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Introdu Introduç ção ao Tratamento e ao P ão ao Tratamento e ao Pó ós s tratamento de Esgotos tratamento de Esgotos
Sistema de Esgotamento Sanit Sistema de Esgotamento Sanitá ário e Pluvial rio e Pluvial
Sidnei Frota de Almeida
Principais Sistemas de Tratamento de Esgotos
mecanizados
simplificados
• lagoas de estabilização;
• disposição no solo;
• reatores anaeróbios.
• lodos ativados;
• lagoas de estabilização;
• filtros biológicos.
Lodos ativados
convencional
aeração prolongada
fluxo intermitente (batelada)
decantador secundário
tanque de aeração
Lodos ativados convencional
• MO estabilizada por bactérias que crescem dispersas no tanque de aeração
• TDH líquido – 6 a 8 horas • Idade do lodo – 4 a 10 dias • Remoção contínua do lodo biológico excedente • Lodo não é estabilizado no processo • Fornecimento de O 2 – aeradores mecânicos ou ar difuso
Lodos ativados convencional
• SS sedimentáveis e MO suspensa são removidos no decantador primário
• Decantador secundário – biomassa sedimenta • Efluente sai clarificado • Lodo secundário retorna para o tanque de aeração – aumento de eficiência do processo
Lodos ativados de aeração prolongada
• Biomassa permanece no sistema por mais tempo do que na modalidade convencional
• TDH líquido – 16 a 24 horas • Idade do lodo – 20 a 30 dias • Bactérias utilizam sua própria biomassa para realizar os processos metabólicos
• Estabilização da biomassa no próprio tanque de aeração – lodo já sai estabilizado
Lodos ativados de aeração prolongada
• Não apresenta decantador primário – assim não há geração de um lodo não estabilizado
• Simplificação do processo • Requerimento de maior energia para aeração • Modalidade mais eficiente na remoção de MO
Lodos ativados convencional
tanque de aeração decantador
secundário
adaptado de VON SPERLING, 1996
lodo secundário
linha de recirculação
• Todas as unidades em um único tanque • Ciclos de operação com duração definida 1. enchimento 2. reação 3. sedimentação 4. esvaziamento 5. repouso (retirada do lodo excedente)
Lodos ativados de fluxo intermitente (batelada)
Lodos ativados de fluxo intermitente (batelada)
adaptado de VON SPERLING, 1996
tanque de aeração
decantador secundário
Lagoa de estabilização lagoas facultativas
lagoa aerada facultativa
lagoas aeradas de mistura completa
sistema australiano (lagoa anaeróbia - lagoa facultativa)
lagoas de polimento / maturação
• DBO particulada se sedimenta – lodo de fundo (decomposto anaerobiamente)
• DBO solúvel – permanece dispersa na massa líquida (decomposição se dá por bactérias facultativas)
• TDH > 20 dias • Fotossíntese – O 2 para as bactérias – requer elevada área de exposição
• Retirada do lodo de fundo > 20 anos • Simplicidade operacional
Lagoa facultativa
• Funcionamento – lagoa facultativa • Fornecimento de O 2 – artificial (aeradores mecânicos) • TDH entre 5 e 10 dias • Menor requisito de área • Requerimento de energia elétrica • Retirada do lodo de fundo < 5 anos
Lagoa aerada facultativa
• Lagoa anaeróbia seguida de lagoa facultativa • Lagoa anaeróbia – decomposição parcial da MO (50 a 60%) – alivia a carga da lagoa facultativa
• Economia de área – 2/3 da área requerida para a lagoa facultativa única
• Lagoa anaeróbia – possibilidade de maus odores
Sistema australiano
• Elevado nível de aeração – biomassa em suspensão na massa líquida
• Maior eficiência do sistema • TDH – 2 a 4 dias • Biomassa sai com o efluente líquido – necessidade de uma lagoa de decantação (sedimentação dos sólidos – TDH de 2 dias)
• Requer menor área entre as lagoas de estabilização • Retirada do lodo – 2 a 5 anos
Lagoa aerada de mistura completa
Lagoa facultativa
zona anaeróbia
zona facultativa
zona aeróbia
algas bactérias
CO 2
O 2
adaptado de VON SPERLING, 1996
Filtros biológicos
baixa carga
alta carga
• MO estabilizada por bactérias que crescem aderidas a um meio suporte
• Esgoto é aplicado na superfície do filtro • MO é retida pelas bactérias • Aeração natural
Filtros biológicos
• Lodo gerado não está estabilizado • Recirculação do líquido efluente dos decantadores secundários
• Maior concentração de MO < eficiência na remoção de DBO
Filtros biológicos de alta carga
• Estabilização parcial do lodo • Menor concentração de MO > eficiência de remoção de DBO
Filtros biológicos de baixa carga
Filtro biológico percolador
adaptado de VON SPERLING, 1996
Disposição no Solo
infiltração lenta
infiltração rápida
infiltração subsuperficial
aplicação com escoamento superficial
• A MO é estabilizada por meio de mecanismos físicos, químicos e biológicos
• Retenção no solo • Retenção pelas plantas • Aparecimento na água subterrânea • Possível salinização do solo
Disposição no Solo
• Os esgotos fornecem água e nutrientes para as plantas • Requer > área superficial • > eficiência de remoção de MO
Infiltração lenta
• Líquido percola através de um meio poroso e vai para o lençol de água subterrânea ou para um sistema de drenagem subsuperficial
Infiltração rápida
• Esgoto é aplicado abaixo do nível do solo
Infiltração subsuperficial
Escoamento superficial
•Esgoto escoa por uma rampa
•Aplicado a terrenos com baixa permeabilidade
Disposição no solo
adaptado de VON SPERLING, 1996
Sistemas anaeróbios
tanque séptico
reator aeróbio de manta de lodo (reator UASB)
filtro anaeróbio
• Biomassa cresce dispersa – formação de grânulos de bactérias que servem como meio suporte
• Concentração de biomassa elevada – manta de lodo • Formação de CH 4 (metano) e CO 2 • Biogás – metano queima ou reaproveitamento • Baixa produção de lodo – já estabilizados – leitos de secagem
• Não há necessidade de decantação primária
Reator UASB (upflow anaerobic sludge blanket)
Paulo
Libânio
REATORES UASB: Esquema de funcionamento REATORES UASB: Esquema de funcionamento
• Baixíssimos requisitos de área: 0,05 a 0,10 m 2 /hab.
• Custos de implantação: 30,00 a 40,00 R$/hab.
• Custos operacionais: 1,50 a 2,00 R$/hab x ano
• Apesar das grandes vantagens, encontram dificuldades em produzir efluentes que se enquadrem aos padrões ambientais – Necessidade de póstratamento
REATORES ANAER REATORES ANAERÓ ÓBIOS: Alguns aspectos relevantes BIOS: Alguns aspectos relevantes
Paulo
Libânio
REATORES UASB: Alguns sistemas implantados REATORES UASB: Alguns sistemas implantados
UASB UASB
ETE ETE
Paulo
Libânio
MODELO MODELO – – ETE On ETE Onç ça (a ser implantada) a (a ser implantada)