Processos Aeróbios de Tratamento de Efluentes Líquidos

Apresentação em tema: "Processos Aeróbios de Tratamento de Efluentes Líquidos"— Transcrição da apresentação:

1 Processos Aeróbios de Tratamento de Efluentes Líquidos

2 Introdução

3 Reatores e Processos Os processos biológicos de tratamento de águas residuárias são protótipos artificiais, compactos e concentrados de processos naturais de depuração. onde intervém uma população biológica variada, complexa e em competição constante, ou seja, um ecossistema em que cada organismo tem uma taxa de crescimento específica dependente de fatores bióticos e abióticos, controláveis ou não, tais como: a disponibilidade de substrato, fatores ambientais e outros relativos ao dimensionamento e operação dos sistemas Introdução Introdução

4 Reatores e Processos A remoção e a degradação de poluentes orgânicos presentes nos efluentes pode ser feita empregando-se comunidades microbianas heterogêneas com predominância de bactérias. procura-se intensificar a proliferação de certos microrganismos, especialmente as bactérias, que além da propriedade de oxidar aerobiamente a matéria orgânica carbonácea e a amônia, possuem a característica especial de formarem massas capazes de adsorver partículas em suspensão – a floculação biológica. Os sistemas de tratamento, por operarem com elevadas concentrações microbianas e com aportes adequados de energia e nutrientes, permitem intensificar o processo de biodegradação, que pode ser conduzido em tempos relativamente curtos e em larga extensão. Introdução Introdução

5 Reatores e Processos De maneira genérica, os microrganismos presentes em reatores aeróbios podem ser classificados, em dois grandes grupos: I. os decompositores II. os consumidores I - constituindo cerca de 95% da população microbiana, são na maioria bactérias heterotróficas, alguns fungos, e também alguns protozoários osmotróficos. Estes microrganismos são responsáveis pela degradação bioquímica dos substratos presentes nos esgotos; II - alimentam-se de bactérias e protozoários, incluindo a microfauna, composta por protozoários fagotróficos e metazoários microscópicos. Possuem papel secundário na degradação da matéria orgânica, mas são de elevada importância na manutenção do balanço ecológico do sistema. Introdução Introdução

6 Reatores e Processos BACTÉRIAS
As bactérias são os microrganismos mais importantes na decomposição da matéria orgânica carbonácea e reciclagem de nutrientes. Possuem rápido crescimento, grande versatilidade nutricional. São adaptadas às mais variadas condições físico-químicas de pH, temperatura, salinidade e pressão. No tratamento biológico de esgotos em sistemas de biomassa floculada, elas desempenham três papéis básicos: a oxidação da matéria carbonácea (heterotróficas), a nitrificação (oxidação de amônio) e a formação dos flocos que confere a capacidade de sedimentação ao lodo e conseqüente clarificação do esgoto tratado Introdução Introdução

7 Reatores e Processos Introdução Introdução
Tabela 01 - Grupos metabólicos de bactérias envolvidas no processo de tratamento de efluentes. Introdução Introdução

8 Reatores e Processos Formação dos flocos biológicos
O floco biológico produzido nos sistemas de lodos ativados consiste de uma estrutura heterogênea, composta principalmente, por microrganismos, dentre os quais: bactérias, protozoários, fungos e alguns micrometazoários como os rotíferos, pequenos vermes, tardígrados e até mesmo larvas de insetos. A fração não biológica dos flocos contém partículas orgânicas e inorgânicas constituintes da água residuária, e polímeros extracelulares, apresentando estes últimos, importante papel na biofloculação Introdução Introdução

9 Reatores e Processos Estrutura dos flocos biológicos Macroestrutura
Microestrutura Macroestrutura - constituída por bactérias filamentosas, agregadas pelos seus polímeros extracelulares, exerce função de matriz estrutural compondo o "esqueleto" interno dos flocos. Nesta estrutura, agregam-se, os microrganismos formadores de flocos, principalmente bactérias não filamentosas, constituintes da microestrura. Microestrutura - é a base para a formação de qualquer floco, compõem-se por organismos formadores de flocos (não filamentosos). Um floco pequeno, também denominado pin floc pode ser constituído apenas pela microestrutura. Introdução Introdução

10 Reatores e Processos Introdução Introdução
Tabela 2 - Causas e efeitos de problemas relacionados à formação dos flocos em sistemas de lodos ativados. Introdução Introdução

11 Reatores e Processos FUNGOS
Não são habitantes frequentes, mas seu desenvolvimento pode ser estimulado se prevalecerem condições como: pH próximo de 5, presença de grande quantidade de carboidratos e deficiência de nutrientes. O crescimento excessivo desses organismos pode levar o sistema à situação de bulking. Introdução Introdução

12 Reatores e Processos Introdução Introdução
Uma vez disponível o oxigênio, elemento vital para a biodiversidade dos ecossistemas aquáticos, o processo de biodegradação dos poluentes orgânicos segue a via denominada aeróbia. A Figura 1 ilustra a via de respiração aeróbia, que se baseia na presença de um doador de elétrons, no caso, a matéria orgânica poluente e, de um receptor final de elétrons, o oxigênio. A grande diferença de potencial de oxi-redução entre o receptor e o doador de elétrons permite que as moléculas orgânicas sejam oxidadas a C02 com grande produção de ATP. Dessa disponibilidade energética decorre acentuado crescimento microbiano no processo aeróbio. Figura 1. Esquema da respiração aeróbia: fluxo de carbono e fluxo de elétrons. Introdução Introdução

13 Reatores e Processos O crescimento microbiano se traduz, do ponto de vista prático, pela excessiva produção de biomassa ou lodo biológico, o que vem se constituindo em problema para esses processos devido aos custos de manuseio e à dificuldade de encontrar destinos adequados para esse material. Introdução Introdução

14 Reatores e Processos Nas condições adversas de um sistema de tratamento, muitas espécies bacterianas produzem cápsulas, que se constituem de camadas de exopolímeros excretados pelas células, que facilitam a adesão a superfícies suportes ou a outras células, além de se constituírem em barreira protetora para as bactérias em ambientes hostis. Introdução Introdução

15 Reatores e Processos Introdução Introdução
Contrariamente ao crescimento disperso, com células bacterianas individualizadas, que se verifica em cultivos em meios ricos e balanceados, nos sistemas naturais e de tratamento de efluentes, verifica-se a formação de aglomerados microbianos, em cuja formação, os exopolímeros têm papel fundamental. Como ilustrado na Figura 2, a excreção de substâncias poliméricas extracelulares assegura a formação de estruturas de dimensões de até algumas centenas de micra, como os flocos microbianos e os biofilmes. Figura 2. Representação esquemática da formação de cápsula e agregação microbiana para a formação de aglomerados: flocos e filmes. Introdução Introdução

16 Reatores e Processos Introdução Etapas do processo de biodegradação
- Os poluentes presentes na fase aquosa são primeiramente adsorvidos nas superfícies dos filmes e flocos microbianos. Essa adsorção é rápida para material orgânico particulado e para moléculas orgânicas de elevada massa molar, no entanto, mesmo moléculas orgânicas menores são rapidamente adsorvidas nos aglomerados microbianos. - A seguir, as moléculas menores são transportadas no interior da matriz exopolimérica até atingir as superfícies das células microbianas. - As moléculas maiores podem sofrer modificações catalisadas pelas enzimas extracelulares. até que adquiram a configuração adequada para serem assimiladas pelas células microbianas. - A última etapa do processo consiste da assimilação das substâncias poluentes (originais ou modificadas) pelos microrganismos. Uma vez transportadas para o interior das células essas substâncias serão encaminhadas para rotas metabólicas específicas, características dos processos aeróbios de degradação. Figura 3. Etapas envolvidas na remoção de poluentes da fase aquosa (a) e posterior biodegradação por via aeróbia (b). Etapas do processo de biodegradação Introdução

17 Reatores e Processos Biomassa em Suspensão Biomassa Fixa
Lagoa Aerada Lodo Ativado MBR com módulo interno ou externo Poços Profundos Air-Lift Biomassa em Suspensão Biomassa Fixa Suporte Fixo Suporte Móvel Leito Expandido Leito Fluidizado RBC Air-Lift Leito de Percolação Leito Submerso MBR Tipos de biorreatores empregados Introdução

18 Reatores com Biomassa em Suspensão

19 Reatores e Processos Lodos ativados é o processo biológico de tratamento mais difundido. Constituído por: um tanque de aeração um sedimentador - Um dos seus componentes é o tanque de aeração, onde uma alta concentração de flocos microbianos, mantidos em suspensão, promove a degradação dos poluentes. - Outro componente não menos importante é o sedimentador, em série com o tanque de aeração, que permite separar os flocos microbianos e promover adensamento do lodo sedimentado. - O sobrenadante clarificado pode ser descartado ou seguir para um tratamento complementar. O lodo sedimentado é, em parte, retornado ao tanque de aeração, permitindo que este opere com elevada concentração microbiana. O excesso de lodo produzido no processo é enviado para tratamentos posteriores. O processo de lodos ativados Introdução

20 Figura 4. Esquema do processo de lodos ativados
Reatores e Processos - O processo tem como ponto crítico a sedimentabilidade do lodo. Se ela não for adequada não se atinge no tanque de aeração a concentração microbiana necessária. Ademais, os sólidos não sedimentados saem na corrente de sobrenadante, prejudicando a qualidade do efluente tratado. Figura 4. Esquema do processo de lodos ativados O processo de lodos ativados Introdução

21 Reatores e Processos Pode ser operado em três faixas da carga (kgDB05/kgSSV.dia): Forte carga (1 – 5) Convencional (0,2 – 0,5) Aeração prolongada (0,05 – 0,15) A carga, também denominada relação A/M, é a quantidade de DBO5 (na unidade de tempo) alimentada ao processo dividida pela massa de sólidos voláteis no tanque de aeração. O processo de lodos ativados Introdução

22 Reatores e Processos O principais parâmetros operacionais:
Carga orgânica aplicada ou relação A/M (kgDB05 ou DQO/kgSSV.dia) Q = vazão de efluente a ser tratada Sa= DBO5 ou DQO do afluente ao processo V = capacidade do tanque de aeração Xe = concentração de biomassa no tanque de aeração, expressa como SSV O processo de lodos ativados Introdução

23 Reatores e Processos Carga volumétrica aplicada (kgDB05 ou DQO/m3.dia)
Q = vazão de efluente a ser tratada Sa= DBO5 ou DQO do afluente ao processo V = capacidade do tanque de aeração O processo de lodos ativados Introdução

24 Reatores e Processos Idade do lodo ou tempo médio de retenção microbiana (1/m3) Xu = concentração de biomassa na saída de fundo do sedimentador, expressa como SSV w = vazão de descarte de lodo O processo de lodos ativados Introdução

25 Reatores e Processos O lodo ativado apresenta um tipo de sedimentação denominada zonal. Os sólidos sedimentam conjuntamente, formando uma interface nítida com o líquido clarificado. A sedimentabilidade é influenciada pela variedade microbiológica, concentração de MO, características do floco formado, idade do lodo, produção de polímeros extracelulares. O processo de lodos ativados Introdução

26 Figura 5. O teste de sedimentação do lodo em proveta.
Reatores e Processos Se a altura da interface (h) for medida ao longo do tempo, pode-se traçar a curva de variação de h versus tempo, tal como mostrado na Figura 6. Figura 5. O teste de sedimentação do lodo em proveta. O processo de lodos ativados Introdução

27 Reatores e Processos O processo de lodos ativados Introdução
Nessa curva observam-se três regiões: A primeira refere-se à fase de velocidade de sedimentação constante. A tangente à curva h=h(t) no instante inicial fornece a chamada Velocidade de Sedimentação Zonal (VSZ). Um valor elevado de VSZ indica um lodo com boas características de sedimentabilidade. Na segunda região a velocidade de sedimentação decresce com o tempo, mas ainda apresenta valores significativos. Na terceira região a velocidade da interface é muito pequena e o lodo passa a ser adensado ou compactado. Figura 6. Curva típica de variação da altura da interface com o tempo no teste de sedimentabilidade do lodo: 1) região de velocidade de sedimentação constante 2) região de transição (velocidade variável) 3) região de compactação O processo de lodos ativados Introdução

28 Reatores e Processos Assim, se Xe for a concentração de sólidos na amostra e Vp o volume de líquido na proveta, pode-se escrever: Xe é expresso como Sólidos Totais ou Sólidos Voláteis em Suspensão (SST ou SSV) IVL é expresso em mL/g A medida do volume ocupado pelo lodo após 30 minutos de sedimentação (V30), expresso em mL, dividido pela massa de sólidos (em base seca) presente no teste, expressa em gramas, fornece o índice de sedimentabilidade denominado Índice Volumétrico do Lodo (IVL). O processo de lodos ativados Introdução

29 Reatores e Processos Faixas de Índice Volumétrico do Lodo (IVL) recomendadas: Faixa de IVL (mL/g) Autores 40 – 150 Jordão e Pessoa, 1995 50 – 150 Bitton, 1994 < 80 IWPC,1987 80 – 120 Jenkins et al., 1993 - O IVL é um parâmetro mais consistente do que a VSZ, pois é avaliado ao final do processo de sedimentação. A VSZ é uma medida feita no instante inicial, portanto, reflete a tendência primeira de sedimentação do lodo. Muitas vezes o lodo apresenta indício de sedimentar bem, mas após alguns minutos a velocidade de sedimentação decresce e ao final de 30 minutos o lodo não está suficientemente adensado. - Alguns autores sugerem que a medida de turbidez do sobrenadante, no teste da proveta, fornece informação importante e complementar sobre as características de sedimentação do lodo. Lodos oxidados podem apresentar uma fração significativa de material particulado, decorrente da desfloculação. Nessas condições, pode ocorrer que a maior parte dos sólidos sedimente bem, fornecendo valores adequados de IVL. - A determinação da turbidez do sobrenadante, entretanto, pode indicar a presença significativa de pequenas partículas não sedimentadas. O processo de lodos ativados Introdução

30 Reatores e Processos Uma questão que pode ser colocada é a seguinte: será a sedimentabilidade afetada pelas condições de operação do processo de lodos ativados? - Sim, a resposta é afirmativa. Vários autores já se debruçaram sobre esse tema. - Bisogny et aI. (1971, apud Roques, 1980) observaram um efeito marcante da idade do lodo (c) sobre o IVL, evidenciando que a operação do processo de lodos ativados com c da ordem de 2 a 3 dias levava a um apreciável incremento do IVL, resultando em má sedimentação. Os autores recomendaram uma faixa ótima de c de 4 a 9 dias. - A carga orgânica aplicada ou razão A/M é apontada como um dos parâmetros que mais influencia a estrutura dos flocos e a sua sedimentação. O processo de lodos ativados Introdução

31 Reatores e Processos Condições de operação do processo de lodos ativados - Fontes (Roques, 1980 e WEF,1996) O processo de lodos ativados Introdução

32 Reatores e Processos Valos de Oxidação
Trata-se de um sistema de tratamento desenvolvido na Europa, originalmente para atender as necessidades de saneamento de pequenas comunidades (menos de habitantes). Variantes do processo de lodos ativados Introdução

33 Figura 6. Ilustração esquemática de um vaIo de oxidação.
Reatores e Processos - Do ponto de vista conceitual, os valos operam como lodos ativados em regime de aeração prolongada. - A relação A/M situa-se na faixa de 0,07 a 0,15 kgDBO5/kgSSV.d e o teor de SSV no valo pode se situar entre e mg/L. - A geometria dos valos de oxidação é variável, mas, em geral, esses tanques são longos e apresentam relação comprimento/largura da ordem de 8 a 12. - A altura de líquido no tanque situa-se na faixa de 2 a 5 metros. - Os valos de oxidação podem operar de modo contínuo, intermitente ou de modo descontínuo (batelada). - Nessa última forma de operação eles foram os precursores dos chamados SBR ("Sequencing Batch Reactors"). Figura 6. Ilustração esquemática de um vaIo de oxidação. Variantes do processo de lodos ativados Introdução

34 Reatores e Processos SBR - "Sequencing Batch Reactor"
Essa vertente operacional vem ganhando difusão para o tratamento de esgotos de pequenas comunidades e de efluentes industriais produzidos em pequena quantidade. - No caso de esgotos domésticos, a remoção de nutrientes (nitrogênio e fósforo) pode ser alcançada em altos níveis explorando-se a versatilidade do sistema, que pode operar em condições anóxicas ou aeróbias, caso necessário. - Os SBR têm ciclo operacional ilustrado na Figura 7. O controle sobre o tempo de reação nos SBR’s pode assegurar altos níveis de remoção de matéria orgânica e de nitrificação. Variantes do processo de lodos ativados Introdução

35 Reatores e Processos Variantes do processo de lodos ativados
Figura 7. Ciclo operacional de um SBR - a) enchimento, b) reação - fase aeróbia, c) sedimentação, d) drenagem do sobrenadante Variantes do processo de lodos ativados Introdução

36 Reatores e Processos Estabilização por Contato ("Contact Stabilization") É uma variante interessante do processo de lodos ativados e baseia-se na capacidade de adsorção dos aglomerados microbianos, que é intensificada quando o lodo é submetido a um longo período de aeração. Variantes do processo de lodos ativados Introdução

37 Reatores e Processos Variantes do processo de lodos ativados
- No primeiro tanque ocorre predominantemente o fenômeno de adsorção de material orgânico particulado, material coloidal e macromoléculas em solução. Esse fenômeno tem cinética rápida, de sorte que o tempo de passagem do efluente no tanque de contato é reduzido (0,5 - 2 h). Nesse tanque também ocorre biodegradação parcial dos poluentes. - No tanque de estabilização é completada a assimilação e a biodegradação dos poluentes e o lodo é acondicionado para a etapa de contato. Os tempos de passagem, relativamente elevados (3 a 6h), no tanque de estabilização podem permitir acentuada nitrificação. - As concentrações de sólidos em suspensão nos tanques de contato e estabilização variam nas faixas de a mgSSV/L e a mgSSV/L, respectivamente. - Razões de recirculação de lodo na faixa de 0,5 a 2 podem ser empregadas. Figura 8. Representação esquemática do processo de Estabilização por Contato Variantes do processo de lodos ativados Introdução

38 Reatores e Processos Lagoas Aeróbias
Podem ser conceituadas como tanques agitados que operam com biomassa em suspensão. A não disponibilidade de recirculação da biomassa, tal como ocorre no processo de lodos ativados, resulta em concentrações muito menores de sólidos em suspensão (50 a 300 mg/L). - Essas lagoas se configuram como sistemas naturais de tratamento ou sistemas que empregam pouca energia para agitação, mistura e transferência de oxigênio. - Têm sido muito empregadas para o tratamento de efluentes de refinarias de petróleo, indústrias de celulose e papel, indústrias alimentícias e agroindústrias. - conseqüentemente, volumes muito grandes são necessários para promover adequados níveis de remoção de matéria orgânica. Lagoas aeradas agitadas Introdução

39 Reatores e Processos Para esgotos domésticos, em geral, tempos de retenção maiores do que 4 dias não promovem incremento na qualidade do efluente tratado (Jordão e Pessoa,1995). Lagoas aeradas agitadas Introdução

40 Reatores e Processos Para efluentes industriais os tempos podem ser muito maiores. Grady e Lim (1980) compilaram dados operacionais de diversas lagoas e revelaram tempos de retenção hidráulica variando de 0,7 a 17 dias, alturas de líquido de 1,5 a 5 m. Lagoas aeradas agitadas Introdução

41 Figura 9. Representação esquemática de uma lagoa aerada agitada
Reatores e Processos - Em muitas situações, a jusante da lagoa aerada agitada é instalada uma lagoa de sedimentação, para remover os sólidos em suspensão que são carreados pelo efluente na saída da lagoa. Figura 9. Representação esquemática de uma lagoa aerada agitada Lagoas aeradas agitadas Introdução

42 Reatores e Processos Poço Profundo
O reator do tipo poço profundo pode atingir até 150m de profundidade. As pressões alcançadas nas camadas mais profundas de líquido contribuem para aumentar a eficiência de transferência de oxigênio. - Os níveis de oxigênio dissolvido podem ser bastante elevados no seio do reator. - O efluente do reator apresenta-se supersaturado com ar quando exposto à atmosfera. Isto permite a separação dos flocos microbianos por flotação. Outros tipos de reatores com biomassa em suspensão Introdução

43 Reatores e Processos Outros tipos de reatores com biomassa em suspensão Introdução

44 Reatores e Processos Air-lift
Os reatores do tipo "air-lift" têm sido objeto de investigação acadêmica, entretanto, poucas instalações industriais estão em funcionamento. Esses reatores podem conter partículas em suspensão para a adesão microbiana, operando, neste caso, como um reator de biomassa fixa a suporte móvel (Campos et aI., 2002). Outros tipos de reatores com biomassa em suspensão Introdução

45 Reatores e Processos Outros tipos de reatores com biomassa em suspensão Introdução

46 Reatores com Biomassa Fixa

47 Reatores e Processos O princípio de funcionamento dos reatores com biofilme é a retenção de uma comunidade microbiana diversificada e ativa no seu interior. A utilização de suportes, com elevadas áreas superficiais específicas, permite acumular grande quantidade de biomassa no interior dos reatores. Reatores com biomassa fixa Introdução

48 Reatores e Processos Filtros biológicos ("tricking filters")
Não promovem uma filtração, propriamente dita, mas sim adsorção e biodegradação dos poluentes presentes na fase aquosa. Os filtros biológicos são, pois, reatores com biomassa aderente a suporte, sobre a qual percola o efluente a ser tratado Filtros biológicos Introdução

49 Figura 11. Esquema de um filtro biológico.
Reatores e Processos - Muitos autores conceberam modelos em que um filme líquido percola constantemente em contato com a biomassa aderida. - Na realidade porções de fluido escoam de modo intermitente sobre o biofilme e, desse modo, o contato entre as fases não é de todo satisfatória nos filtros biológicos. - Os poluentes presentes nas porções de líquido em escoamento se difundem até a superfície e para o interior dos biofilmes, o mesmo ocorrendo com o oxigênio. O CO2 produzido no processo de biodegradação faz o percurso inverso. - Os filtros mais antigos empregam leitos a base de pedras, cascalhos, coque, escória e outros materiais grosseiros. - O advento dos recheios ou suportes de material plástico, ocorrido a partir dos anos cinqüenta, deu novo impulso à difusão dos filtros biológicos, permitindo ampliar as suas faixas operacionais, em termos de carga orgânica aplicada. - Os suportes tradicionais apresentavam densidades aparentes de a 1500 kg/m3, áreas superficiais específicas de 80 a 120 ml/m3 e porosidades de leito de 40 a 60%. - Os suportes ou recheios plásticos têm densidades aparentes na faixa de 60 a 80 kg/m3, áreas superficiais específicas de 80 a 330 ml/m3 e porosidades de leito maiores que 93%. Figura 11. Esquema de um filtro biológico. Filtros biológicos Introdução

50 Reatores e Processos Biodiscos (RBC)
Esses sistemas podem ser constituídos de discos de 2 a 3,5m de diâmetro, 1,5 a 2cm de espessura e espaçados de cerca de 2cm. A pilha de biodiscos é montada num eixo central, que é movimentado mecanicamente com velocidades de rotação de 1 a 2rpm. Biodiscos Introdução

51 Figura 12. Esquema de um biodisco.
Reatores e Processos - As estruturas corrugadas podem ser produzidas com diâmetros de até 3,6 m e comprimentos de 7,5 m e, conforme comentado, vem substituindo as pilhas de discos como suporte para adesão da biomassa nos sistemas rotativos. O advento das estruturas corrugadas permitiu, praticamente, dobrar o valor da área específica disponível para adesão microbiana (Antonie, 1976). - A transferência de oxigênio se faz quando a superfície do suporte, recoberto de biomassa e devidamente molhado, entra em contato com o ar. Em alguns tipos de RBC podesse empregar, adicionalmente, aeração com difusores colocados na base do tanque. Figura 12. Esquema de um biodisco. Biodiscos Introdução

52 Reatores e Processos Leitos Fixos Submersos Aerados
Os reatores de leito submerso têm capacidade de assimilar flutuações de vazão e carga orgânica e podem ser aplicados ao tratamento de efluentes que não são gerados nos fins de semana ou em algumas horas do dia, como sugerido por Rusten et aI. (1983). Leito Submerso Introdução

53 Figura 13. Esquema de um leito fixo submerso.
Reatores e Processos - Nos biofiltros a forte tendência de colmatagem dos leitos impõe a necessidade de retrolavagens periódicas, tornando mais complicada a sua operação. - Para contornar os problemas de colmatagem do leito. acima referidos, novos tipos de materiais suporte foram propostos como os recheios plásticos estruturados (Ryhiner et al, 1992). Figura 13. Esquema de um leito fixo submerso. Leito Submerso Introdução

54 Reatores e Processos Reatores de Leito Expandido
O termo leito expandido compreende os casos em que também ocorre a chamada fluidização uniforme. - As dificuldades de manter distribuição uniforme de sólidos no interior do reator e a necessidade de uma unidade para pré-aeração do efluente a ser tratado dificultaram a difusão dos reatores de leito expandido bifásicos (sólido e líquido). - Apresentam características muito vantajosas corno intenso contato entre as fases, maiores velocidades de transferência de nutrientes e de oxigênio e intenso grau de mistura, que permite absorver e amortecer picos de concentração na corrente de ef1uente a ser tratado. Leito Expandido Introdução

55 Figura 14. Esquema de um reator de leito expandido.
Reatores e Processos Figura 14. Esquema de um reator de leito expandido. Leito Expandido Introdução

56 Reatores e Processos Biorreatores com membranas (MBR)
Consistem de reatores com biomassa em suspensão e unidade com membranas para a separação de sólidos, promovendo, assim, de modo concomitante, a biodegradação dos poluentes e a separação dos sólidos. Geram efluentes tratados que atendem os padrões de qualidade para lançamento e, muitas vezes, as exigências para reúso de água. Reator Com Membrana Introdução

57 Figura 15. Esquema de um reator com membrana – a) interno; b) externo
Reatores e Processos - Nestes sistemas, módulos de microfiltração ou ultrafiltração funcionam como uma barreira, retendo a biomassa, para que esta seja retomada ao reator. Pode-se controlar o tempo de retenção da biomassa de forma completamente independente do tempo de retenção hidráulica. - O módulo de membranas substitui o sedimentador secundário e a sua capacidade de retenção de sólidos permite que se atinjam altas concentrações microbianas no tanque de aeração. - Os MBR tomam possível a implantação de estações de tratamento compactas. Uma vez que o reator é operado com altas concentrações microbianas, o volume necessário para o tanque de aeração também pode ser diminuído, resultando numa redução significativa da área destinada à estação e dos custos com obras civis. - Outro ponto positivo desse sistema é que as macromoléculas de lenta degradação, eventualmente presentes no ef1uente a tratar, podem ser passíveis de degradação, devido à sua retenção do meio reacional. Figura 15. Esquema de um reator com membrana – a) interno; b) externo Reator Com Membrana Introdução

58 Reatores e Processos Reator Com Membrana Introdução
- Características operacionais de MBR usados no tratamento de esgoto doméstico. Reator Com Membrana Introdução