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Tratamento biológico de Efluentes
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BIOLOGIA AMBIENTAL
Tecnologia em Saneamento Ambiental
Prof. Mestranda Alexandra Zampieri & Prof. Mestranda Graziele Ruas
2 Sem 2014
TRATAMENTO BIOLGICO DE EFLUENTES
TPICOS
Tratamento de Esgotos Tipos de Tratamento;
Processos de Tratamento;
Principais Organismos Envolvidos.
Tipos de Crescimento e Sustentao da Biomassa Tipos de Reatores;
Biomassa Aderida e Dispersa;
Parmetros de Dimensionamento de Reatores.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
Ocorre por mecanismos biolgicos;
Os processos reproduzem o que ocorre em um corpo dgua aps o lanamento de despejos (Autodepurao) processo pelo qual a matria orgnica mineralizada;
Nas ETEs esse mesmo fenmeno acontece mas com a introduo de tecnologias => fazendo com que o processo seja controlado e ocorra com taxas mais elevadas.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
Sistemas de Esgoto
Grande parte da gua distribuda transforma-se em esgoto, este deve ser coletado e tratado antes de ser lanado em corpos hdricos e/ou no solo => para evitar transmisso de doenas e impactos ambientais;
O tratamento de esgoto pode ser:
Individual (fossa);
Coletivo (rede coletora + ETE).
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
FUNO DA ETE
REDUZIR A CARGA DE CONTAMINANTE OU POLUENTE DOS ESGOTOS A UM NVEL COMPATVEL COM O CORPO RECEPTOR;
ASSIM O EFLUENTE FINAL PODE SER ABSORVIDO PELA NATUREZA SEM PROVOCAR DEGRADAO AO MEIO AMBIENTE E COLOCAR EM RISCO A SADE PBLICA.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
TIPOS DE TRATAMENTO
O tipo de tratamento a ser aplicado a um efluente depende:
Das caractersticas do efluente;
Do manancial onde ele vai ser disposto;
Dos usos que a gua desse manancial vai ter a jusante do local de lanamento do efluente;
Disponibilidade de rea e energia eltrica.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
PROCESSOS DE TRATAMENTO
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Tratamento Preliminar
Remoo de slidos grosseiros
e Areia
Tratamento Primrio
Decantao de
Slidos, digesto e secagem do lodo
Tratamento Secundrio
Remoo da Matria Orgnica (Biologica
mente)
Tratamento Tercirio
Remoo de nutrientes,
metais pesados, compostos no
biodegradveis e microrganismos
patognicos.
TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
TRATAMENTO SECUNDRIOS
ONDE OCORRE O TRATAMENTO BIOLGICO (Bactrias, protozorios e fungos).
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
TIPOS MAIS COMUNS DE TRATAMENTO SECUNDRIO
CONVENCIAL:
Lodo Ativado e suas variantes;
Filtro Biolgico Aerbio.
Alm dos processos convencionais so usadas=> Lagoas de Estabilizao!!!
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
PRINCIPAIS ORGANISMOS ENVOLVIDOS NO TRATAMENTO BIOLOGICO
BACTRIAS;
PROTOZORIOS;
FUNGOS;
ALGAS E
METAZORIOS (pluricelulares, heterotrficos, eucariontes).
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
Bactrias
Principal funo na remoo da
DQO
Converso da Amnia a Nitrito;
Converso do Nitrito a Nitrato;
Converso do Nitrato a
Nitrognio.
Fungos
Importante papel na
decomposio do lixo.
Algas
Realizam fotossntese.
Protozorios
Consumo de MO e
bactrias livres;
Formao dos Flocos.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
Tipos de protozorios e suas funes Flagelado: utilizam matria orgnica solvel por
difuso ou transplante ativo;
Amebas: forma um vacolo em torno da partcula slida (incluindo bactrias) fagocitose;
Ciliados: predao de bactrias e algas (e outros protozorios). A predao de bactrias importante porque as
bactrias que no esto aderidas nos flocos no so sedimentadas contribuindo negativamente para a qualidade final do efluente.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
Os ciliados de vida livre tm requisitos alimentares mais elevados do que os ciliados fixos, porque grande parte da energia obtida gasta na locomoo;
A predominncia dos ciliados fixos ocorre aps o declnio da populao de ciliados de vida livre, ocasio em que podem se alimentar de bactrias disponveis no floco e no efluente.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
PROTOZORIOS COMO INDICADORES NO PROCESSO DE LODOS ATIVADOS
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INCIO DO PROCESSO
INCIO DO PROCESSO
AMEBAS
FLAGELADOS
INTERMEDIRIO NADO LIVRE
OS FLOCOS ESTO FORMADOS
NVEL DE EQUILBRIO
ANDARILHO
FIXO
TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
METABOLISMO DOS MICRORGANISMOS
So processos qumicos que ocorrem nas clulas.
Desassimilao ou Catabolismo
Reao de produo de energia nas quais ocorrem a degradao do substrato;
Assimilao ou Anabolismo
Reaes que conduzem formao do material celular com auxilio de energia liberada na desassimilao.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
Matria Orgnica Carboncea
Matria Orgnica Inerte;
Matria Orgnica Biodegradvel.
Matria Orgnica Nitrogenada
Orgnica;
Inorgnica.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
Processos de Converso das Matrias Carboncea e Nitrogenada
Converso Aerbia;
Converso Anaerbia.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
TRATAMENTO AERBIO
A matria orgnica convertida em CO2, gua e material celular, os microrganismos requerem Oxignio e condies adequadas de Temperatura, pH, Tempo de Contado (TDH), etc.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
Compostos nitrogenados como as protenas e aminocidos tambm sero oxidados ou decompostos por via biolgica produzindo inicialmente a amnia, depois a oxidao a nitrito (NO2 ) e depois a nitrato (NO3 ). O nitrato um composto mineralizado estvel e solvel, prontamente assimilvel pelas plantas.
A decomposio produzindo amnia, se d via aerbia ou anaerbia por uma srie de bactrias, entretanto, a nitrificao se d apenas pela ao de bactrias aerbias: Nitrosomonas e Nitrobacter:
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS TRATAMENTO AERBIO
MATRIA ORGNICA
MICRORGANISMOS
AERBIOS
CO2, GUA E
MATERIAL CELULAR
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
TRATAMENTO ANAERBIO
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MATRIA ORGNICA
MICRORGANISMOS
AENARBIOS
CH4 e CO2
BIOGS
METANOGNESE
Acetotrfica
Hidrogenotrfica.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
BALANA DE DQO NA BIODEGRAO AEROBIA E ANAEROBIA
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
BALANA DE DQO NA BIODEGRAO AEROBIA E ANAEROBIA
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
GERAO DE ENERGIA NAS CLULAS MICROBIANAS
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
TIPOS DE CRESCIMENTO E SUSTENTAO DA BIOMASSA
Crescimento Disperso: biomassa dispersa no meio lquido, sem estrutura de sustentao;
SISTEMAS
Lagoas de estabilizao e variantes;
Lodos ativados e variantes;
Reator Anaerbio de fluxo contnuo ascendente.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
Lagoas de estabilizao e variantes:
Lagoas Facultativas;
Sistemas de Lagoas Anaerbias;
Lagoas Aerados Facultativas;
Sistema de Lagoas Aeradas de Mistura Completa;
Lagoas de Alta taxa;
Lagoas de Maturao;
Lagoas de Polimento.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
TIPOS DE CRESCIMENTO E SUSTENTAO DA BIOMASSA
Crescimento Aderido: cresce aderido a um meio suporte, formando um biofilme. A matriz do meio suporte pode ser material slido natural ou artificial, ou constitudo pela prpria biomassa aglomerada.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
SISTEMA DE CRESCIMENTO ADERIDO
Filtro Biolgico;
Biodisco;
Biofiltro Aerado;
Filtro Anaerbio;
Sistema de Disposio no solo;
Reator Anaerbio de fluxo Ascendente (a prpria biomassa o meio suporte).
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
O FLOCO BIOLGICO EM SISTEMA DE CRESCIMENTO DISPERSO
Floco: unidade estrutural de microrganismos.
O floco apresenta:
Estrutura Heterognea;
Tamanho regulado pela balano entre as foras de coeso e as tenso de cisalhamento;
Dentre os componentes h bactrias, protozorios, fungos, rotferos e nematoides.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
Em sistemas com flocos a qualidade do efluente final caracterizada por baixos valores de DQO solvel. O mecanismo de floculao e garantido por meios inteiramente naturais, eliminando a necessidade de adio de produtos qumicos.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
Formao dos flocos
Bactrias filamentosas matriz estrutural;
As bactrias se aderem por causa de um exopolissacardeo (camada gelatinosa);
Essa camada gelatinosa garante a aderncia de outros microrganimos e partculas coloidais.
Por fim os protozorios se aderem e colonizam o floco (podendo tambm excretar um muco pegajoso).
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
Balana entre os organismos filamentosos e os formadores dos flocos:
Determina o sucesso do processo de tratamento.
Trs condies:
Equilibro entre organismos filamentosos e formadores do floco: boa decantabilidade e adensabilidade do lodo;
Mais organismos formadores de floco: Gera um floco pequeno e com m decantabilidade;
Mais organismos filamentosos: os flocos no se aderem uns aos outros. Aps decantao os flocos ocupam um lugar excessivo depois da decantao e dificuldade de decantao.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
SISTEMA DE CRESCIMENTO ADERIDO BIOFILME
Vantagens: elevada concentrao de biomassa pode ser retida no reator por longos perodos de tempo.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
Em um sistema anaerbio, o oxignio consumido medida que penetra no biofilme, at atingir valores que definem condies anxicas ou anaerbias;
Na camada anxica => reduo de nitratos;
Camada anaerbia => formao de cidos orgnicos e reduo de sulfatos.
COEXISTNCIA ENTRE AS CONDIES ANAEROBIAS, ANXICAS E AERBIAS.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
CRESCIMENTO DISPERSO
Tempo de deteno hidrulica (maior);
TDH = Tempo de Gerao Celular;
Caso o TDH no seja suficiente as clulas sero lavadas;
Taxa de remoo de MO menor;
Para que os microrganismos sejam reutilizados eles devem - recirculao de biomassa.
CRESCIMENTO ADERIDO O Tempo de deteno
hidrulica pode ser menor que o tempo de gerao celular;
H possibilidade de se adotar volume menores de reator;
Reduz necessidade de clarificao;
Os microrganismos so reutilizados;
H uma consistncia maior entre os microrganismos anaerbios, anxicos e aerbios.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
LODOS ATIVADOS
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
Lodos Ativados Fluxo Contnuo
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
SISTEMA UASB Lodos ativados
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
SISTEMA UASB Lodos ativados Vantagens:
Substancial reduo da produo de lodo; Substancial reduo no consumo de energia; Pequena reduo no volume total das unidades; Reduo no consumo de produtos qumicos para desidratao; Menor nmero de unidades diferentes a serem implementadas; Menor necessidade de equipamentos; Maior simplicidade operacional.
Desvantagem: Menor capacitao para remoo biolgica de nutrientes (N e
P).
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TRATAMENTO DO LODO
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TRATAMENTO DO LODO
ADENSAMENTO
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TRATAMENTO DO LODO
DIGESTO
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TRATAMENTO DO LODO
DESAGUAMENTO
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LAGOAS DE ESTABILIZAO
So sistemas de tratamento biolgico em que a estabilizao da matria orgnica realizada pela oxidao bacteriolgica (respirao ou fermentao anaerbia).
Classificam em: Anaerbias;
Facultativas;
Maturao;
Aeradas;
Macrfitas.
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LAGOAS DE ESTABILIZAO
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LAGOAS DE ESTABILIZAO
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BANHADOS ARTIFICIAIS
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BANHADOS ARTIFICIAIS
VIDEOS!
https://www.youtube.com/watch?v=wxxleTPZbGQ
https://www.youtube.com/watch?v=pXaXjzbccPo
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PERGUNTAS
1. Quais so as principais funes de uma ETE (Estao de Tratamento de Efluentes)?
2. Porque o equilbrio entre os organismos filamentosos e formadores do floco importante?
3. Quais so as vantagens do crescimento aderido de biomassa quando comparado ao crescimento disperso?
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