fluxo disperso

Kb (disperso) = 0,542.H –1,259

H (m) 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4

Kb (d-1) 0,72 0,54 0,43 0,35 0,30 0,26 0,23 0,20 0,18

LAGOAS DE POLIMENTOLAGOAS DE POLIMENTO

Coeficiente de decaimento bacteriano (Kb) Fluxo disperso (PROSAB)

Kb (disperso) = 0,710.H –0,965

Kb es tim x Kb obs (fluxo dis pers o)

Kb = 0,710.H-0,955

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2

H (m)

Kb

disp

(1/

d) ___ linha cheia: equação es pecífica:- - - linha tracejada: equação geral


Coeficiente de decaimento bacteriano (Kb) Mistura completa

Kb mistura completa (d-1) Kb mistura completa (d-1)Relação L/B Relação L/Bt (d) H (m)

1 2 3 4t (d) H

(m) 1 2 3 41,0 0,61 0,67 0,72 0,77 20 1,0 1,97 4,34 7,29 10,681,5 0,34 0,36 0,37 0,38 1,5 0,51 0,82 1,19 1,632,0 0,23 0,24 0,24 0,25 2,0 0,42 0,57 0,71 0,84

3

2,5 0,17 0,18 0,18 0,18 2,5 0,26 0,33 0,39 0,451,0 0,72 0,86 0,99 1,12 25 1,0 3,34 7,99 13,76 20,401,5 0,37 0,40 0,43 0,46 1,5 0,69 1,29 2,03 2,882,0 0,24 0,25 0,27 0,28 2,0 0,31 0,45 0,62 0,82

5

2,5 0,18 0,18 0,19 0,19 2,5 0,20 0,24 0,30 0,361,0 1,17 1,67 2,13 2,57 30 1,0 * * * *1,5 0,48 0,59 0,70 0,81 1,5 0,95 1,99 3,28 4,762,0 0,28 0,32 0,36 0,40 2,0 0,37 0,62 0,92 1,26

10

2,5 0,20 0,21 0,23 0,25 2,5 0,22 0,30 0,39 0,511,0 1,86 2,90 3,87 4,78 40 1,0 * * * *1,5 0,64 0,89 1,11 1,33 1,5 * * * *2,0 0,34 0,43 0,51 0,59 2,0 0,57 1,15 1,87 2,69

15

2,5 0,22 0,26 0,30 0,34 2,5 0,28 0,47 0,70 0,97


Remoção de coliformesCoeficiente de decaimento Kb

Resumo

Tipo de lagoa Tempo dedetenção t (d)

ProfundidadeH (m)

Relação L/B Kb fluxodisperso (d-1)

Kb misturacompleta (d-1)

Facultativa 10 a 2020 a 40

1,5 a 2,0 2 a 4 0,2 a 0,3 0,4 a 1,61,6 a 5,0

Maturação (sem chicanas, lagoas em série) 3 a 5 (em cadalagoa)

0,8 a 1,0 1 a 3 0,4 a 0,7 0,6 a 1,2

Maturação (com chicanas, lagoa única) 10 a 20 0,8 a 1,0 6 a 12 0,4 a 0,7 Nãorecomendado (*)

Maturação (com chicanas, lagoa em série) 3 a 5 (em cadalagoa)

0,8 a 1,0 6 a 12 0,4 a 0,7 Nãorecomendado (*)

Correção para outras temperaturas:

KbT = Kb20. θ (T-20)

θ (coeficiente de temperatura) = 1,07


Parâmetros de projeto para remoção de coliformes

• tempo de detenção hidráulica (t)

• profundidade da lagoa (H)

• número de lagoas (n)

• relação comprimento/largura (L/B).


Eficiências de remoção de coliformes (T=20o C)Unidades log removidas

Relação L/Bt

(d)H

(m)1 2 3 4 6 8 10 12 16 32

3 1,0 0,48 0,51 0,54 0,56 0,59 0,61 0,62 0,63 0,65 0,671,5 0,32 0,34 0,35 0,36 0,38 0,38 0,39 0,39 0,40 0,412,0 0,24 0,25 0,26 0,26 0,27 0,28 0,28 0,28 0,28 0,292,5 0,19 0,20 0,20 0,20 0,21 0,21 0,21 0,21 0,22 0,22

5 1,0 0,68 0,75 0,81 0,85 0,91 0,95 0,97 1,00 1,03 1,091,5 0,48 0,51 0,54 0,56 0,59 0,61 0,62 0,63 0,65 0,672,0 0,36 0,39 0,40 0,41 0,43 0,44 0,45 0,45 0,46 0,472,5 0,29 0,31 0,32 0,32 0,33 0,34 0,35 0,35 0,35 0,36

10 1,0 1,05 1,21 1,33 1,42 1,55 1,65 1,72 1,78 1,87 2,051,5 0,77 0,86 0,92 0,98 1,05 1,10 1,14 1,17 1,21 1,292,0 0,60 0,66 0,70 0,74 0,78 0,81 0,84 0,85 0,88 0,922,5 0,49 0,54 0,56 0,59 0,62 0,64 0,65 0,66 0,68 0,71

15 1,0 1,34 1,57 1,74 1,88 2,08 2,24 2,35 2,45 2,60 2,921,5 0,99 1,13 1,24 1,32 1,44 1,52 1,59 1,64 1,71 1,872,0 0,79 0,89 0,95 1,01 1,09 1,14 1,18 1,21 1,26 1,342,5 0,66 0,72 0,77 0,81 0,87 0,90 0,93 0,95 0,98 1,04

20 1,0 1,57 1,87 2,09 2,27 2,54 2,75 2,91 3,04 3,25 3,721,5 1,17 1,36 1,50 1,61 1,78 1,90 1,99 2,06 2,17 2,412,0 0,95 1,08 1,17 1,25 1,36 1,43 1,49 1,54 1,61 1,752,5 0,79 0,89 0,96 1,01 1,09 1,15 1,19 1,22 1,26 1,35

25 1,0 1,77 2,13 2,40 2,62 2,95 3,21 3,41 3,58 3,85 4,471,5 1,34 1,57 1,74 1,88 2,08 2,24 2,36 2,45 2,60 2,922,0 1,08 1,25 1,37 1,46 1,60 1,71 1,78 1,85 1,94 2,132,5 0,91 1,04 1,13 1,20 1,30 1,37 1,43 1,47 1,53 1,66

30 1,0 1,95 2,37 2,68 2,94 3,33 3,63 3,87 4,08 4,40 5,171,5 1,48 1,76 1,96 2,12 2,37 2,55 2,70 2,82 3,00 3,412,0 1,20 1,40 1,55 1,66 1,83 1,96 2,06 2,13 2,25 2,502,5 1,02 1,17 1,28 1,36 1,49 1,58 1,65 1,71 1,79 1,95

40 1,0 2,27 2,79 3,18 3,50 4,00 4,38 4,70 4,97 5,40 6,461,5 1,73 2,08 2,34 2,55 2,87 3,12 3,32 3,48 3,74 4,322,0 1,42 1,68 1,87 2,02 2,25 2,42 2,55 2,66 2,83 3,202,5 1,21 1,41 1,55 1,67 1,84 1,97 2,07 2,14 2,26 2,52


Eficiências de remoção de coliformes (T=25o C)Unidades log removidas

Relação L/B t

(d) H

(m) 1 2 3 4 6 8 10 12 16 32

3 1,0 0,61 0,66 0,71 0,74 0,79 0,82 0,84 0,86 0,88 0,93 1,5 0,42 0,45 0,47 0,49 0,51 0,52 0,53 0,54 0,55 0,57 2,0 0,32 0,33 0,35 0,36 0,37 0,38 0,38 0,39 0,39 0,40 2,5 0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 0,29 0,29 0,30 0,30 0,31 5 1,0 0,85 0,96 1,04 1,10 1,19 1,25 1,29 1,33 1,39 1,49 1,5 0,61 0,67 0,71 0,74 0,79 0,82 0,84 0,86 0,88 0,93 2,0 0,47 0,51 0,53 0,55 0,58 0,60 0,61 0,62 0,63 0,66 2,5 0,38 0,40 0,42 0,43 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49 0,50

10 1,0 1,29 1,51 1,67 1,79 1,99 2,13 2,24 2,33 2,47 2,76 1,5 0,95 1,08 1,18 1,25 1,36 1,44 1,50 1,55 1,62 1,76 2,0 0,76 0,84 0,91 0,96 1,03 1,08 1,12 1,14 1,18 1,26 2,5 0,63 0,69 0,74 0,77 0,82 0,85 0,88 0,90 0,92 0,97

15 1,0 1,61 1,93 2,16 2,35 2,63 2,85 3,02 3,16 3,38 3,88 1,5 1,21 1,41 1,56 1,67 1,84 1,97 2,07 2,15 2,27 2,52 2,0 0,98 1,11 1,22 1,29 1,41 1,49 1,56 1,61 1,68 1,83 2,5 0,82 0,92 1,00 1,05 1,14 1,19 1,24 1,27 1,32 1,42

20 1,0 1,88 2,28 2,58 2,82 3,18 3,47 3,70 3,89 4,19 4,90 1,5 1,43 1,69 1,88 2,03 2,26 2,43 2,57 2,68 2,85 3,22 2,0 1,16 1,34 1,48 1,59 1,75 1,86 1,95 2,02 2,13 2,36 2,5 0,98 1,12 1,22 1,30 1,42 1,50 1,56 1,61 1,69 1,84

25 1,0 2,12 2,59 2,95 3,23 3,68 4,02 4,30 4,54 4,92 5,84 1,5 1,61 1,93 2,16 2,35 2,63 2,85 3,02 3,16 3,38 3,88 2,0 1,32 1,55 1,71 1,85 2,05 2,20 2,31 2,41 2,55 2,86 2,5 1,12 1,29 1,42 1,52 1,67 1,78 1,87 1,93 2,03 2,24

30 1,0 2,33 2,87 3,28 3,61 4,13 4,53 4,86 5,14 5,60 6,71 1,5 1,78 2,15 2,42 2,64 2,97 3,23 3,44 3,61 3,88 4,51 2,0 1,46 1,73 1,93 2,09 2,33 2,51 2,65 2,77 2,95 3,34 2,5 1,25 1,45 1,61 1,73 1,91 2,04 2,15 2,23 2,36 2,63

40 1,0 2,70 3,37 3,87 4,28 4,92 5,44 5,86 6,22 6,82 8,32 1,5 2,07 2,53 2,88 3,15 3,58 3,92 4,19 4,42 4,78 5,66 2,0 1,71 2,06 2,31 2,51 2,83 3,07 3,26 3,42 3,67 4,24 2,5 1,47 1,74 1,94 2,10 2,34 2,52 2,66 2,78 2,96 3,36

LAGOAS DE MATURALAGOAS DE MATURAÇÇÃOÃO

Parâmetros de projeto

Profundidade H: 0,6 a 1,0 m

Tempo de detenção mínimo em cada lagoa, de forma a evitar curtos-circuitos e varrimento de algas: 3 dias

Taxa de aplicação superficial Ls (kgDBO5/ha.d) máxima na primeira lagoa de maturação da série, de forma a evitar sobrecarga orgânica: 75% da taxa de aplicação na lagoa facultativa precedente


Remoção de ovos de helmintosModelo de Ayres

] 0,14.e [1 . 100E 0,38.t)(−−=Eficiência média:

] 0,41.e [1 . 100E )0,0085.t 0,49.t ( 2+−−=95% de confiança:

EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO DE OVOS DE HELMINTOS

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Te m po de de te nção hidráulica (d)

Un

idad

es

log

re

mo

vid

as

V alores médios

95% de conf iança

OMS (irrigação):< 1 ovo/L

REMOREMOÇÇÃO DE OVOS DE HELMINTOSÃO DE OVOS DE HELMINTOS

Lagoas investigadas no PROSAB

MaxMin75%25%Median

ESGOTO BRUTO

0

100

200

300

400

500

600

UFVPE

ITAB-REALITAB-PILOTO

ARRUDAS

MaxMin75%25%Median

EFLUENTE UASB

0

50

100

150

200

250

300

UFV UFPE ITAB-REAL ITAB-PILOTO ARRUDAS

MaxMin75%25%Median

EFLUENTE LAGOA 1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

UFVUFPE

ITAB-REALITAB-PILOTO

ARRUDASUSP

MaxMin75%25%Median

EFLUENTE FINAL

0

1

2

3

4

5

6

7

UFV-L3 ITAB-PILOTO-L2 ARRUDAS-L4

LAGOAS DE MATURALAGOAS DE MATURAÇÇÃOÃORemoção de ovos de helmintos

Ovos no lodo de uma lagoa chicaneada

OV OS DE HELM INTOS NO LODO - V IÁV EIS E NÃO V IÁV EIS

0

200

400

600

800

1000

1200

Entrada Chicana 1 Chicana 2 Chicana 3 Chicana 4 SaídaPontos de am os trage m de ntro da lagoa chicane ada

Ovo

s/ g

TS

)

V iáveis Não v iáveis

DISTRIBUIÇÃO DAS ESPÉCIES DE HELM INTOS NO LODO

0,1

1

10

100

1000

10000

Entrada Chicana 1 Chicana 2 Chicana 3 Chicana 4 Saída

Ovo

s/ g

TS

A ncilostoma Trichuris A scaris

Itabira (piloto)

REMOREMOÇÇÃO DE NUTRIENTESÃO DE NUTRIENTES

LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃORemoção de nitrogênio

Principais mecanismos

• volatilização da amônia• assimilação da amônia pelas algas• assimilação dos nitratos pelas algas• nitrificação - desnitrificação• sedimentação do nitrogênio orgânico particulado


Formas predominantes

Forma predominante nos esgotos domésticos:NTK = amônia + nitrogênio orgânico

Nitrogênio total:NT = NTK + NO2

- + NO3-


Formas predominantes no esgoto bruto


Formas predominantes no esgoto bruto

NH3 + H+ ↔ NH4+

amônia livre amônia ionizada

% de am ônia livre (NH3)

010

2030

405060

7080

90100

6,50 7,50 8,50 9,50 10,50 11,50

pH

T=15o C

T=20o C

T=25o C


Distribuição do nitrogênio ao longo do sistema

NITROGÊNIO

05

10152025303540

Bruto UASB L1 L2 L3 L4

Con

c (m

g/L)

N nitrato

N org

N amon

ETE Experimental Arrudas: reator UASB + 4 lagoas de polimento (250 hab)

LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃORemoção de nitrogênioEficiência de remoção de amônia

EFICIÊNCIA DE REM OÇÃO DE AM ÔNIA

0

20

40

60

80

100

0,000 0,025 0,050 0,075 0,100 0,125 0,150

Q/A (m 3/m 2.d)

Efic

iên

cia

(%)

pH=7,0

pH=7,5

pH=8,0

pH=8,5

pH=9,0T>= 20oC


Eficiência de remoção de nitrogênio

EFICIÊNCIA DE REM OÇÃO DE NITROGÊNIO

0

20

40

60

80

0 5 10 15 20 25 30 35 40

TDH (d)

Efic

iên

cia

(%)

pH=7,0

pH=7,5

pH=8,0

pH=8,5pH=9,0

T= 20oC

LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃORemoção de fósforo

Formas do fósforo no esgoto bruto

LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃORemoção de fósforo

Principais mecanismos

• retirada do fósforo orgânico contido nas algas e bactérias através de saída com o efluente final

• precipitação de fosfatos em condições de elevado pH (hidroxiapatita ou estruvita)

pH > 9 para uma remoção significativa

LAGOAS AERADASLAGOAS AERADAS

LAGOAS AERADAS FACULTATIVASLAGOAS AERADAS FACULTATIVASFluxograma

LAGOAS AERADAS FACULTATIVASLAGOAS AERADAS FACULTATIVASCritérios de projeto

t = 5 a 10 d

H = 2,5 a 4,0 m

LAGOAS AERADAS FACULTATIVASLAGOAS AERADAS FACULTATIVASDBO efluente

DBOtot = DBOsol + DBOpart

DBO solúvel (mistura completa):

K.t+1S

=S 0 K = 0,6 a 0,8 d-1

DBO particulada (função dos SS efluentes):

DBOpart = 0,3 a 0,4 mgDBO5/mgSS

LAGOAS AERADAS FACULTATIVASLAGOAS AERADAS FACULTATIVASSS efluente

Densidade de potência (W/m3) SS (mg/l)0,751,752,75

50175300

Densidade de potência: φ = Pot/V

Densidade de potência: φ = 0.75 to 1.50 W/m3

SS efluente: 50 a 100 mg/l(com trecho final sem aeradores)

LAGOAS AERADAS FACULTATIVASLAGOAS AERADAS FACULTATIVASRequisitos de oxigênio

RO = a.Q.(So-S)/1000 (kgO2/d)

a = coeficiente, variando de 0,8 a 1,2 kgO2/kgDBO5

LAGOAS AERADASLAGOAS AERADASAeradores mecânicosZonas de mistura e oxigenação

LAGOAS AERADAS FACULTATIVASLAGOAS AERADAS FACULTATIVASAeradores mecânicos

Características básicas

Faixa de potênciados aeradores (CV)

Profundidadenormal de operação

Diâmetro de influência (m) Diâmetro da placaanti-erosiva

(m) Oxigenação Mistura5 - 10 2,0 - 3,6 45 - 50 14 - 16 2,6 - 3,415 - 25 3,0 - 4,3 60 - 80 19 - 24 3,4 - 4,830 - 50 3,8 - 5,2 85 - 100 27 - 32 4,8 - 6,0

Notas:• Potências usuais dos aeradores: 1; 2; 3; 5; 7,5; 10; 15; 20; 25; 30; 40 e 50 CV.• Há aeradores de alta rotação com maiores potências, mas eles tendem, no conjunto, a ser menos

eficientes.• A tabela apresenta diâmetros de influência (e não raios)• Placa anti-erosiva: situada no fundo da lagoa, abaixo do aerador• Fonte: elaborado a partir de dados apresentados em Crespo (1995)

LAGOAS AERADAS FACULTATIVASLAGOAS AERADAS FACULTATIVASRequisitos energéticos

Eficiência de oxigenação padrão:EOpadrão = 1,0 a 1,4 kgO2/kWh

Eficiência de oxigenação no campo:EOcampo = 0,55 a 0,65 da EOpadrão

Potência requerida:campo24.EO

RO=RE

LAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETALAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETAFluxograma

LAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETALAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETACritérios de projeto

Tempo de detenção hidráulica :

tempo de detenção hidráulica = tempo de retenção celular

t = 2 a 4 d

Profundidade :

H = 2,5 a 4,0 m

LAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETALAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETADBO efluente

DBOtot = DBOsol + DBOpart

DBO solúvel (mistura completa):

K.t+1S

=S 0 K = 1,0 a 1,5 d-1

DBO particulada (função dos SS efluentes):

DBOpart = 0,3 a 0,6 mgDBO5/mgSS

LAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETALAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETARequisitos de oxigênio

RO = a.Q.(So-S)/1000 (kgO2/d)

a = coeficiente, variando de 1,1 a 1,4 kgO2/kgDBO5

LAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETALAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETARequisitos energéticos para oxigenação

Eficiência de oxigenação padrão:EOpadrão = 1,0 a 1,4 kgO2/kWh

Eficiência de oxigenação no campo:EOcampo = 0,55 a 0,65 da EOpadrão

Potência requerida:campo24.EO

RO=RE

LAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETALAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETARequisitos energéticos para mistura

Densidade de potência: φ = Pot/V

Densidade de potência: φ ≥ 3,0 W/m3

LAGOAS DE DECANTALAGOAS DE DECANTAÇÇÃOÃOCritérios de projeto

Volume destinado à clarificação:

Tempo de detenção:t ≥1 d

Profundidade: H≥ 1,5 m

Volume total da lagoa:

Tempo de detenção: t ≤ 2,0 d (evitar o crescimento de algas)

Profundidade: H ≥ 3,0 m (permitir uma camada aeróbia acima do lodo)

ASPECTOS OPERACIONAISASPECTOS OPERACIONAIS

MANUTENMANUTENÇÇÃO E OPERAÃO E OPERAÇÇÃOÃOEquipe de trabalho

Pessoal Pop ≤ 10.000 hab Pop = 20.000 a 50.000 hab Pop > 50.000 habLagoa

facultativaLagoaaerada

Lagoafacultativa

Lagoaaerada

Lagoafacultativa

Lagoaaerada

AdministraçãoEngenheiro superintendente - - 1/2 1/2 1 1

Secretária - - 1/2 1/2 1 1Auxiliar - - 1 1 1 1

Motorista - - 1 1 1 1Operação/manutenção

Engenheiro chefe 1/4 1/4 1/2 1/2 1 1Químico - - 1/4 1/4 1/2 1/2

Laboratorista - - 1/2 1/2 1 1Mecânico-eletricista - - - 1/2 - 1

Operador - 08:00 - 16:00 h 1 1 1 1 1 1Operador 16:00 - 24:00 h - - - 1 1 1Operador 24:00 - 08:00 h - - - 1 - 1

Trabalhadores braçais 2 2 2-5 2-7 6-10 7-12

MANUTENMANUTENÇÇÃO E OPERAÃO E OPERAÇÇÃOÃOFicha de inspeção

Dia: Condições do tempo

Tempo (com sol, nublado, chuvoso)Vento (ausente, fraco, forte)

Item Sim Não Comentário / local / quantidade / providências

Observações na lagoaHá levantamento de lodo na lagoa?Há manchas verdes na superfície?Há manchas negras na superfície?Há manchas de óleo na superfície?Há vegetação em contato com a água?Há erosão nos taludes?Há infiltração visível?Há presença de aves?Há presença de insetos?

MANUTENMANUTENÇÇÃO E OPERAÃO E OPERAÇÇÃOÃOFicha de inspeção

Item Sim Não Comentário / local / quantidade / providências

Outros aspectosAs cercas estão em ordem?As canaletas de água pluvial estão limpas?O medidor de vazão está funcionando?Houve capina?Houve retirada de escuma?Houve remoção de sólidos na grade?Houve remoção de areia?Faltou energia?Foi usado o by-pass para o corpo receptor?

MANUTENMANUTENÇÇÃO E OPERAÃO E OPERAÇÇÃOÃOMonitoramento

Freqüência Parâmetro Local dadetermi-

nação

Esgotobruto

Lagoafaculta-

tiva

Lagoaaerada

Efluente

Diária Vazão (m3/d) In situ x xTemperatura do ar (oC) In situTemperatura do líquido (oC) In situ x x x xpH In situ x x x xSólidos sedimentáveis (ml/l) In situ x xOxigênio dissolvido (mg/l) In situ x x

Semanal DBO total (mg/l) Lab. central x xDQO total (mg/l) Lab. central x xDBO ou DQO filtrada (mg/l) Lab. central xColiformes fecais (ou E. coli) (NMP/100 ml) Lab. central x xSólidos em suspensão totais (mg/l) Lab. central x xSólidos em suspensão voláteis (mg/l) Lab. central x x

MANUTENMANUTENÇÇÃO E OPERAÃO E OPERAÇÇÃOÃOMonitoramento

Freqüência Parâmetro Local dadetermi-

nação

Esgotobruto

Lagoafaculta-

tiva

Lagoaaerada

Efluente

Mensal Nitrogênio orgânico (mg/l) Lab. central x xNitrogênio amoniacal (mg/l) Lab. central x xNitratos (mg/l) Lab. central xFósforo (mg/l) Lab. central x xSulfatos (mg/l) Lab. central x xSulfetos (mg/l) Lab. central x xAlcalinidade (mg/l) Lab. central xÓleos e graxas (mg/l) Lab. central x x

Eventual Contagem de zooplâncton Lab. central xContagem de fitoplâncton Lab. central xPrincipais gêneros de algas Lab. central xOD produzido por fotossíntese (mg/l.h) In situ xOD consumido por respiração (mg/l.h) In situ xVazão horária (m3/h) (24h de h/h) In situ xOD horário (mg/l) (24h de h em h) In situ x x

Documents

Lagoas de Estabilização - Completo UFMG