TRATAMENTO SECUNDÁRIO

CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS AERÓBIOS: Processa-se em ambiente aerado (aeração forçada). Exemplo: Lodos Ativados ANAERÓBIOS: Ocorre na total ausência de O2, os microrganismos degradam a matéria orgânica em ANAEROBIOSE. Exemplo: Lagoas de Estabilização FACULTATIVOS: Os dois processos ocorem ao mesmo tempo. Superfície � aeróbio fundo � anaeróbio Exemplo: Lagoas Facultativas MECANISMO BIOLÓGICO: AERÓBIO (CH2)n + O2 CO2 + H2O + NH3 + Energia + Novas Células + Novos Produtos

Remover a matéria orgânica biodegradável solúvel e coloidal usando processo biológico.

Etapa mais importante do tratamento de efluentes.

bactérias

ANAERÓBIO (CH2)n nCH3COOH CH4 + CO2 MICRORGANISMOS AERÓBIOS – Bactérias, fungos, protozoários, rotíferos ANAERÓBIOS – Praticamente apenas bactérias Características BACTÉRIAS

PROTOZOÁRIOS CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS BIOLÓGICOS

Lodo ativado; Lagoa de estabilização; Lagoa aerada;

bactérias bactérias

Unicelulares;Formas e tamanhos variados; Principais responsáveis pela estabilização da MO; Algumas são patogênicas.

Unicelulares sem parede celular; Aeróbios ou facultativos; Alimentam-se de bactérias e algas; Essenciais para manutenção; Alguns são patogênicos.

Filtro biológico; Biodisco ou Disco biológico; Sistema fluidizado; Reator anaeróbio.

TIPOS DE CRESCIMENTO DA BIOMASSA

Disperso ou Livre – Crescimento da biomassa disperso no meio líquido, sem nenhuma estrutura de sustentação.

Sistemas

Lagoas de estabilização Lodos ativados Reator anaeróbio de fluxo ascendente - RAFA

Aderido ou Fixo – Biomassa cresce aderida ao meio suporte.

Meio imerso no líquido; Suporte recebe descargas contínuas ou não;

Materiais usados: pedras, areia, solo, plástico.

Sistemas

Filtro biológico Biodisco Biofiltro aerado Filtro anaeróbio Sistemas para disposição do lodo

LODOS ATIVADOS

Termo originado devido à suspensão bacteriana que retorna ao tanque de aeração.

Autodepuração artificialmente acelerada. Floco está em suspensão bacteriana contendo O2 total oxidação da DBO

CARACTERÍSTICAS

Alta eficiência de remoção de DBO (↑ 90%) Pequena área para construção Alto custo envolvendo construção, operação, energia

MECANISMO DO PROCESSO

DECOMPOSIÇÃO DA MO

Tanque de aeração DECANTAÇÃO DO LODO RECIRCULAÇÃO DO LODO (Tanque de aeração)

Injeção de Ar

Bolhas de ar geradas por ar comprimido � através de um difusor submerso ou aerador mecânico � mistura turbulenta passa ar ao líquido. Transferência de O2

Características do efluente; Características do sistema de aeração.

Tipo de difusor, profundidade do aerador, turbulência da mistura e configuração do tanque.

Bactérias se aglomeram formando flocos;

Floco misturado ao esgoto pré-tratado junto com o ar injetado.

Efluente segue para decantador secundário onde é separado do lodo;

Decantabilidade do lodo

Floco biológico � aglomera � decanta � clarifica efluente Redução DBO

Problema: Intumescimento do lodo (“Bulking”)

Partículas mal floculadas ou com desenvolvimento filamentosos que flutuam.

Aumento da DBO e SS!

Razão Alimento/Microrganismo (F/M) F/M = (Q*DBO)/(V*SSTA) Onde: Q = vazão do esgoto; V = volume do tanque de aeração; SSTA = sólidos suspensos no tanque de aeração. Idade do Lodo Retenção dos sólidos biológicos medida em dias. Índice de Volume de Lodo Volume ocupado por um grama de sólidos em suspensão decantados. IVL = (V*1000)/SSTA IVL < 150 mL/g

Controle de Operação da ETE � IVL

Ensaio: Proveta 1 L + Amostra � volume decantados após 30’ TIPOS PROCESSOS

Aeração Prolongada Convencional Aeração Escalonada

Estabilização por Contato

Alta Taxa Oxigênio Puro

Aeração Prolongada

Muito empregado no tratamento de pequenas vazões e de cargas menores.

Mistura completa contínua. Processo biológico muito estável. Decantador de pequena dimensão.

Convencional

Primeiro construído. Tanque retangular e longo com difusores de ar ao longo de

um dos lados. Aeração ao logo do tanque mas com maior intensidade na

entrada. Aeração Escalonada

Também um dos primeiros construídos. Fornecimento de ar é uniforme mas o esgoto é ministrado

a intervalos. Difusores de bolhas finas.

Estabilização por Contato Dois tanques concêntricos: Externo – aeração, reaeração e digestão aeróbia. Interno – decantador. OPERAÇÕES Câmara de aeração (zona de contato) - 2 a 3 horas Alta Taxa

Redução do Custo de operação ↑ da carga DBO e ↓ do tempo de aeração.

Aeração do esgoto bruto Decantação Reaeração do lodo recirculado Sobrenadante retorna ao início

Mistura completa para manter carga homogênea. Ar introduzido (orifícios) na base do misturador e turbinas

agitam todo o conteúdo do tanque.

Bolhas de maior diâmetro Oxigênio Puro

O2 fornecido em lugar de ar. Produzido por adsorção (remoção dos outros gases

aumenta a [O2]). Componentes Valos de Oxidação

Carga: 0.03 – 0.1 kg DBO / kg sólidos.dia Tempo de retenção: cerca de 24 horas Baixa produção de lodo (estável) Eficiência de remoção: 95 % Pequenas Comunidades

LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO

Usada em zonas rurais Necessita de grandes áreas

Apresenta maior tempo de retenção Classificação

Aeróbia; Anaeróbia;

Facultativa e Maturação

Gerador de O2

Tanque de O2 Decantador final Bombas para reciclo de lodo Disposição do lodo

Lagoa aeróbia

Estabilização pela retenção e aeração superficial reduz SS, DBO, microrganismos fecais e NH3.

Produção de algas Profundidade: 0,5 a 1,0 m Difusão de ar e penetração da luz solar

Lagoa anaeróbia Bactérias decompõem MO � formando gases (CH4 e CO2). Vantagens

Pequena produção de lodo e economia de energia

Características do efluente

Alto teor orgânico (proteínas e gorduras); Temperatura alta;

Isento de substâncias tóxicas; Nutrientes biológicos.

Eficiência: 75 % de remoção

Lagoa Facultativa � Redução de matéria orgânica (1 – 2m de profundidade)

Decomposição aeróbia e anaeróbia

Mecanismo Simbiótico 1 – MO em suspensão é degradada pelas bactérias, liberando N e P; 2 – Algas utilizam N e P (junto com luz solar) para seu crescimento � O2 ;

3 - OD é utilizado pelas bactérias. 4 – Sólidos decantáveis degradados no fundo da lagoa � compostos inorgânicos e gases causadores de odores; 5 – Tais compostos oxidam-se na superfície da lagoa (evitando maus odores).

Profundidade: 0,6 a 1,5 m (< 1,5 m gera mau odor) Características Melhor adaptada ao efluente doméstico; Área disponível; Baixo custo inicial; Facilidade de operação; Desvantagens Baixa capacidade em assimilar efluente industrial; Emissão de odores; Dificuldade em atender padrões qualidade mais severos.

FILTROS BIOLÓGICOS Mecanismo

Termo correto � Percolador Biológico

Filme bactérias, fungos, protozoários

Clima Quente ���� Luz Solar ���� Crescimento de Algas

Problema: Colmatagem da passagem (desenvolvimento biológico)

Alagamento do leito; Redução da eficiência; Odores desagradáveis.

Aspersão de esgoto doméstico sobre meio fixo produz filme biológico que remove a MO.

Funcionamento

Esgoto bombeado para tubo vertical central e segue para distribuidor rotativo (gira continuamente),

Braços rotativos distribuem esgoto por orifícios, Dreno de fundo recebe o esgoto tratado e permite

passagem de ar.

Recirculação do lodo ���� Alta Taxa

Retorno por gravidade do decantador secundário para poço de sucção (mais empregada)

Recirculação direta (saída do FB para montante do mesmo)

Meios de suporte – meios especiais (PVC)

Aumento da área superficial; Aumento do % de vazios (facilita passagem de ar);

Meio uniforme (melhor distribuição do líquido) Peso leve (facilidade de construção)

Desvantagens

Remoção de 85 % da MO Alto custo inicial Cargas orgânicas altas e variáveis

BIODISCOS / DISCOS BIOLÓGICOS

Série de placas circulares fixas num eixo comum, giram vagarosamente com uma parte submersa

numa calha com esgoto (formação de filme biológico).

!Importante! Espaçamento entre os discos para que o esgoto possa penetrar entre placas corrugadas (submersas).

Funcionamento

Após decantação primária � câmara dos discos, separada por chicanas.

MO extraída pela biomassa, à medida que esgoto flui pelos espaços dos discos.

Biomassa em excesso se desprende e é carreada no efluente. SS separados no dec. secundário e reciclados na entrada da

estação.

Variáveis de Projeto

Tempo de retenção hidráulico; Velocidade angular do eixo; Arranjo dos estágios nos discos.

VANTAGENS

Cargas variáveis Tempo de retenção curto Eficiência alta Baixo custo de energia

DIGESTÃO ANAERÓBIA

Microrganismo não sobrevive na presença de oxigênio. Processo mais lento

Menor produção de lodo MO convertida a CO2 e CH4 Ecossistema mais complexo

ETAPAS 1 – Hidrólise: enzimas transformam substâncias complexas em outras mais simples. 2 – Acidogénese: Substâncias simples convertem-se em ácidos orgânicos. 3 – Acetogénese: Ácidos orgânicos transformados em ácido acético. 4 – Metanogênse: Ácido acético transformado em CH4.

Vantagens: Necessita de menos nutrientes; Biomassa preserva atividade; Tolera baixas temperaturas. PROCESSOS ANAERÓBIOS

1. MISTURA COMPLETA

2. FILTRO ANAERÓBIO

Usado para efluente industrial com poucos sólidos Risco de colmatação Fluxo descendente

Usado para digestão de lodos Agitação por recirculação e biogás

3. PROCESSO DE CONTATO

4. UASB/EGSB UASB = Upflow Anaerobic Sludge Blanket EGSB = Expanded Granular Sludge Bed

Efluente facilmente biodegradável

Retenção da biomassa devido a sua estruturação na forma granular

UASB � tempo de retenção = 6 horas

EGSB � trabalha com recirculação e tempo de retenção menor (2 horas).

Agitação mecânica ou por biogásSistema de desgasificação