TRATAMENTO DE ESGOTOS PELO PROCESSO DE LODOS ATIVADOS

Apresentação em tema: "TRATAMENTO DE ESGOTOS PELO PROCESSO DE LODOS ATIVADOS"— Transcrição da apresentação:

1 TRATAMENTO DE ESGOTOS PELO PROCESSO DE LODOS ATIVADOS
FERNANDO SANTIAGO DOS SANTOS, MSc. APOIO: REALIZAÇÃO:

2 Sexta-feira, 21 de novembro de 2003
INTRODUÇÃO FLOCULAÇÃO SEDIMENTAÇÃO DE FLOCOS BIOLÓGICOS INTUMESCIMENTO DO LODO ORGANISMOS FILAMENTOSOS

3 INTRODUÇÃO LODOS ATIVADOS Sistema forçado que imita a biodegradação que ocorre naturalmente em corpos receptores. O processo é aeróbio e oxidativo, com aumento do metabolismo bacteriano e redução da matéria orgânica oriunda de esgotos em moléculas mais simples e mais estáveis.

4 Não há formação de mau cheiro
VANTAGENS O corpo receptor, que poderia receber esgoto in natura, fica apto a manter sua fauna e flora naturais Não há maiores riscos de contaminação em pessoas que porventura nadem no corpo receptor Não há formação de mau cheiro

5 e de 75 a 85% na remoção da DQO (carga química).
PARTICULARIDADES A eficiência dos lodos ativados varia de 70 a 80% na remoção da DBO (carga orgânica) e de 75 a 85% na remoção da DQO (carga química).

6 METABOLISMO BACTERIANO BIODEGRADAÇÃO BACTÉRIAS AERÓBIAS
PALAVRAS-CHAVE OXIDAÇÃO METABOLISMO BACTERIANO BIODEGRADAÇÃO BACTÉRIAS AERÓBIAS QUIMIOHETEROTROFISMO

7 VISÃO GERAL DO PROCESSO

8 PROCESSOS BÁSICOS PROCESSO ANAERÓBIO A concentração de O2 dissolvido no reator é nula; ocorre fermentação biológica; quebra molecular gera CH4 e H2S (mau cheiro); carga tóxica é consideravelmente reduzida; ineficaz para certos componentes orgânicos; sistema sensível; operacionalidade difícil (lagoas anaeróbias).

9 PROCESSO AERÓBIO Ocorre adição forçada de O2 (energia) à massa líquida; aumenta o metabolismo bacteriano; esgoto oxida mais rapidamente; não há formação de mau cheiro; a fonte energética é à base de carboidratos e nitrogênio (tratamento contínuo e por bateladas/SBR [sequencing batch reactors]).

10 Reduz a carga orgânica de forma significativa
SISTEMA CONTÍNUO Diminui o tamanho das estações de tratamento em relação ao processo anaeróbio Elimina o mau cheiro Reduz a carga orgânica de forma significativa A redução de nutrientes (N e P) é inferior ao sistema por bateladas

11 Envolve carga totalmente processada antes da entrada de outra carga
SISTEMA POR BATELADAS (SBR) Envolve carga totalmente processada antes da entrada de outra carga

12 FOTO QUÍMIO AUTOTRÓFICOS HETEROTRÓFICOS
FORMAS DE NUTRIÇÃO DOS SERES VIVOS AUTOTRÓFICOS HETEROTRÓFICOS LUZ GÁS CARBÔNICO LUZ COMPOSTO ORGÂNICO FOTO FONTE DE ENERGIA QUÍMICA COMP. ORGÂNICO OXIDAÇÃO DE NH3, NO2, H2 E COMP. FERROSOS GÁS CARBÔNICO QUÍMIO

13 FOTOAUTOTRÓFICOS - VEGETAIS E SERES VIVOS CLOROFILADOS
PORTANTO... FOTOAUTOTRÓFICOS - VEGETAIS E SERES VIVOS CLOROFILADOS QUIMIOAUTOTRÓFICOS - BACTÉRIAS PÚRPURA E VERDES FOTOHETEROTRÓFICOS - BACTÉRIAS SULFUROSAS E FERROSAS QUIMIOHETEROTRÓFICOS - FUNGOS, PROTOZOÁRIOS, ANIMAIS, BACTÉRIAS

14 E MAIS: AS BACTÉRIAS AERÓBIAS QUIMIOHETERO-TRÓFICAS (BASTONETES GRAM-NEGATIVOS) SÃO AS MELHORES EM UM SISTEMA DE LODOS ATIVADOS.

15 C6H12O6 + 6 O2 + 38 ADP + 38 Pi 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP
RESPIRAÇÃO BACTERIANA O oxigênio é o aceptor final de elétrons na respiração aeróbia, durante a glicólise. C6H12O6 + 6 O ADP + 38 Pi 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP

16 QUIMIOSSÍNTESE A energia de ligação de compostos inorgânicos é utilizada para sintetizar os compostos orgânicos celulares. NITROSOMONAS 2 NH3 + 3 O2 == 2 HNO2 + 2 H2O

17 NITROBACTER 2 NO2 + O2 == 2 NO3

18 NITROGÊNIO: FORMA ORGÂNICA E FORMA AMONIACAL
ELIMINAÇÃO DO NITROGÊNIO NITROGÊNIO: FORMA ORGÂNICA E FORMA AMONIACAL A eliminação biológica do nitrogênio engloba quatro reações principais: AMONIFICAÇÃO NITROGÊNIO ORGÂNICO EM NITROGÊNIO AMONIACAL

19 ASSIMILAÇÃO PARTE DO NITROGÊNIO AMONIACAL VAI PARA A SÍNTESE BACTERIANA NITRIFICAÇÃO OXIDAÇÃO DO NITROGÊNIO AMONIACAL EM NITRITO E NITRATO DESNITRIFICAÇÃO REDUÇÃO DO NITROGÊNIO A ESTADO MAIS FRACO (LIVRE)

20 FLOCULAÇÃO Propriedade que os microrganismos apresentam, em certas condições, de se aglutinarem. Isto ocorre durante a fase desacelerada do crescimento típico das bactérias aeróbias.

21 Curva de crescimento bacteriano

22 Xv = concentração de material volátil em suspensão no lodo
Idade do lodo A = Xv . V / Qexc. Xesc. A = lodo A Xv = concentração de material volátil em suspensão no lodo V = volume do tanque Qexc. = vazão diária excedente Xesc. = material excedente (peso seco)

23 A IDADE DO LODO INDICA A RELAÇÃO ENTRE A MASSA DE LODO PRESENTE NO REATOR E A MASSA DIÁRIA DE LODO EXTRAÍDA DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO kg SS dia/kg DBO5 SS = sólido seco

24 O lodo A tem Xv.V = 700 kg SS.dia e Q.X = 500 kg DBO5
EXEMPLO O lodo A tem Xv.V = 700 kg SS.dia e Q.X = 500 kg DBO5 Sua idade é 700/500 = 1,4 LODO JOVEM aerador mecânico

25 A IDADE DO LODO É INVERSAMENTE PROPORCIONAL À CARGA MÁSSICA
A IDADE DO LODO É INVERSAMENTE PROPORCIONAL À CARGA MÁSSICA. ELA CONDICIONA A PRESENÇA OU A AUSÊNCIA DE GERMES NITRIFICANTES.

26 LEMBRANDO QUE... ...a carga mássica (F/M) (Cm) é a relação entre a massa de alimento (DBO5) sobre a massa de lodo Cm = Q.So/Xv.V ...a carga volumétrica (Cv) é a relação entre a massa de alimento e o volume do tanque de aeração Cv = Q.So/V

27 Floco muito hidrófilo, decanta mal (microrganismos livres numerosos)
Lodo de idade elevada Flocos de tamanho diminuído e aumento de pequenas partículas que escaparam do floco Lodo jovem Floco muito hidrófilo, decanta mal (microrganismos livres numerosos)

28 TROCANDO EM MIÚDOS... Processo físico que promove a aglutinação das partículas já coaguladas, facilitando o choque entre as mesmas devido à agitação lenta imposta ao escoamento da água. A formação de flocos de impurezas facilita sua posterior remoção por sedimentação sob ação da gravidade, flotação ou filtração. A floculação pode ocorrer por processos hidráulicos ou mecanizados.

29 A SEPARAÇÃO DO FLOCO DO SOBRENADANTE DENOMINA-SE CLARIFICAÇÃO
ALGUNS CONCEITOS A SEPARAÇÃO DO FLOCO DO SOBRENADANTE DENOMINA-SE CLARIFICAÇÃO A AGITAÇÃO ARTIFICIAL É NECESSÁRIA PARA MANTER EM SUPENSÃO A MASSA BACTERIANA DEPURADORA