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Lodos Ativados. Introdução O sistema de lodos ativados é mundialmente utilizado para o tratamento de despejos domésticos e industriais, em situações em.

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Apresentação em tema: "Lodos Ativados. Introdução O sistema de lodos ativados é mundialmente utilizado para o tratamento de despejos domésticos e industriais, em situações em."— Transcrição da apresentação:

1 Lodos Ativados

2 Introdução O sistema de lodos ativados é mundialmente utilizado para o tratamento de despejos domésticos e industriais, em situações em que são necessários uma elevada qualidade do efluente tratado e reduzidos requisitos de área. As seguintes unidades são parte integrante da etapa biológica do sistema de lodos ativados:  Tanque de aeração (reator);  Tanque de decantação (decantador secundário);  R ecirculação de lodo.  Sistema de introdução de oxigênio.

3 Fluxograma de Lodos Ativados X; S; Q Reator X S Q+Q r Decantador X0S0QX0S0Q Afluente Efluente X e S Q-Q ex XrSQrXrSQr X r S Q ex Recirculação

4 Q = vazão de alimentação (m 3 /d) Qr = vazão de recirculação (m 3 /d) Qex = vazão de lodo excedente (m 3 /d) So = concentração de DBO afluente (mg/l) S = concentração de DBO efluente (mg/l) X = concentração de sólidos em suspensão no reator (mg/l) Xo = concentração de sólidos em suspensão no afluente (mg/l) Xe = concentração de sólidos em suspensão no efluente (mg/l) Xr = concentração de sólidos em suspensão do lodo excedente (mg/l) V = volume do reator (m 3 ) Lodos Ativados

5 O tratamento opera basicamente pelo sincronismo de algumas variáveis :  Reinoculação de biomassa ativa através do retorno de lodo do decantador secundário;  Manutenção do suprimento de ar ao tanque de aeração;  Manutenção de condições adequadas de mistura, e ausência de condições toxicas;  Descarte de biomassa em excesso Lodos Ativados

6 Intervalos sugeridos:  OD Tanque de Aeração (mg/l);  OD Manto de lodo do Dec. 2 a >0,5 (mg/l);  SST Tanque de Aeração (mg/l);  Idade do lodo  25 dias;  F/M 0,12 kgDBO/kgSSV.d.  IVL80  250 ml/g Lodos Ativados

7 Processo de Nitrificação NH 4 + -N + 2 O 2  NO H + + H 2 O (1) A transformação da amônia em nitritos é efetivada através de bactérias, como as do gênero Nitrosomonas. Já a oxidação dos nitritos a nitratos dá-se principalmente pela atuação das bactérias do gênero Nitrobacter. A equação global da nitrificação é :

8 Processo de Nitrificação Essa reação global caracteriza o processo de nitrificação com:  Consumo de oxigênio livre, referido como demanda nitrogenada;  Liberação de H +, consumindo alcalinidade do meio e possivelmente reduzindo o pH;

9 Processo de Desnitrificação NO 3 - -N + 2 H +  N 2 + 2,5 O 2 + H 2 O (2) Em condições anóxicas (ausência de oxigênio mas presença de nitratos), os nitratos são utilizados por microrganismos heterotróficos. Neste processo, denominado de desnitrificação, o nitrato é reduzido a nitrogênio gasoso, segundo a reação:

10 Processo de Desnitrificação Contrariamente a nitrificação, na reação de desnitrificação deve-se destacar:  Economia de oxigênio, pois a matéria orgânica pode ser estabilizada na ausência de oxigênio;  Consumo de H +, implicando na economia de alcalinidade e no aumento da capacidade tampão do meio.

11 Os principais parâmetros que devem ser controlados pelo operador são :  Oxigênio dissolvido (OD);  Concentração do lodo ativado e suas características;  Tempo de retenção e vazão afluente;  pH e temperatura de entrada;  Concentração de nutrientes no afluente;  Entrada de produtos tóxicos;  Odor e Cor; Controle do Processo de Lodos Ativados

12 Com o conhecimento das variabilidades dos parâmetros e sabendo como controlá-los, o operador se acostumará e definirá as posições ideais de operação de válvulas manuais, instrumentos de medição, alturas de água nos tanques, etc. Controle do Processo de Lodos Ativados

13 Quando for necessário fazer alguma alteração ou correção no sistema, o operador deve: Controle do Processo de Lodos Ativados  Não alterar muitos parâmetros de controle ao mesmo tempo;  Permitir que o sistema se recupere, antes de passar para uma próxima etapa de ajuste;  Ajustar os controles de modo gradual. Uma mudança ou correção necessita normalmente de 24 a 36 horas para se ter início a visualização dos resultados, podendo atingir uma semana para que os resultados sejam de fato observados.

14 Controle da relação alimento/microrganismos F/M (‘Food/Microorganism”)  O termo alimento (F) é comumente dado como o valor de DBO afluente ao sistema, expresso em kg DBO/dia.  Já o termo microrganismo (M) é dado como a massa total de sólidos suspensos voláteis no sistema de aeração, expresso em kg SSVTA. Controle do Processo de Lodos Ativados

15 A carga de alimentos (F) fornecida é dada por: F = Q. S o enquanto que a massa de microrganismos é calculada por: M = V. X v onde: Q=vazão afluente (m 3 /dia) S o =concentração de DBO afluente (g/m 3 ) V= volume do reator aeróbio (m 3 ) X v =concentração de sólidos em suspensão voláteis (g/m 3 ) Controle do Processo de Lodos Ativados

16 Dessa forma a relação F/M é expressa como: Controle do Processo de Lodos Ativados

17 O uso da relação F/M como método de controle indica se a quantidade de matéria orgânica biodegradável que está alimentando o processo durante um determinado tempo coincide diretamente com a taxa de crescimento dos microrganismos. Controle do Processo de Lodos Ativados

18 Com esse método, o operador pode variar a quantidade de microrganismos no sistema em resposta às alterações da carga de DBO influente. Para controlar a quantidade dos microrganismos ativos disponíveis, o operador deve fazer ajustes no descarte do lodo da planta e na taxa de recirculação do lodo. Controle do Processo de Lodos Ativados

19 A idade do lodo (  c) é também comumente referenciada como tempo de retenção de sólidos ou tempo médio de residência celular. Este método de controle relaciona os sólidos presentes no sistema biológico com a taxa de crescimento biológico. Controle do Processo de Lodos Ativados

20 A idade de lodo (  c) média da planta será definida por: Controle do Processo de Lodos Ativados onde; X ve = concentração de SSV no efluentes (g/m 3 ) X vr = concentração de SSV no lodo de retorno (g/m 3 ). Normalmente, a concentração de SS no efluente final é baixa (X ve = 0), comparada com os valores de X v e X vr

21 Em decorrência, a idade do lodo pode ser simplifica para: Controle do Processo de Lodos Ativados

22 Exemplo de aplicação: Um sistema de lodo ativados apresenta idade do lodo (  c) igual a 25 dias (valor de projeto). Supondo que a concentração de SSV nos tanques de aeração esteja em mg/l (3,5 kg/m 3 ) e que a concentração no retorno de lodo em mg/l (8,0 kg/m 3 ), calcular a vazão de retirada do excesso de lodo Q ex para manter o valor de  c estimado acima. O volume do tanque é de 1235 m 3. Controle do Processo de Lodos Ativados

23 Onde: X v = 3,5 kg/m 3 X vr = 8,0 kg/m 3 V = 1235 m 3  c = 25 dias Portanto,

24 Microbiologia do Lodo

25

26 MicrorganismosCaracterísticas do processo Predominância de flagelados e rizópodes Lodo jovem, características de início de operação ou idade do lodo baixa Predominância de flageladosDeficiência de aeração, má depuração e sobrecarga orgânica Predominância de ciliados pedunculados e livres Boas condições de depuração Presença de Arcella (rizópode com teca) Boa depuração

27 Microbiologia do Lodo MicrorganismosCaracterísticas do processo Presença de Aspidisca costata (ciliado livre) Nitrificação Presença de Trachelophyllum (ciliado livre) Idade do lodo alta Presença de Vorticella microstoma (ciliado pedunculado) Efluente de má qualidade e baixa concentração de ciliados livres Predominância de anelídeos do gênero Aelosoma Excesso de oxigênio dissolvido Predominância de filamentos (*)Intumescimento do lodo ou bulking filamentoso (*) para caracterizar o intumescimento do lodo é necessário avaliar os flocos.

28 Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”) OBSERVADOPOSSÍVEL CAUSAAÇÃO RECOMENDADA 1. Rápido aumento na concentração de OD - Carga de choque altamente tóxica com possível morte dos microrganismos - Parar ou reduzir a entrada dos despejos. - Aumente a taxa de recirculação de lodo - Verifique a fonte dos tóxicos. 2. Rápido decréscimo na concentração de OD. - Falta de energia. - Bloqueio na linha de fornecimento de oxigênio ou dos difusores. - Derramamento químico. - Restabelecer energia. - Limpar linha e difusores. - Investigar origem dos despejos.

29 OBSERVADO POSSÍVEL CAUSAAÇÃO RECOMENDADA 3. Pequenas variações no OD (aumento e diminuição) -Flutuaçoes normais nas características dos despejos -Nenhuma, deixar o sistema agir por si só. 4. Variações persistentes no OD (aumento e diminuição) -Sistema saindo do equilíbrio -Ajustar o ar introduzido. 5. Pequena ação de mistura na zona de aeração. -Entupimento dos difusores. -Limpe-os ou substitua-os. Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)

30 OBSERVADOPOSSÍVEL CAUSAAÇÃO RECOMENDADA 6. Mau odor (ovo podre) - Microrganismos mudando para anaeróbios. -Aumentar taxa de transferência de ar -Verificar temperatura efluente -Aumentar o descarte de lodo 7. Mau odor (químico) -Presença de químicos (cloretos, sulfitos). -Nada, mas ficar de olho na concentração de OD. -Pode ocorrer morte de microrganismo 8. Retorno de lodo com cor cinza. -Condições anaeróbias próximas. - Ver ítem 6. Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)

31 OBSERVADO POSSÍVELCAUSAAÇÃO RECOMENDADA 9. Retorno de lodo com cor preta (iniciando mau odor) -Condições anaeróbias próximas. -Ver ítem Retorno de lodo quase com água limpa. - “Armadilhas” no manto de lodo. -Reduzir retorno de lodo. -Resuspender o lodo decantado pela introduçao de ar comprimido. -Verificar funcionamento do raspador de fundo. 11. Diminuição da taxa de recirculação de lodo. -Problemas de reciclo.-Verifique problemas nas bombas de recirculação. -Verifique entupimento nas linhas de recirculação. Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)

32 OBSERVADO POSSÍVELCAUSAAÇÃO RECOMENDADA 12. Relação SSVTA/SSTA menor do que 0,6. -Entrada de inertes no sistema. -Idade de lodo muito alta. -Aumentar descarte de lodo, mas sem perder o manto de lodo no decantador. -Observar no microscópio. 13. Relação SSVTA/SSTA maior do que 0,6. -Verificar atividade do lodo. Baixa mineralização, provavelmente elevada produção de lodo. -Não é perigoso, porém fique de olho na capacidade de disposição de lodo do sistema. Se possível, elevar um pouco a manta de lodo através do decréscimo da taxa de recirculação. Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)

33 OBSERVADO POSSÍVEL CAUSAAÇÃO RECOMENDADA 14. Baixo valor de SSTA (ver ítem 10 e 11) -Sedimentabilidade pobre. -Baixa taxa de transferência de ar. -Aumentar retorno de lodo (ver também ítem 16). 15. Espumação excessiva. -Relação F/M muito alta. -Presença de resinas -Presença de detergentes no meio. -Aumentar retorno de lodo e assim o SSTA. Descarte de lodo lentamente. -Adicionar anti-espumante. Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)

34 OBSERVADOPOSSÍVEL CAUSAAÇÃO RECOMENDADA 16. Valor alto de IVL. -Características de sedimentabilidade. Pode ocorrer “bulking” em pouco tempo. -Crescimento de bactérias filamentosas. -Aumentar descarte de lodo. Agitar lentamente o manto de lodo para eliminar gases. -Ajustar F/M aumentando o reciclo. Adicionar floculantes temporáriamente. 17. Elevada concentração de SS no efluente final -Idade de lodo incorreta. -Ver ítem 16. -Checar idade do lodo: se velho, diminuir SSTA; se novo, aumentar SSTA. -Ver ítem 16. Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)

35 OBSERVADOPOSSÍVEL CAUSAAÇÃO RECOMENDADA 18. Aumento do manto de lodo no decantador -Elevação do nível de lodo. -Lodo volumoso (“bulking”). - Aumentar recirculação de lodo. - Ver ítem Saída de sólidos no decantador. - Elevado manto de lodo. - Sedimentabilidade pobre. Checar concentração. - Sobrecarga hidráulica. - Perda da taxa de reciclo. - Aumentar reciclo de lodo. - Descartar lodo. - Checar vazões. - Checar sistema de recirculação Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)

36 OBSERVADOPOSSÍVEL CAUSAAÇÃO RECOMENDADA 20. Bioensaio indica a falta de um tipo desejável e/ou quantidade de microrganismos. - Concentração de OD incorreta. -Abundância de filamentosas. -Carga de choque tóxica. -Baixa relação F/M. -Crescimento disperso. - Checar concentração de OD. - Ver ítem Ver ítem 1. - Ajustar F/M. se necessário, adicionar matéria orgânica de fácil degradação, como o amido. - Diminuir o descarte de lodo. Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)

37 OBSERVADOPOSSÍVEL CAUSAAÇÃO RECOMENDADA 21. Borbulhamento na superfície do decantador. -Bolhas de ar provenientes dos tanques de aeração. -Possível início de desnitrificação (poderá ser visto grande acúmulo de lodo não anaeróbio) -Checar vazão de alimentação e recirculação da planta. Checar agitação na zona de aeração. Reduzir, se muita. -Diminuir SSTA e aumentar descarte de lodo. Idade do lodo muito alta. Verificar se não está havendo superdosagem de nutrientes. Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)

38 OBSERVADOPOSSÍVEL CAUSAAÇÃO RECOMENDADA 22. Lodo volumoso (“bulking”). - Lodo jovem. -Crescimento de filamentosas. - Observar no microscópio. Diminuir descarte de lodo, aumentar SSTA para aumentar idade do lodo e diminuir F/M. Adicionar floculantes, se necessário. - Ver ítem 16. Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)


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