Lodos Ativados.

Apresentação em tema: "Lodos Ativados."— Transcrição da apresentação:

1 Lodos Ativados

2 Introdução O sistema de lodos ativados é mundialmente utilizado para o tratamento de despejos domésticos e industriais, em situações em que são necessários uma elevada qualidade do efluente tratado e reduzidos requisitos de área . As seguintes unidades são parte integrante da etapa biológica do sistema de lodos ativados: Tanque de aeração (reator); Tanque de decantação (decantador secundário); Recirculação de lodo. Sistema de introdução de oxigênio.

3 Fluxograma de Lodos Ativados
X; S; Q Reator X S Q+Qr Decantador X0 S0 Q Afluente Efluente Xe S Q-Qex Xr S Qr Qex Recirculação

4 Lodos Ativados Q = vazão de alimentação (m3/d)
Qr = vazão de recirculação (m3/d) Qex = vazão de lodo excedente (m3/d) So = concentração de DBO afluente (mg/l) S = concentração de DBO efluente (mg/l) X = concentração de sólidos em suspensão no reator (mg/l) Xo = concentração de sólidos em suspensão no afluente (mg/l) Xe = concentração de sólidos em suspensão no efluente (mg/l) Xr = concentração de sólidos em suspensão do lodo excedente (mg/l) V = volume do reator (m3)

5 O tratamento opera basicamente pelo sincronismo de algumas variáveis:
Lodos Ativados O tratamento opera basicamente pelo sincronismo de algumas variáveis: Reinoculação de biomassa ativa através do retorno de lodo do decantador secundário; Manutenção do suprimento de ar ao tanque de aeração; Manutenção de condições adequadas de mistura, e ausência de condições toxicas; Descarte de biomassa em excesso

6 Intervalos sugeridos:
Lodos Ativados Intervalos sugeridos: OD Tanque de Aeração (mg/l); OD Manto de lodo do Dec. 2a >0,5 (mg/l); SST Tanque de Aeração (mg/l); Idade do lodo  25 dias; F/M ,12 kgDBO/kgSSV.d. IVL 250 ml/g

7 Processo de Nitrificação
A transformação da amônia em nitritos é efetivada através de bactérias, como as do gênero Nitrosomonas. Já a oxidação dos nitritos a nitratos dá-se principalmente pela atuação das bactérias do gênero Nitrobacter.  A equação global da nitrificação é : NH4+-N + 2 O2  NO H+ + H2O (1)

8 Processo de Nitrificação
Essa reação global caracteriza o processo de nitrificação com: Consumo de oxigênio livre, referido como demanda nitrogenada; Liberação de H+, consumindo alcalinidade do meio e possivelmente reduzindo o pH;

9 Processo de Desnitrificação
Em condições anóxicas (ausência de oxigênio mas presença de nitratos), os nitratos são utilizados por microrganismos heterotróficos. Neste processo, denominado de desnitrificação, o nitrato é reduzido a nitrogênio gasoso, segundo a reação: NO3--N + 2 H+  N2 + 2,5 O2 + H2O (2)

10 Processo de Desnitrificação
Contrariamente a nitrificação, na reação de desnitrificação deve-se destacar:  Economia de oxigênio, pois a matéria orgânica pode ser estabilizada na ausência de oxigênio; Consumo de H+, implicando na economia de alcalinidade e no aumento da capacidade tampão do meio.

11 Controle do Processo de Lodos Ativados
Os principais parâmetros que devem ser controlados pelo operador são : Oxigênio dissolvido (OD); Concentração do lodo ativado e suas características; Tempo de retenção e vazão afluente; pH e temperatura de entrada; Concentração de nutrientes no afluente; Entrada de produtos tóxicos; Odor e Cor;

12 Controle do Processo de Lodos Ativados
Com o conhecimento das variabilidades dos parâmetros e sabendo como controlá-los, o operador se acostumará e definirá as posições ideais de operação de válvulas manuais, instrumentos de medição, alturas de água nos tanques, etc.

13 Controle do Processo de Lodos Ativados
Quando for necessário fazer alguma alteração ou correção no sistema, o operador deve: Não alterar muitos parâmetros de controle ao mesmo tempo; Permitir que o sistema se recupere, antes de passar para uma próxima etapa de ajuste; Ajustar os controles de modo gradual. Uma mudança ou correção necessita normalmente de 24 a 36 horas para se ter início a visualização dos resultados, podendo atingir uma semana para que os resultados sejam de fato observados.

14 Controle do Processo de Lodos Ativados
Controle da relação alimento/microrganismos F/M (‘Food/Microorganism”) O termo alimento (F) é comumente dado como o valor de DBO afluente ao sistema, expresso em kg DBO/dia. Já o termo microrganismo (M) é dado como a massa total de sólidos suspensos voláteis no sistema de aeração, expresso em kg SSVTA.

15 Controle do Processo de Lodos Ativados
A carga de alimentos (F) fornecida é dada por: F = Q . So enquanto que a massa de microrganismos é calculada por: M = V . Xv onde: Q=vazão afluente (m3/dia) So=concentração de DBO afluente (g/m3) V= volume do reator aeróbio (m3) Xv=concentração de sólidos em suspensão voláteis (g/m3)

16 Controle do Processo de Lodos Ativados
Dessa forma a relação F/M é expressa como:

17 Controle do Processo de Lodos Ativados
O uso da relação F/M como método de controle indica se a quantidade de matéria orgânica biodegradável que está alimentando o processo durante um determinado tempo coincide diretamente com a taxa de crescimento dos microrganismos.

18 Controle do Processo de Lodos Ativados
Com esse método, o operador pode variar a quantidade de microrganismos no sistema em resposta às alterações da carga de DBO influente. Para controlar a quantidade dos microrganismos ativos disponíveis, o operador deve fazer ajustes no descarte do lodo da planta e na taxa de recirculação do lodo.

19 Controle do Processo de Lodos Ativados
A idade do lodo (qc) é também comumente referenciada como tempo de retenção de sólidos ou tempo médio de residência celular. Este método de controle relaciona os sólidos presentes no sistema biológico com a taxa de crescimento biológico.

20 Controle do Processo de Lodos Ativados
A idade de lodo (qc) média da planta será definida por: onde; Xve = concentração de SSV no efluentes (g/m3) Xvr = concentração de SSV no lodo de retorno (g/m3). Normalmente, a concentração de SS no efluente final é baixa (Xve = 0), comparada com os valores de Xv e Xvr

21 Controle do Processo de Lodos Ativados
Em decorrência, a idade do lodo pode ser simplifica para:

22 Controle do Processo de Lodos Ativados
Exemplo de aplicação: Um sistema de lodo ativados apresenta idade do lodo (qc) igual a 25 dias (valor de projeto). Supondo que a concentração de SSV nos tanques de aeração esteja em mg/l (3,5 kg/m3) e que a concentração no retorno de lodo em mg/l (8,0 kg/m3), calcular a vazão de retirada do excesso de lodo Qex para manter o valor de qc estimado acima. O volume do tanque é de 1235 m3.

23 Controle do Processo de Lodos Ativados
Onde: Xv = 3,5 kg/m3 Xvr = 8,0 kg/m3 V = 1235 m3 qc = 25 dias Portanto,

24 Microbiologia do Lodo

25 Microbiologia do Lodo

26 Microbiologia do Lodo Microrganismos Características do processo
Predominância de flagelados e rizópodes Lodo jovem, características de início de operação ou idade do lodo baixa Predominância de flagelados Deficiência de aeração, má depuração e sobrecarga orgânica Predominância de ciliados pedunculados e livres Boas condições de depuração Presença de Arcella (rizópode com teca) Boa depuração

27 Características do processo
Microbiologia do Lodo Microrganismos Características do processo Presença de Aspidisca costata (ciliado livre) Nitrificação Presença de Trachelophyllum (ciliado livre) Idade do lodo alta Presença de Vorticella microstoma (ciliado pedunculado) Efluente de má qualidade e baixa concentração de ciliados livres Predominância de anelídeos do gênero Aelosoma Excesso de oxigênio dissolvido Predominância de filamentos (*) Intumescimento do lodo ou bulking filamentoso (*) para caracterizar o intumescimento do lodo é necessário avaliar os flocos.

28 Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)
OBSERVADO POSSÍVEL CAUSA AÇÃO RECOMENDADA 1. Rápido aumento na concentração de OD - Carga de choque altamente tóxica com possível morte dos microrganismos - Parar ou reduzir a entrada dos despejos. - Aumente a taxa de recirculação de lodo - Verifique a fonte dos tóxicos. 2. Rápido decréscimo na concentração de OD. - Falta de energia. - Bloqueio na linha de fornecimento de oxigênio ou dos difusores. - Derramamento químico. - Restabelecer energia. - Limpar linha e difusores. - Investigar origem dos despejos.

29 Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)
OBSERVADO POSSÍVEL CAUSA AÇÃO RECOMENDADA 3. Pequenas variações no OD (aumento e diminuição) -Flutuaçoes normais nas características dos despejos -Nenhuma, deixar o sistema agir por si só. 4. Variações persistentes no OD (aumento e diminuição) -Sistema saindo do equilíbrio -Ajustar o ar introduzido. 5. Pequena ação de mistura na zona de aeração. -Entupimento dos difusores. -Limpe-os ou substitua-os.

30 Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)
OBSERVADO POSSÍVEL CAUSA AÇÃO RECOMENDADA 6. Mau odor (ovo podre) - Microrganismos mudando para anaeróbios. -Aumentar taxa de transferência de ar -Verificar temperatura efluente -Aumentar o descarte de lodo 7. Mau odor (químico) -Presença de químicos (cloretos, sulfitos). -Nada, mas ficar de olho na concentração de OD. -Pode ocorrer morte de microrganismo 8. Retorno de lodo com cor cinza. -Condições anaeróbias próximas. - Ver ítem 6.

31 Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)
OBSERVADO POSSÍVELCAUSA AÇÃO RECOMENDADA 9. Retorno de lodo com cor preta (iniciando mau odor) -Condições anaeróbias próximas. -Ver ítem 6. 10. Retorno de lodo quase com água limpa. - “Armadilhas” no manto de lodo. -Reduzir retorno de lodo. -Resuspender o lodo decantado pela introduçao de ar comprimido. -Verificar funcionamento do raspador de fundo. 11. Diminuição da taxa de recirculação de lodo. -Problemas de reciclo. -Verifique problemas nas bombas de recirculação. -Verifique entupimento nas linhas de recirculação.

32 Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)
OBSERVADO POSSÍVELCAUSA AÇÃO RECOMENDADA 12. Relação SSVTA/SSTA menor do que 0,6. -Entrada de inertes no sistema. -Idade de lodo muito alta. -Aumentar descarte de lodo, mas sem perder o manto de lodo no decantador. -Observar no microscópio. 13. Relação SSVTA/SSTA maior do que 0,6. -Verificar atividade do lodo. Baixa mineralização, provavelmente elevada produção de lodo. -Não é perigoso, porém fique de olho na capacidade de disposição de lodo do sistema. Se possível, elevar um pouco a manta de lodo através do decréscimo da taxa de recirculação.

33 Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)
OBSERVADO POSSÍVEL CAUSA AÇÃO RECOMENDADA 14. Baixo valor de SSTA (ver ítem 10 e 11) -Sedimentabilidade pobre. -Baixa taxa de transferência de ar. -Aumentar retorno de lodo (ver também ítem 16). 15. Espumação excessiva. -Relação F/M muito alta. -Presença de resinas -Presença de detergentes no meio. -Aumentar retorno de lodo e assim o SSTA. Descarte de lodo lentamente. -Adicionar anti-espumante.

34 Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)
OBSERVADO POSSÍVEL CAUSA AÇÃO RECOMENDADA 16. Valor alto de IVL. -Características de sedimentabilidade . Pode ocorrer “bulking” em pouco tempo. -Crescimento de bactérias filamentosas. -Aumentar descarte de lodo. Agitar lentamente o manto de lodo para eliminar gases. -Ajustar F/M aumentando o reciclo. Adicionar floculantes temporáriamente. 17. Elevada concentração de SS no efluente final -Idade de lodo incorreta. -Ver ítem 16. -Checar idade do lodo: se velho, diminuir SSTA; se novo, aumentar SSTA. -Ver ítem 16.

35 Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)
OBSERVADO POSSÍVEL CAUSA AÇÃO RECOMENDADA 18. Aumento do manto de lodo no decantador -Elevação do nível de lodo. -Lodo volumoso (“bulking”). - Aumentar recirculação de lodo. - Ver ítem 16. 19. Saída de sólidos no decantador. - Elevado manto de lodo. - Sedimentabilidade pobre. Checar concentração. - Sobrecarga hidráulica. - Perda da taxa de reciclo. - Aumentar reciclo de lodo. - Descartar lodo. - Checar vazões. - Checar sistema de recirculação

36 Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)
OBSERVADO POSSÍVEL CAUSA AÇÃO RECOMENDADA 20. Bioensaio indica a falta de um tipo desejável e/ou quantidade de microrganismos. - Concentração de OD incorreta. -Abundância de filamentosas. -Carga de choque tóxica. -Baixa relação F/M. -Crescimento disperso. - Checar concentração de OD. - Ver ítem 16. - Ver ítem 1. - Ajustar F/M. se necessário, adicionar matéria orgânica de fácil degradação, como o amido. - Diminuir o descarte de lodo.

37 Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)
OBSERVADO POSSÍVEL CAUSA AÇÃO RECOMENDADA 21. Borbulhamento na superfície do decantador. -Bolhas de ar provenientes dos tanques de aeração. -Possível início de desnitrificação (poderá ser visto grande acúmulo de lodo não anaeróbio) -Checar vazão de alimentação e recirculação da planta. Checar agitação na zona de aeração. Reduzir, se muita. -Diminuir SSTA e aumentar descarte de lodo. Idade do lodo muito alta. Verificar se não está havendo superdosagem de nutrientes.

38 Dificuldades Operacionais (“troubleshooting”)
OBSERVADO POSSÍVEL CAUSA AÇÃO RECOMENDADA 22. Lodo volumoso (“bulking”). - Lodo jovem. -Crescimento de filamentosas. - Observar no microscópio. Diminuir descarte de lodo, aumentar SSTA para aumentar idade do lodo e diminuir F/M. Adicionar floculantes, se necessário. - Ver ítem 16.