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

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

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

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 VANTAGENS O corpo receptor, que poderia receber esgoto in natura, 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 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 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 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 SISTEMA POR BATELADAS (SBR) Envolve carga totalmente processada antes da entrada de outra carga

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

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

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

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

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

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 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 EXEMPLO aerador mecânico 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

25 A IDADE DO LODO É INVERSAMENTE PROPORCIONAL À CARGA MÁSSICA. 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 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 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. TROCANDO EM MIÚDOS...

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


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