Microorganismos no Tratamento de efluentes

Tratamento de efluentes líquidos Noções Básicas Aspectos Legais

Usos da Água e Geração de Efluentes Abastecimento Doméstico Água potável + Impurezas devido ao uso = Efluentes domésticos Abastecimento Industrial Água consumo industrial + Impurezas devido ao uso = Efluentes Industriais

Principais constituintes dos Efluentes Domésticos Água (99,9%) Sólidos (0,1%) – Sólidos Suspensos – Sólidos Dissolvidos – Matéria Orgânica – Nutrientes (N, P) – Organismos Patogênicos (vírus, bactérias, protozoários, helmintos) LODO

matéria Orgânica e inorgânica Remoção de sólidos em suspensão Por que tratar os efluentes? Remoção da matéria Orgânica e inorgânica Remoção de nutrientes Remoção de organismos patogênicos

Resolução CONAMA 357/05 Resolução nº 357, de 17 de março de 2005, do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), Ministério do Meio Ambiente – Resolução CONAMA n.º 357/2005 “dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamentos de efluentes, e dá outras providências”.

Estação do Tratamento de Efluentes Etapas do tratamento de um ETE. Tratamento secundário Tratamento preliminar Tratamento primário Tratamento terciário ou Pós tratamento

Tratamento Preliminar Objetivo: remoção de sólidos grosseiros e areia

Finalidades da remoção de sólidos grosseiros • proteger as unidades subsequentes; • proteger as bombas e tubulações; • proteger os corpos receptores. Finalidades da remoção de areia • evitar abrasão nas bombas e tubulações; • evitar obstrução em tubulações; • facilitar o transporte do líquido.

Tratamento Primário Objetivo Remoção de sólidos em suspensão sedimentáveis, materiais flutuantes (óleos e graxas) e parte da matéria orgânica em suspensão Etapa ocorre por um processo físico !

Tratamento Secundário Objetivo Remoção de matéria orgânica dissolvida e da matéria orgânica em suspensão não removida no tratamento primário pelo processo de lodo ativado. . contato entre os microrganismos e o material orgânico contido no esgoto participação de microrganismos Matéria orgânica + bactérias -------- H2O mais + CO2 + bactérias

Processo - Lodos Ativados tanque de aeração e decantador É o método mais utilizado mundialmente para remoção de carga orgânica dos efluentes. Foi desenvolvido na Inglaterra por Arden e Lockett em 1914 sendo composto basicamente por duas unidades: tanque de aeração e decantador

Tanque de aeração Decantadores Figura 1. Representação esquemática simplificada de um sistema de tratamento de esgotos do tipo lodos ativados, destacando seus componentes principais: tanque de aeração ou reator biológico, sistema de aeração, tanque de decantação e sistema para recirculação de lodo.

Lodo Ativado Consiste em um sistema no qual uma massa biológica cresce e flocula, sendo continuamente recirculada e colocada em contato com a matéria orgânica do despejo líquido na presença de oxigênio puro, ou através de aeradores mecânicos de superfícies.

Aeradores mecânicos de superfícies, realizando a mistura do lodo (microorgânismos), com o efluente e ao mesmo tempo introduzindo oxigênio no meio.

Os tratamentos baseados em processos biológicos permitem tratar grandes volumes de efluente, apresentam menor custo de funcionamento e simplicidade operacional (FREIRE et al., 2000; DA MOTTA et al., 2003).

O sistema de lodos ativados é o mais utilizado no tratamento biológico aeróbio de esgoto sanitário e também industrial no Brasil e no mundo. O princípio baseia-se na oxidação bioquímica dos compostos orgânicos e inorgânicos presentes nos efluentes, mediada por uma população microbiana diversificada e mantida em suspensão num meio aeróbio (SEVIOUR & BLACKALL, 1999).

Tecnologias desenvolvidas com estudo: Ao longo dos anos alguns modelos, baseados nas características biológicas do lodo, foram propostos para a verificação das condições operacionais e a avaliação da eficiência dos sistemas de lodos ativados.

Dentre estes, destacam-se o modelo criado por Jenkins et al Dentre estes, destacam-se o modelo criado por Jenkins et al. (2003), que leva em consideração as características da formação dos flocos biológicos, identificação e quantificação das bactérias filamentosas e identificação e quantificação dos protozoários e metazoários

Conclusão deste Estudo FLOCOS BIOLÓGICOS Os flocos biológicos são formados basicamente por bactérias formadoras de flocos no reator biológico, e a saúde destas influencia na boa formação dos mesmos, e consequentemente na boa sedimentação dos flocos no decantador secundário

O estudo dos flocos consiste em sua observação, contagem e classificação. Flocos ideais para uma boa tratabilidade e sedimentação são classificados como sendo predominantemente de médio e grande tamanhos, além de firmes, redondos e com aspecto compacto.

Quando apenas bactérias formadoras de flocos estão presentes, os flocos são geralmente pequenos (cerca de 75 μm), redondos e compactos, são os chamados flocos “Pin-point” este não possuem uma boa sedimentação.

Há também o floco com Bulking filamentoso - um problema que atinge de 20 a 40% das estações de tratamento (PUJOL & CANLER, 1992). Possuem um excesso de bactérias filamentosas que interferem na sedimentação e compactação do lodo biológico, pela produção de um floco difuso e irregular. Tornando o efluente mais turvo e com baixa sedimentabilidade.

BACTÉRIAS FILAMENTOSAS O estudo dos filamentos presentes no lodo biológico baseia-se na identificação e quantificação, segundo a escala de Jenkins et al. (2003). A e B consideradas pouca quantidade C e D densidade ideal E e F quantidades excessivas e perigosas de filamentos.

O estudo: Os principais motivos para o aparecimento de filamentos em sistemas aeróbios são escassez de nutrientes, baixa concentração de OD, baixa carga orgânica, presença de compostos reduzidos de enxofre, etc (EIKELBOOM, 2000), por isso a identificação desses organismos é de suma importância para diagnosticar o desempenho e a operação de uma ETE.

PROTOZOÁRIOS E METAZOÁRIOS Os microrganismos protozoários e metazoários fazem o “polimento final” do efluente, exercendo, portanto, um papel muito importante no tratamento biológico, auxiliando na remoção de DBO, um pouco de DQO e principalmente turbidez do efluente.

Estratégias de adaptação: Sabe-se ainda que a população de protozoários e metazoários se adapta a certas condições do efluente que vem do despejo doméstico ou industrial. Como essas condições geralmente mudam de tempos em tempos, esses microrganismos se adaptam a essas novas condições, se estabelecendo então uma nova densidade populacional, que pode reduzir ou aumentar.

De acordo com Nicolau et al De acordo com Nicolau et al. (2001), a caracterização da comunidade de protozoários e metazoários, presentes no tanque de aeração do sistema de lodos ativados, é uma ferramenta bastante útil para o monitoramento das ETEs. Os grupos mais comuns são dos Flagelados, Ciliados Livres, Ciliados Fixos, Ciliados Andarilhos, Suctórios, Tecamebas e Rotíferos.

Ciliado fixos

Tecameba

Ciliado livre-natante

Suctória

Metazoário Rotífero

De acordo com Jenkins et al. (2003), Madoni (1996) e Figueiredo et al De acordo com Jenkins et al. (2003), Madoni (1996) e Figueiredo et al. (1997), um bom desempenho do sistema está relacionado às espécies dominantes no processo, conforme relações descritas no Quadro 1.

Características do Processo Quadro 1. Classificação utilizada para agrupar os organismos da microfauna (Fonte: adaptada de BENTO et al., 2005 apud FIGUEIREDO et al., 1997). Microorganismos Características do Processo Predominância de flagelados e amebas Lodo jovem, característica de início de operação ou baixa IL Predominância de flagelados Deficiência de aeração, má depuração e sobrecarga orgânica Predominância de ciliados pedunculados e livres Boas condições de depuração Predominância de Arcella Boa depuração Predominância de Aspidisca costata Nitrificação Predominância de Trachelophyllum Alta idade do lodo Predominância de Vorticella microstoma e baixa concentração de ciliados fixos Efluente de má qualidade Predominância de anelídeos Excesso de OD

Madoni (1994) correlacionou ainda condições operacionais e os protozoários encontrados no tanque de aeração de 44 ETE’s por lodos ativados, após 20 anos de estudo criando uma matriz de correlação para obtenção do Índice Biológico do Lodo, relacionado às características do sistema, conforme observado na Tabela 1.

Valor IBL Classe Características Tabela 1: Conversão do IBL em 4 classes de qualidade e respectivas características do sistema (Fonte: adaptada de BENTO et al., 2005 apud FIGUEIREDO et al., 1997). Valor IBL Classe Características 08 – 10 I Sistema muito bem colonizado com excelente atividade biológica e ótima performance 06 – 07 II Lodo estável e bem colonizado, atividade biológica em declínio e boa performance 04 – 05 III Insuficiente depuração biológica no tanque de aeração e média performance 00 – 03 IV Fraca depuração biológica no tanque de aeração e baixa performance

Conclusão: Através do estudo da relação destes microorgânismos no tratamento de efluente, pode-se perceber que existe uma relação direta microorgânismo/efluente com a qualidade e eficiências do tratamento. O monitoramento destes microorgânismos no tanque de aeração, pode orientar o operador deste sistema a realizar certas manobras de controle. Ex.: (Abertura ou fechamento de bomba de alimentação, desvio de efluentes para tanques de emergências com vazão controlada, etc). Esta ferramenta (microscopia de lodo Ativado), vem para complementar ainda mais os processos físicos, químicos e biológicos no tratamentos de efluentes.

Obrigado !!

Tratamento de Efluentes Fonte: Adaptado de SABESP (2012) Vídeo de autoria da SABESP editado com fins educativos.

Referências: BENTO, A.P, et al. 2005. Caracterização da microfauna em ETE do tipo lodos ativados: um instrumento de avaliação e controle do processo. Eng. Sanit. Ambiental, v. 10(4), 329-33. CETESB. 1992. Microbiologia de Lodos Ativados. Séries Manuais. SABESP. 2012. Tratamento de Efluentes. Disponível em : <http://www.sabesp.com.br/Calandraweb/videoteca/Tratamento_Esgoto.zip>. Acesso em: 02 abr 2012. VAZOLLÉR, R. F. 1989. Microbiologia de lodos ativados. São Paulo: Cetesb.