FILTROS BIOLÓGICOS AERÓBIOS ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental PHD 2411 – Saneamento I FILTROS BIOLÓGICOS AERÓBIOS Roque Passos Piveli

Reator UASB + Filtro Biológico Aeróbio

TIPOS DE FILTROS BIOLÓGICOS AERÓBIOS Filtro biológico Percolador (FBP) - Não afogado - Aeração: ventilação natural Filtro Biológico Submerso (FBS) - Afogado - Aeração forçada: Soprador + Bolha grossa

FILTROS BIOLÓGICOS AERÓBIOS

Filtro Biológico - Estrutura do Biofilme

Filtros Biológicos Percoladores Características Gerais Dimensionamento

Exemplo de projeto de Filtro Percolador

Filtro Biológico Percolador - Sucre

ETE CAÇADORES - CAMBÉ/PR

Sistema de Drenagem - Fundo Falso do Filtro

Arranjos Típicos

FILTROS BIOLÓGICOS AERADOS SUBMERSOS Vazão média de esgoto: 11.625 m3/d Carga de DBO = 1.037 kg/dia Taxa de aplicação de DBO por área de enchimento CA  12 g DBO/m²xdia Enchimento com anéis plásticos: Área superficial específica de 120 m²/m³: CV  1,4 kg DBO/m3xdia VFB = 1.037 / 1,4 = 740 m3

Sistema de aeração A aeração será através de tubos perfurados, com saídas laterais e horizontais de ar, ou através de difusores de bolha grossa, sempre mais próximo à laje de suporte das pedras. A saída de ar deverá estar sempre acima da tubulação de alimentação de esgoto, para evitar subida do ar pela tubulação de alimentação.

NECESSIDADE DE OXIGÊNIO Os filtros operarão como sistema biológico aeróbio e sem nitrificação, requerendo cerca de 1,0 kgO2/kgDBO removida. Considerando, por segurança, DBO do efluente de 20 mg/L, a necessidade de oxigênio será: NEC.O2 = (1.037 – 11.625 x 0,02) x 1,0 = 804,5 kgO2/dia = 34 kgO2/hora Aeração com bolhas grossas Para HU = 2,8 m de enchimento + 0,7 de água: 0  12%  = 0 x 

 0,6 * 0,12 = 0,07 ou   7% A necessidade de introdução de oxigênio será: 34 / 0,07 = 500 kgO2/hora = 2.176 kg ar/hora = 1.814 Nm3ar/hora = 30 Nm3/min Para atender às horas de pico, será considerada a vazão de ar de 37 Nm3 ar/minuto (+ 20%) e pressão de 5 m.c.a.

- PRODUÇÃO DE LODO NOS FILTROS BIOLÓGICOS X = 0,7 kg SS/kg DBO aplicada X = 0,7 x 1.037 = 726 kgSS/d

DECANTADOR SECUNDÁRIO Para efluentes de filtros biológicos, que podem ser aplicados para filtros biológicos submersos aerados, o parâmetro básico de dimensionamento é a taxa de escoamento superficial, qA. Pela NBR 12.209 – qA  24 m3/m2xdia ADS = 11.625/24 = 484 m2

MBBR / IFAS

Qual a diferença? MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) Somente biomassa aderida (não tem retorno de lodo) IFAS (Integrated Fixed-Film Activated Sludge) Biomassa em suspensão + aderida (tem retorno de lodo)

Tecnicamente: resultados semelhantes Lodo ativado x IFAS Tecnicamente: resultados semelhantes Lodo ativado: Maior volume de tanques Custos de implantação IFAS: Necessidade da mídia móvel Custos de Implantação IFAS: Maior consumo de O2 (ODTA = 3,0 mg/L)

Relação entre taxa de nitrificação e concentração de oxigênio dissolvido em sistema com MBBR (Rusten et al, 1995)

Área superficial específica de 300 - 600 m²/m³ Mídia Móvel liso ranhuras Área superficial específica de 300 - 600 m²/m³

Condições de Projeto % mídia móvel em relação ao volume do tanque: 30 a 70% Quantidade de biomassa formada: 12 gSSV/m2 Taxa de aplicação até 15 g DBO/m2.d até 1,0 g N/m2.d (para nitrificação) Necessidade especial: Telas de retenção da mídia