Aula Apostila Marcia COPPE

8/11/2019 Aula Apostila Marcia COPPE

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Introduo a Tcnicas de Controle Ambientalem Efluentes Lquidos

Profa. Mrcia Dezotti PE Q/ COPPE/ UFRJ

CAPTULO 3

TTRRAATTAAMMEENNTTOOPPRRIIMMRRIIOOEESSEECCUUNNDDRRIIOODDEEEEFFLLUUEENNTTEESS

ndice1. Tratamento Primrio de Efluentes1.1 Introduo1.2 O Tratamento Primrio2.Tratamento Secundrio de Efluentes2.1 Consideraes Iniciais

2.2 Tratamento Aerbio de Efluentes2.3 Morfologia dos Aglomerados Microbianos2.4 Composio dos Aglomerados Microbianos2.5 Lodos Ativados2.6 Lagoas Aeradas2.7 Lagoas de Estabilizao2.8 Filtro Biolgico2.9 Remoo de Fsforo

11..TTRRAATTAAMMEENNTTOO PPRRIIMMRRIIOO DDEEEEFFLLUUEENNTTEESS

11..11 IInnttrroodduuoo

O grau de tratamento de um determinado efluente sempre ser funo

da qualidade do corpo receptor e das caractersticas necessrias para o uso da

gua a jusante do ponto de lanamento, da capacidade de autodepurao e
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diluio do corpo dgua, da Legislao Ambiental e das conseqncias do

lanamento destes efluentes.

O lanamento de efluentes nos corpos receptores tem as seguintes

conseqncias no corpo receptor:

Problemas de natureza ambiental ou ecolgica: a presena da matria

orgnica dos efluentes leva a uma depleo do oxignio dissolvido na massa de

gua e reduz a vida aqutica,

Problemas de sade pblica: a presena de possveis agentes transmissores

de doenas de veiculao hdrica coloca em risco a sade da populao.

A capacidade de autodepurao de um rio tpica e funo de uma

srie de fatores. Ser justamente esta capacidade de depurao que deveindicar a quantidade de efluentes ou de matria orgnica, que poder ser

lanada no curso dgua, a fim de que a uma determinada distncia do ponto de

lanamento existam condies de vida e de uso da gua.

A vida aqutica pode ser relacionada porcentagem de saturao do

oxignio dissolvido presente (ou concentrao de OD presente). A tabela 1

mostra as condies de vida aqutica em relao a DBO e ao OD.

Tabela 1. Condies de vida aqutica em relao DBO e ao OD.

Condio do rio DBO, 20o Cmg/L

Aspectoesttico

OD, % dasaturao

Condio de vidados peixes

Muito limpo 1 Bom 80 % Vida aquticaLimpo ~2 Bom 80 % Vida aquticaRelativamentelimpo

~ 3 Bom 80 % Vida aqutica

Duvidoso ~ 5 Turbidez 50 % S os mais resistentes

Podre ~ 7,5 Turbidez 50 % S os mais resistentesMau ~ 10 Mau Quase nulo DifcilPssimo ~ 20 mau Nulo Difcil

A seleo do tipo e do grau de tratamento de um efluente a ser lanado

em um curso dgua considera dois aspectos fundamentais:

o conhecimento dos usos benficos desejados para um corpo dgua, e por

conseguinte dos padres de qualidade a serem mantidos;

o conhecimento da capacidade de autodepurao do corpo receptor.


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Estes dois aspectos iro determinar a disponibilidade de um corpo

dgua em receber lanamentos de efluentes com grau compatvel com os

padres de qualidade a serem mantidos e a sua capacidade de autodepurao.

Os critrios de seleo do tipo e grau de tratamento esto tambm

relacionados s exigncias da Legislao Ambiental, cuja pea fundamental, no

mbito federal, no Brasil, a Lei 6938 de 31 de agosto de 1981, que institui a

Poltica Nacional do Meio Ambiente (PNMA) e o Decreto 99.274, de 6 de maio

de 1990.

Esses critrios so baseados no seguinte conceito de poluio: poluio

um termo relativo, que se relaciona com a introduo ou com a presena de

qualquer substncia no recurso hdrico, capaz de alterar, suprimir, ou dealguma forma interferir com o uso esperado ou desejado daquele recurso

hdrico.

Muitas vezes so necessrios vrios processos de tratamento de

efluentes para o seu enquadramento dentro dos padres estabelecidos pela

Legislao Ambiental. Estes processos so chamados de primrio, secundrio,

tercirio e at quaternrio e so recomendados de acordo com a natureza do

efluente a ser tratado.

11..22 OOTTrraattaammeennttooPPrriimmrriioo

O tratamento primrio de despejos tem por finalidade a remoo do

material slido em suspenso e/ou flutuante ou ainda o ajuste do pH para

posterior tratamento do despejo (ex. coagulao-floculao para a remoo das

substncias no estado coloidal).Desde que sua qualidade esteja de acordo com os padres de

lanamento de despejos, o efluente de uma unidade de tratamento primrio

pode ser diretamente lanado no corpo receptor. Caso contrrio, este efluente

deve ser conduzido para uma outra unidade de tratamento de modo a receber

um tratamento subsequente (tratamento secundrio e/ou tratamento tercirio).

Nesse caso, o tratamento pode ser denominado de pr-tratamento e pode ter o


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objetivo de condicionamento do despejo para o prximo tratamento, ou retirar

parte da matria orgnica ou inorgnica.

Os tratamentos primrios mais comumente empregados:

AAA---GGGRRR AAADDDEEE AAAMMMEEENNNTTTOOO

BBB---SSS EEE DDDIIIMMMEEENNNTTTAAAOOO

CCC---EEE QQQUUUAAALLL IIIZZZAAA OOO

DDD---NNNEEEUUUTTTRRRAAALLL IIIZZZAAAOOO(((cccooorrrrrreeeooodddeeepppHHH)))

EEE---FFF LLL OOOTTTAAAOOO

AAAGGGRRR AAADDDEEE AAAMMMEEENNNTTTOOOO gradeamento usado para remoo de material slido grosseiro e tem

como finalidade condicionar o efluente para a etapa posterior de tratamento. A

abertura das malhas da grade varia de acordo com o objetivo da remoo

desses slidos.

A.1 - grades de grande abertura (coarse screens): apresentam aberturas de

malha de 1 1/2" a 3" e so usadas principalmente para proteo de

equipamentos (bombas de circulao, grelha de arraste de slidos do fundo desedimentadores, raspadores de fundo, etc.). Em alguns casos extremos podem

ainda ser utilizados dispositivos para a fragmentao prvia dos slidos de

grandes dimenses, denominados de fragmentadores ou picadores (shredders).

A limpeza das grades deve ser feita periodicamente por meio mecnico -

manual/automtico.

Os resduos slidos retidos nas grades podem ser depositados em

aterros sanitrios, incinerados ou, mais comumente encaminhados parareatores para decomposio anaerbia

A.2 - grades de pequena abertura (fine screens): apresentam aberturas de

malha de 3/16", ou menor, algumas vezes podem substituir os sedimentadores.

Em comparao com os sedimentadores convencionais, essas grades

apresentam as seguintes desvantagens:

- removem apenas entre 5 % e 25 % dos SS enquanto que os sedimentadores

removem entre 40 % a 60 % dos SS.


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- entopem com grande freqncia, interrompendo a operao.

BBB---SSSEEEDDDIIIMMMEEENNNTTTAAAOOO

uma operao empregada para a remoo de slidos em suspenso

no retidos pelas grades. A sedimentao uma operao unitria

convencional para a separao slido - lquido e se baseia na diferena de

densidade entre as fases.

No processo de lodos ativados, a separao slido - lquido por

sedimentao, ocorre nas seguintes fases do processo:

a) na caixa de areia: nessa fase removida a matria slida de natureza

inorgnica (em geral, partculas de areia carreadas pelas guas pluviais).

b) no sedimentador primrio: essa unidade de separao slido - liquido

precede o tanque de aerao (reator biolgico) e so removidas as partculas

de natureza orgnica de pequenas dimenses. Os slidos retidos neste

sedimentador, que so continuamente retirados pelo fundo do sedimentador,

podem ser descartados da mesma forma que os demais slidos orgnicos,

mas, em geral, so diretamente conduzidos ao reator anaerbio.

c) no sedimentador secundrio: essa unidade vem aps o tratamentosecundrio e remove a massa de microrganismos (lodo ativado, p. ex.) que se

desenvolveu. Parte desses slidos reciclada para a unidade de tratamento

secundrio e o excesso conduzido ao reator anaerbio para digesto.

As formas de sedimentao dependem, essencialmente, da natureza das

partculas slidas presentes na suspenso e pode ser designada por:

1. sedimentao discreta.

2. sedimentao floculenta.3. sedimentao zonal.

1. sedimentao discreta: na sedimentao discreta as partculas slidas em

processo de sedimentao mantm-se isoladas das demais, ou seja, no

ocorre aglomerao entre elas e desse modo cada partcula mantm

inalteradas as suas caractersticas fsicas (forma, tamanho, densidade). Por

exemplo, a sedimentao das partculas de areia na caixa de areia.


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2. sedimentao floculenta: ocorre aglomerao das partculas acarretando

alteraes considerveis de suas caractersticas fsicas e, consequentemente,

das suas caractersticas de sedimentabilidade. Por exemplo, a sedimentao

das partculas de natureza orgnica que ocorre no sedimentador primrio do

processo de lodo ativado.

3. sedimentao zonal:a sedimentao se d na forma de um bloco. Aparece

quase que instantaneamente uma interface lmpida slido-lquido que vai

baixando no sedimentador. Por exemplo, a sedimentao do lodo ativado no

sedimentador secundrio e a sedimentao de flocos de hidrxido de alumnio

resultantes do processo de coagulao-floculao (tratamento fsico-qumico)

de despejos oleosos (emulses).O dimensionamento da rea do sedimentador deve ser adequado de

forma a garantir a separao e a acomodao dos slidos j sedimentados. A

altura do sedimentador deve ser suficiente apenas para acomodar as ps do

raspador de fundo para a retirada contnua dos slidos sedimentados.

CCCEEEQQQUUUAAALLL IIIZZZAAAOOO

O tratamento ou pr-tratamento denominado de equalizao e/oucorreo de pH, aplicado nos seguintes casos:

1. Anteriormente ao descarte do efluente no corpo receptor, nesse caso a

correo do pH do despejo imperativa, j que a vida aqutica do corpo

receptor muito sensvel ao pH do meio, o qual deve oscilar em torno de 7,0 (

6,8 a 7,2).

2. Anteriormente ao descarte do efluente no sistema coletor de esgotos

municipal, o pH do efluente deve estar em torno do valor 7,0. sempre maiseconmico corrigir o pH de pequenos volumes de despejos industriais do que

grandes volumes de despejos combinados (municipal e industrial).

3. Anteriormente ao tratamento qumico ou biolgico do efluente. Para garantir

uma boa atividade biolgica o pH deve estar na faixa de 6,8 a 7,2.

DDD---NNNEEE UUUTTTRRR AAALLL IIIZZZAAA OOO(((cccooorrrrrreeeooodddeeepppHHH)))


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Mtodos de correo do pH de efluentes

1. equalizao: consiste na mistura de despejos cidos e alcalinos de forma que

o pH resultante seja mais prximo do pH desejado.

2. correo direta do pH: como o nome indica, consiste na adio de cido/base

a fim de corrigir o pH do despejo para o valor desejado.

EEE---FFFLLL OOOTTTAAA OOO

Remoo de Substncias em Estado Coloidal

Em 1861, nas pesquisas realizadas sobre a difuso de substncias

qumica em soluo, Graham constatou que as mesmas podiam ser

diferenciadas entre si pela velocidade com que se difundiam atravs de uma

membrana. s substncias que se difundiam com maior velocidade (acar,

sal, etc.) Graham denominou de cristalides e, quelas que se difundiam com

menor velocidade denominou de colides (gelatina, albumina, cola, etc), por

apresentarem caractersticas semelhantes s da cola.

Todavia, esta classificao no de modo algum rgida, pois uma

substncia com estrutura cristalina definida (cristalide) pode apresentar

caractersticas semelhantes s das substancias coloidais e vice-versa. Porexemplo, os sais de sdio de cidos graxos, os sabes, quando dissolvidos em

lcool apresentam caractersticas de colides.

Ao invs de se empregar o termo substncia coloidal, emprega-se mais

comumente o termo estado coloidal ou ainda o termo sistema coloidal, a fim de

caracterizar o estado particular em que certas substncias se encontram em

soluo.

propriedades gerais de sistemas coloidais:Em uma soluo verdadeira (uria, sacarose, cloreto de sdio, etc.)

acredita-se que as partculas do soluto sejam do tamanho da molcula do

soluto. Por outro lado, uma suspenso (slido/lquido) ou emulso

(lquido/lquido) contm um nmero relativamente grande de partculas visveis

a olho nu ou no microscpio tico, dispersas na fase contnua (liquido). Entre

esses dois extremos, encontram-se partculas constituintes dos sistemas


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coloidais, as quais so de tamanho maior que as molculas do soluto, porm

ainda invisveis ao microscpio tico (tamanho variando de 1 m a 200m).

Os sistemas coloidais apresentam certas propriedades que os

distinguem dos demais sistemas. Toma-se, geralmente, como limite superior do

tamanho da partcula do sistema coloidal, o valor mnimo de visibilidade do

microscpio tico (200m) enquanto que como limite inferior toma-se o valor de

1m (10m = 10-9 m). Este valor j se situa dentro da ordem de grandeza do

dimetro das molculas de alta massa molar, tais como: amido, protenas, etc.

dilise e fitrao:

Os melhores papis de filtro podem reter partculas de dimetro superior

a 1 m e, portanto as partculas coloidais no podem ser removidas por

filtrao.

O processo de dilise baseia-se na propriedade pela qual as partculas

da soluo verdadeira, desde que no sejam de grande tamanho, podem

passar atravs de uma membrana semi-permevel, enquanto que as partculas

coloidais, devido ao seu tamanho relativamente grande ficam retidas.

Embora o tamanho da partcula exera um papel importante no processo

de dilise, este no o nico fator determinante pois um outro, igualmente

importante, est relacionado com a interao partcula/membrana (adsoro,

difuso atravs da membrana e desoro).

sistemas dispersos:

Os sistemas coloidais so sistemas constitudos de 2 fases denominadas

de:

fase dispersa: a fase constituda pelas partculas coloidais.

fase contnua (meio de disperso): a fase na qual as partculas da fasedispersa esto distribudas.

Ao conjunto fases dispersa/contnua, se d o nome de sistema disperso,

os quais podem ser slidos (ligas metlicas), lquidos (emulses) e gasosos

(aerossis, ex.: vapor d'gua na atmosfera).

sistemas lifilos e lifobos:

Quando a fase contnua a gua, os sistemas dispersos so

denominados de:


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- lifobos(averso gua): so definidos como sistemas lifobos, os sistemas

coloidais que a fase dispersa tende a se separar da fase contnua.

- lifilos (afinidade pela gua): so definidos como os sistemas coloidais nos

quais h uma grande afinidade entre as fases.

A Tabela 2 apresenta o grau de dificuldade na remoo de partculas de

natureza coloidal por ao gravitacional.

Tabela 2. Tempo de sedimentao de diversos materiais.

Dimetro da

partcula

(mm)

material Tempo de

sedimentao

da coluna

10 Brita 1 seg

1 Areia 10 seg

10-1 Areia 2 min

10-2 Argila 2 h

10-3 Bactria 8 dias

10-4 Partcula coloidal 2 anos

10-5 Partcula coloidal 20 anos

Esses resultados mostram que a velocidade de sedimentao das

partculas coloidais extremamente baixa. No entanto, qualquer processo de

separao de partculas coloidais baseado na separao gravitacional no deve

ser descartado.

Qualquer tratamento visando a remoo de partculas coloidais deve

passar por uma etapa preliminar a fim de alterar as condies do sistemacoloidal de forma a possibilitar a coalescncia das partculas, formando assim,

aglomerados de partculas mais facilmente removveis do meio. Com algumas

excees, esta coalescncia no ocorre naturalmente, principalmente em

sistemas lifobos, uma vez que as partculas coloidais so caracterizadas por

foras de mesma natureza eltrica (cargas iguais) que mantm o sistema

disperso estvel ao longo do tempo.


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Essa estabilidade se deve a solvatao ou ao de certas substncias

adsorvidas na superfcie das partculas, bem como da ao de foras

eletrostticas que fazem com que as partculas sejam mutuamente repelidas.

Devido carga eltrica das partculas, os sistemas coloidais so

extremamente sensveis introduo de eletrlitos no meio. Algumas vezes,

pequenas quantidades de eletrlitos so suficientes para quebrar uma emulso,

levando a precipitao.

Esse fenmeno de precipitao ocorre na maioria dos sistemas coloidais

num processo que se denomina de desestabilizao do colide, que ocorre em

duas etapas:

CCCOOOAAAGGGUUULLL AAAOOO: realizada pela adio de agentes qumicos, denominados deeletrlitos, os quais, atravs de mecanismos de ligao e adsoro na

superfcie da partcula coloidal, anulam as foras de repulso entre as

partculas coloidais.

FFLLOOCCUULLAAOO: a floculao das partculas j coaguladas pela ao do

eletrlito, resultante das vrias foras de atrao que atuam entre as partculas

"neutralizadas" que se agregam umas s outras formando flocos. A velocidade

de formao desses flocos depende inicialmente da agitao trmica -movimento Browniano - e, ao atingirem um tamanho de cerca de 0,1 m,

depende tambm da agitao mecnica do meio. Evidentemente, essa agitao

mecnica deve ser moderada, pois do contrrio, poder desagregar os flocos j

formados, dificultando a sua remoo.

Para a coagulao, so usados sais inorgnicos como agentes

coagulantes, pois foi verificado que o seu efeito depende da valncia do on

carregado de carga eltrica contrria carga das partculas coloidais, ou seja,quanto maior a valncia do on maior ser a sua capacidade de coagulao.

Esse fato justifica o uso de ons de alta valncia (Fe+3 e Al+3) como agentes de

coagulao dos sistemas coloidais, nos quais a gua a fase contnua.

Devido hidrlise decorrente da presena desses ons na gua, h

sensveis variaes das caractersticas fsico-qumicas do meio, como pH e

condutividade eltrica. Quando usados em quantidades excessivas, ocorre a


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formao de grandes massas de precipitado cuja eliminao por vezes, muito

difcil.

Um outro parmetro a ser considerado que esses agentes no

originam precipitados com caractersticas adequadas para possibilitar a sua

remoo do meio em que foram formados. Por essas razes, opta-se pela

utilizao de agentes coagulantes naturais, tanto de natureza inorgnica (slica),

quanto de natureza orgnica (amido, alginatos) e ainda de produtos sintticos

(polmeros) conhecidos como polieletrlitos.

agentes coagulantes inorgnicos: como j mencionado, os agentes

coagulantes inorgnicos mais utilizados so os sais de alumnio e de ferro. Por

razes econmicas, o sulfato de alumnio e o cloreto frrico so os maisutilizados. A coagulao funo principalmente dos produtos de hidrlise

desses sais na gua. Por exemplo, no caso do sulfato de alumnio, em pH =

4,0, a espcie predominante o Alhidratado. Na faixa4,0 < pH < 7,0 as espcies

predominantes so [Alx(OH) 2,5x]0,5 x+ .

Espcies, como [Al8(OH)20]4+ so ons complexos grandes que, uma vez

adsorvidos na superfcie da partcula coloidal, diminuem a repulso entre as

partculas. Em valores de pH mais altos que 7,0, a espcie que predomina oAl(OH)3 insolvel que, por sua vez, forma um colide de carga positiva que

capaz de promover a coagulao mtua dos colides de carga negativa que

predominam na gua. Por serem de menor custo, os agentes alcalinizantes do

meio mais comuns so: o Ca(OH)2e o Ca(HCO3)2.

agentes de coagulao orgnica: esses agentes so no s agentes de

coagulao mas tambm aceleradores (promotores) de floculao.

Nesta categoria, alm dos j citados, incluem-se os polieletrlitos, queso substncias polimricas que contm grupos ionizveis na sua constituio

qumica. Em funo da caracterstica inica do seu grupo ativo, esses

polieletrlitos podem ser classificados em catinicos, aninicos ou ainda de

polianffilos.

comum os uso de polieletrlitos combinados com eletrlitos

inorgnicos (sais de alumnio e sais de ferro) com o objetivo de:


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a) reduzir o consumo de eletrlito inorgnico e com isso reduzir a quantidade de

precipitado.

b)condicionar a formao de flocos com caractersticas adequadas operao

de separao dos slidos formados. Por exemplo, aps a coagulao h a

etapa de sedimentao para a remoo dos flocos formados, portanto o floco

deve ter boas caractersticas de sedimentabilidade - grande velocidade de

sedimentao, boa resistncia compactao e ao mecnica da grelha de

raspagem do fundo do sedimentador.

dosagem do agente coagulante:

Essa dosagem, bem como o pH adequado para as etapas de coagulao

floculao, deve ser determinada em laboratrio atravs do ensaio clssicodenominado JAR TEST. A Figura 1 apresenta um esquema do equipamento

para realizar esses testes, conhecido como Teste de Jarro. Este ensaio pode

ser desdobrado nas seguintes etapas:

1.colocar em cada becher de 1 L (em geral so 6 becheres) cerca de 800 mL

de despejo.

2. ligar o aparelho e elevar a velocidade de rotao at o nvel desejado.

3. introduzir o agente coagulante na proporo fixada (concentraescrescentes em cada becher) e manter a rotao do agitador por tempo

suficiente at que seja observada a presena de flocos (anotar o tempo de

coagulao, 3 min, p. ex.).

4. reduzir a velocidade de rotao e mant-la neste nvel de rotao at que a

taxa de crescimento dos flocos seja nula (anotar o tempo de floculao, 12 min,

p. ex.).

5. deixar decantar por cerca de 30 min e determinar a DQO do lquidosobrenadante.

A eficincia de remoo dada por:

=[ (DQO)b- (DQO)t ] / (DQO)b

ondeb indica o despejo bruto et o despejo tratado.


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Figura 1. Equipamento de Teste de Jarro.

O Teste de Jarro consiste em se ajustar o pH da gua na faixa maisadequada para a atuao do agente coagulante utilizado e a adio do

coagulante em dosagens pr-estabelecidas, sendo que esta adio dever ser

realizada no menor espao de tempo possvel para que o resultado final no

seja afetado pela variao do tempo de mistura.

Com a adio do coagulante deve-se ter uma agitao enrgica para que

o agente coagulante, que comea a agir logo aps a sua introduo na gua,

se disperse homogeneamente para que ocorra a reao qumica equilibradaem toda a extenso do efluente e no, apenas, numa poro.

Numa segunda etapa, com uma agitao lenta deve-se adicionar o

polieletrlito como auxiliar de coagulao. Por ltimo, a gua deve ser deixada

em repouso e se analisar os seguintes critrios:

Menor tempo do incio da formao dos flocos;

Maior tamanho dos flocos;

Menor tempo de decantao; Ausncia ou no de sobrenadante;

Aspecto do sobrenadante.

Flotao: visa a remoo de partculas em suspenso e/ou flutuantes (fase

dispersa) de um meio lquido (fase contnua) para o caso em que a densidade

da fase dispersa menor que a da fase contnua.


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As partculas da fase dispersa podem ser carreadas para a superfcie do

tanque de flotao (clula) pelo aumento da fora ascensional (empuxo) que

sobre elas atuam. Esse aumento da fora ascensional se deve s bolhas de um

gs (em geral, utilizado o ar atmosfrico) de pequeno dimetro que, ao

aderirem superfcie das partculas da fase dispersa, reduzem a densidade

aparente do conjunto partcula/bolha. O floco formado por um conjunto de

partculas, em cujos interstcios as bolhas de ar ficam retidas.

O material slido carreado para a superfcie livre da clula de flotao

removido pela ao de raspagem (manual ou mecnica). O lodo assim

concentrado coletado num tanque onde, aps um certo perodo de tempo,

ocorre a separao do slido/lquido/ar. Nesses tanques a concentrao deslidos pode ainda mais ser aumentada, em relao concentrao de slidos

removidos por raspagem, pois toda a gua retida praticamente removida

durante a compactao do lodo no tanque.

O termo flotao designa a operao conduzida por meio da flotao por

ar induzido e pela flotao por ar dissolvido. As diferenas significativas entre

os dois processos de flotao so o tamanho de bolha mdio, as condies de

mistura e a carga hidrulica. A Figura 2 mostra um esquema para remoo degotculas de leo na flotao.

Figura 2. Estgios do processo de flotao. (a) Aproximao da gotcula ebolha; (b) filme de gua entre a bolha e o leo; (c) pequena ondulao devido

ao gradiente de tenso interfacial; (d) desaparecimento da pequena ondulaoe formao de um filme; (e) ruptura do filme, e se as condies de difuso


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estiverem presente, o leo se difunde no gs; (f) o conglomerado continuaascendendo.

a) flotao por ar induzido (FAI)

b) flotao por ar dissolvido (FAD)

A FAI conseguida atravs da agitao violenta do meio (agitador

mecnico ou borbulhamento de ar direto) e a conseqente formao de espuma

na superfcie da clula de flotao. Esse tipo de flotao tradicionalmente

utilizado nas operaes de beneficiamento de minrios. Normalmente, o

tamanho das bolhas de gs so na faixa de 1000m.

A FAD uma tcnica que vem sendo muito aplicada. A FAD muito

usada na remoo de leos e graxas, na remoo de partculas de baixa

densidade (fibrilas de celulose) e no espessamento de lodos. Por exemplo,

gotculas de leo aderem nas microbolhas diminuindo a sua densidade e

promovendo seu arraste para a superfcie.

Nesta tcnica, o ar dissolvido a alta presso em um saturador, e

microbolhas so formadas quando a gua lanada na cmara de flotao a

presso atmosfrica.

O flotador com ar dissolvido apresentado na Figura 3. No FAD as

bolhas produzidas tem dimetros na faixa de 20-100m, com mdia de ~60e

tempo de reteno na cmara de flotao de 15-30 min.


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Figura 3. Flotador com ar dissolvido

A FAD pode ser realizada de 3 formas:

1. Pressurizao total do efluente: onde despejo pressurizado e ento

lanado na cmara de flotao onde as bolhas so formadas. Este

processo muito usado para partculas, as quais no necessitam de

floculao, mas requerem grandes volumes de bolhas de gs;

2. Pressurizao parcial do efluente: onde parte do despejo pressurizada

e diretamente introduzida na cmara de flotao. Este processo

normalmente empregado quando as partculas so susceptveis a efeitos

das bombas, ou quando aa concentrao de partculas suspensas de

baixa o e assim, menor quantidade de bolhas requerida;

3. Pressurizao com reciclo do efluente: onde uma parte do despejo j

tratado pressurizado e recirculado para a cmara de flotao. Este

processo geralmente empregado quando o processo de

coagulao/floculao necessrio e as partculas floculadas so

mecanicamente frgeis.

O processo de formao das bolhas feito em duas etapas, a

nucleao e o crescimento. O primeiro passo inicia-se espontaneamente aps

a reduo da presso na vlvula agulha e os ncleos de bolhas so produzidos

na gua supersaturada. Depois o excesso de ar saturado na gua transferido


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para a fase gs dissolvida, na segunda etapa, as bolhas comeam a crescer.

Durante esse passo, o volume de ar total permanece constante, mas as bolhas

crescem devido a coalescncia e a diminuio da presso hidrosttica com a

sua ascendncia atravs na cmara de flotao.

A produo das microbolhas considerada importante na velocidade de

ascendncia das bolhas que menor do que para as bolhas maiores. Isto

garante um maior tempo de residncia na cmara de flotao, permitindo mais

oportunidades para a coliso entre as bolhas e as gotculas de leo, por

exemplo.

Para a produo de microbolhas na cmara de flotao, recomendado

trabalhar com uma presso saturada de 400-600 kPa.

importante que o tratamento primrio seja eficiente (nos

seus objetivos), pois o sucesso do tratamento secundrio, na

maioria das vezes, depende de um bom tratamento primrio.

22..TTRRAATTAAMMEENNTTOOSSEECCUUNNDDRRIIOODDEEEEFFLLUUEENNTTEESS

22..11..CCOONNSSIIDDEERRAAEESSIINNIICCIIAAIISS

O processo biolgico se configura como o principal tratamento

secundrio de efluentes. O processo biolgico depende da ao de

microrganismos e reproduz, em uma unidade previamente projetada, os

fenmenos biolgicos que ocorrem na natureza.

Os microrganismos utilizam a matria orgnica presente no efluente

como fonte de carbono e a transforma em substncias qumicas simples, como:

sais minerais, gs carbnico e outros. Obviamente, nem toda matria orgnica

ser transformada, sendo que as substncias qumicas mais resistentes so

denominadas persistentes/recalcitrantes/refratrias.


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No tratamento secundrio, os mais usados so:

Processos de lodo ativado

Filtro biolgico

Lagoas de estabilizao aerbias (facultativa e aerada)

Inicialmente ser abordado o princpio do tratamento aerbio de

efluentes.

22..22TTRRAATTAAMMEENNTTOOAAEERRBBIIOODDEEEEFFLLUUEENNTTEESS

Quando um efluente lanado em um corpo receptor h um decrscimo

da concentrao de oxignio. Prximo ao ponto de lanamento se estabelece

uma populao microbiana que desdobra as substncias orgnicas consumindoo oxignio dissolvido da gua.

Nos processos biolgicos de tratamento o fenmeno de degradao

bacteriana, tal como observado nos cursos dgua, a essncia do seu

funcionamento.

A remoo da poluio dos compostos de carbono, no tratamento

aerbio, emprega uma microflora altamente heterognea (biomassa), que

metaboliza as substncias orgnicas, levando a produtos de metabolismo, aoCO2e H2O.

Os processos aerbios de tratamento caracterizam-se pela

heterogeneidade. A biomassa constituda de diversas espcies microbianas,

incluindo predominantemente bactrias, fungos e protozorios. As substncias

orgnicas presentes no efluente podem se apresentar na forma solvel, coloidal

ou particulada e a sua composio qumica pode ser variada. A remoo do

material poluente biodegradvel pela biomassa pode seguir as seguintesetapas:

1 adsoro e absoro de poluentes orgnicos coloidais ou solveis pelos

flocos bacterianos (fenmeno fsico-qumico).

2 degradao das substncias adsorvidas pela ao de enzimas

extraceculares que transformam estruturas moleculares complexas em

molculas simples assimilveis.


19/42

3 metabolizao de substratos no interior das clulas. Essa reaes

bioqumicas fornecem energia para a sntese celular.

4 a auto-oxidao progressiva dos contedos celulares, fenmeno que

acentuado em carncia de substrato, provoca a devoluo ao meio de diversos

produtos orgnicos.

A oxidao bioqumica por via aerbia mais exotrmica do que a

reao por via anaerbia. Considerando o exemplo da glicose:

Anaerobiose C6H12O6 3CO2 + 3CH4 - 34 cal/mol

Aerobiose 6O2 +C6H12O6 6CO2 + 6H2O - 649 cal/mol

A energia liberada torna possvel a multiplicao microbiana. Assim, a

produo celular muito mais elevada em fase aerbia e o processo de

metabolizao mais rpido. Uma bactria aerbia se multiplica em cerca de

20 minutos enquanto que uma anaerbia necessita, por vezes de 10 dias.

22..33 --MMOORRFFOOLLOOGGIIAADDOOSSAAGGLLOOMMEERRAADDOOSSMMIICCRROOBBIIAANNOOSS

SUBSTNCIAS ORGNICAS

BIOSSORO NOS FLOCOS E/OU FILMES

Atuaodeenzimasextracelulares

metabolizao

Absorodemolculaspelasclulas

O2

CO2+H2O

Produtosdemetabolizao

Novasclulas


20/42

Os microrganismos presentes nos sistemas de tratamento, em geral, se

aglomeram na forma de flocos microbianos ou de filmes (biofilmes).

Esses aglomerados so constitudos de clulas microbianas (bactrias

predominantemente e protozorios secundariamente) envolvidas por uma

massa orgnica de exopolmeros extracelulares (polissacardeos e protenas).

Esses exopolmeros celulares funcionam como uma espcie de cola entre os

microrganismos, como se fossem barbantes amarrados nas membranas

celulares.

No caso de flocos microbianos, a aglomerao se d a tal nvel, que as

dimenses dos flocos conduz a uma decantao relativamente rpida. Assim, a

separao das clulas do efluente tratado se faz com relativa simplicidade.Algumas aglomeraes microbianas apresentam nmero aprecivel de

protozorios ou formaes bacterianas na forma de filamentos, neste caso os

flocos podem apresentar dificuldades de decantao.

22..44 --CCOOMMPPOOSSIIOODDOOSSAAGGLLOOMMEERRAADDOOSSMMIICCRROOBBIIAANNOOSS

A composio qumica dos microrganismos depende tambm das

condies do meio.A composio da biomassa semelhante das clulas bacterianas:

C5H7NO2.

Alguns autores propem a frmula emprica para a composio celular

(base seca) como: C7H11NO3(simplificada).

A populao microbiana presente no floco constituda de um conjunto

extremamente complexo de microrganismos, tais como: bactrias, fungos e

protozorios.Bactrias heterotrficas:aerbias estritas ou facultativas

Pseudomonas, Bacillus, Escherichia, Micrococus, Aerobacter, Zooglea

ramigera, entre outros.

Bactrias autotrficas:

Nitrossomonas e Nitrobacter

Fungos:pouco comuns nos tratamentos convencionais.

Geotrichum


21/42

Microfauna: ciliados livres, ciliados penduculados, flagelados, amebas,

rotferos, nematides e aneldeos. So freqentemente encontrados

organismos de diversos gneros, que podem ser agrupados de acordo

com a Tabela 3.

Tabela 3. Agrupamento de organismos de diversos gneros.

Grandes Grupos Gneros Freqentes

Classe Ciliata

a) ciliados livre-natantes

b) ciliados pedunculados

c) ciliados livres, predadores dofloco

Classe Mastigophora flagelados

Classe Sarcodina - amebas

Paramecium, Colpidium, Linotus,Trachelophyllum, Amphileptus,Chilodonella

Vorticella, Operculria, Epistylis,Charchesium e as suctriasAcineta ePodophyra

Aspidisca, Euplotes, Stylonychia,Oxytricha

Bodo, Cercobodo, Mona sp., Oicomonasp., Euglena sp., Cercomona sp.,Paranema

Amoeba, Arcella, actinophrys,Vahlkampfi, Astramoeba, Difflugia,Cochliopodium

Classe Rotifera - rotferos Philodina, Rotaria, Epiphanes

Classe Nematoda nematides Rhabditis

Classe Anelida - aneldeos Aelosoma

As Figuras de 5 a 13 apresentam alguns protozorios presentes no lodo

biolgico.


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Figura 5. Protozorios, Classe Sarcodina


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Figura 6. Protozorios, Classe Ciliata

Figura 7. Protozorios, Classe Sarcodina


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26/42

Figura 10. Protozorios, Classe Mastigophora.


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Figura 11. Classe Rotfera


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Figura 12. Filo Aneldea

Figura 13. Classe Nematoda

As condies operacionais para o tratamento aerbio de efluentes so

resumidas na Tabela 4 .

Tabela 4: Condies operacionais para o tratamento aerbio.

6


29/42

Nos processos biolgicos a biomassa pode ser utilizada na forma fixa ou

em suspenso.

Os Processos com biomassa em suspenso so:

Lodos Ativados e

Lagoas Aeradas

22..55 LLOODDOOSSAATTIIVVAADDOOSS

Dentre os processos aerbios, o processo de lodo ativado (PLA) um

dos mais aplicados e tambm de maior eficincia. o mais utilizado em

localidades de grande concentrao urbana.

O termo lodos ativados designa a massa microbiana floculenta que se

forma quando esgotos e outros efluentes biodegradveis so submetidos

aerao

A biofloculao governada pelo estado fisiolgico das

clulas, no sendo um privilegio de uma espcie. O efeito que parece

contribuir biofloculao est ligado excreo ou liberao, aps a

lise das clulas, de polmeros ou polissacardeos. Estas molculas agem

como polieletrlitos de sntese e sua parte fixa as clulas como um

revestimento aderente.

Desta forma, em um floco microbiano, temos vrios microorganismos

presentes unidos por polmeros ou polissacardeos.

A primeira unidade, em escala real, para tratamento de esgotos foi

instalada em Manchester (UK em 1914). Desde ento o processo de lodos

ativados ganhou grande difuso e incorporou modificaes tcnicas, mantendo-se ativo no mercado de processos de tratamento de efluentes. A figura 14

mostra um esquema simplificado de tratamento por lodo ativado.


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Figura 14: Esquema simplificado de tratamento por lodo ativado.

Tanque de aerao: no seu interior que ocorrem as reaes que conduzem

metabolizao dos compostos bio-tranformveis. Aqui essencial que se tenha

boa mistura e boa aerao.

Decantador secundrio: separar adequadamente o lodo (biomassa) proveniente

do tanque de aerao. munido de um raspador de fundo.

Sistema de reciclo: bombas providenciam o reciclo do lodo para o tanque de

aerao, assegurando elevada concentrao microbiana no interior daquelereator. O lodo em excesso retirado e vai para o tratamento de lodo (digesto

anaerbia)

A DQO do despejo, que corresponde frao de matria orgnica do

despejo quimicamente oxidvel, decresce com o tempo medida que o

substrato sofre oxidao por via biolgica, isto vai sendo metabolizada pelos

microrganismos aerbios/facultativos presentes no lodo ativado. A DQO

remanescente aps um longo perodo de aerao corresponde concentrao

de substrato no-biodegradvel do efluente.

Concomitantementecom o decrscimo da DQO, a concentrao de

SLIDOS aumenta, no intervalo de tempo entre t0 e t1, correspondente ao

incio da aerao, pois, nesse intervalo, elevada a concentrao e a

disponibilidade de substrato metabolizvel pelos microrganismos, que o

incorpora para a formao de novas clulas e para atender s suas demandas

energticas. Essa fase denominada fase de sntese, na qual a taxa de


31/42

produo de novas clulas excede a taxa de sua destruio (espcies que no

conseguiram se adaptar ao meio de cultura constitudo, principalmente devido

aos produtos de metabolismo das demais espcies)

Assim, os microrganismos consomem os poluentes do efluente como

fonte de carbono, para suas demandas energticas e para produzir outras

clulas. Este processo apresenta excelentes remoes de DQO, mas h um

preo: uma grande produo de lodo que ter tambm que ser

disponibilizado. Quanto maior for a vazo do efluente maior a produo de lodo

e menor a eficincia do processo. Maiores tempos de reteno, no entanto,

necessitam de maiores reas, que nem sempre esto disponveis. Como

exemplo: no h rea disponvel para implantar ETEs nas proximidades do rioTiet (SP), alm do que as reas so muito caras.

H trs classes para os processos de lodos ativados descrito para

esgotos, que variam o tempo de residncia e a concentrao de biomassa no

reator. A escolha vai depender da eficincia desejada e da rea disponvel para

a implantao do processo. Essas classes so facilmente acessveis na

literatura.

O funcionamento do processo est condicionado pela capacidade dedecantao do lodo. Para esgoto domstico a literatura, relativamente

abundante, permite indicar faixas operacionais do processo, que asseguram

boa sedimentabilidade do lodo, viabilizando o processo. Para efluentes

industriais, devido sua especificidade, deve ser realizado um trabalho

experimental para assegurar um projeto criterioso de lodos ativados.

Aerao ProlongadaEsse processo de tratamento tambm definido como um processo de

oxidao total e se constitui numa modificao do PLA (processo de lodos

ativados). A idia bsica do processo de Aerao Prolongada (AP), a de

reduzir, o mximo possvel, o excesso de lodo ativado produzido. Essa reduo

da concentrao de lodo conseguida pelo simples aumento do tempo de

aerao, ou seja, pelo aumento do tempo de residncia no reator. Dessa forma,

o excesso de lodo consumido por respirao endgena. Se operada de forma


32/42

adequada, a planta de tratamento de despejos por AP no produz efeitos

deletrios ao meio ambiente (odor) podendo, portanto, ser instalada em locais

de grande concentrao populacional.

22..66 LLAAGGOOAASSAAEERRAADDAASS

Lagoas aeradas so bacias de grande volume nas quais, analogamente

ao reator de lodo ativado, a aerao do despejo feita por meio de unidades

mecnicas de aerao (aeradores de superfcie).

A diferena fundamental entre a lagoa aerada e o reator de lodo ativado

reside no fato de que na lagoa aerada no h reciclo do lodo, ou seja, o lodoformado juntamente com o despejo tratado, lanado diretamente no corpo

receptor ou, se necessrio, enviado para unidades de tratamento de lodo. Os

tempos de reteno so elevados e a carga mssica e volumtrica so

menores.

A concentrao de slidos na lagoa aerada ser funo das

caractersticas do despejo e do tempo de residncia. No caso de despejos

domsticos, por exemplo, essa concentrao pode variar na faixa de 50 mg/L a500 mg/L.

regimes de operao de lagoas aeradas

1 - regime de mistura completa:

Nesse regime, o nvel de agitao tal que todos os slidos so

continuamente mantidos em suspenso e o tempo de residncia da ordem de3 dias

2. regime de lagoa facultativa:

Nesse regime de operao, o nvel de agitao de cerca de 5 vezes

menor que o regime de mistura completa. Esse nvel de agitao insuficiente

para manter em suspenso homognea todos os slidos presentes de forma

que parte desses slidos se deposita no fundo da lagoa onde, em razo da


33/42

provvel escassez de oxignio dissolvido, sofrem decomposio anaerbia.

Devido acumulao, esses slidos devem ser removidos (freqncia de

remoo varia entre 1 e 6 anos). O tempo de residncia dessas lagoas da

ordem de 6 dias.

A seleo do regime de operao de uma lagoa aerada resulta de uma

avaliao dos custos de operao e, principalmente, dos custos da terra (rea).

claro que as lagoas facultativas, por demandarem menor potncia de

aerao, exigem maiores volumes de bacia.

22..77 LLAAGGOOAASSDDEEEESSTTAABBIILLIIZZAAOO

A diferena bsica entre a lagoa de estabilizao e a lagoa aerada que

na primeira, a aerao no feita por meios mecanicamente induzidos

(aeradores de superfcie) mas somente por meios naturais (transferncia do

oxignio atmosfrico para a gua e, em maior parte, pela ao fotossinttica

dos vegetais clorofilados presentes na lagoa). O oxignio liberado na

fotossntese utilizado pelos microrganismos aerbios na degradao da

matria orgnica e, por sua vez, os produtos dessa degradao aerbia (CO2,NO3

-, PO43-) so utilizados pelas algas numa, por assim dizer, perfeita simbiose.

O tratamento de despejos em lagoas de estabilizao ser

economicamente vivel se:

1. grandes reas forem disponveis a custos baixos.

2. padres de lanamento de despejos no muito rgidos.

Se a DBO do afluente da lagoa (despejo a ser tratado) for muito alta, a

taxa de consumo de oxignio ser maior que a taxa de re-aerao, a qual, porser feita por meios naturais baixa, ento a concentrao de OD ser baixa ou

nula e o substrato s ser degradado por ao anaerbia com os conseqentes

problemas de odor (H2S e mercaptanas).

Uma condio freqentemente encontrada em lagoas de estabilizao

de que as lminas d'gua mais prximas da superfcie livre operam em

condies aerbias enquanto que as mais profundas operam em condies

anaerbias. Somente em casos de tratamento de despejos de alta


34/42

concentrao da DBO que as condies de operao da lagoa so

anaerbias. No caso de se utilizar lagoas de estabilizao em srie, de se

esperar que a primeira delas opere em condies anaerbias enquanto que nas

subseqentes, as condies aerbias podero eventualmente prevalecer.

22..88 FFIILLTTRROOBBIIOOLLGGIICCOO

Neste tipo de reator se utiliza a biomassa imobilizada (aderida) em algum

tipo de suporte. O filtro biolgico um recheio coberto de limo biolgico atravs

do qual a gua residuria passa. Normalmente o efluente distribudo porpulverizao uniforme sobre o recheio usando um distribuidor rotativo. O

efluente passa de forma descendente atravs do recheio e coletado no fundo.

No filtro biolgico (FB) h o contato direto do substrato com o ar

atmosfrico e com os microrganismos que se desenvolvem aderidos

superfcie do meio poroso. A figura 15 a seguir mostra, de forma esquemtica, a

camada de limo, essencialmente constituda de bactrias e algas, estas do

gnero Zooglea,cuja espessura pode variar de 0,1 mm a 2 mm. Esta camadase constitui de 2 sub-camadas: uma camada anaerbia, aderida superfcie da

do meio poroso e uma outra aerbia, externa quela.


35/42

Figura 15. Forma esquemtica da camada de limo presente no biofilme.

Dependendo da espessura dessa camada de limo, pode haver o

desenvolvimento de uma sub-camada anaerbia junto superfcie do suporte e

uma sub-camada aerbia, externa quela. Segundo alguns autores, a

espessura da sub-camada aerbia seria da ordem de algumas centenas de

micra (100 a 200), sendo a maior parte da biomassa praticamente isenta de

oxignio (pela grande resistncia difuso do oxignio atmosfrico ao longo de

toda a espessura da camada ). As bactrias heterotrficas predominam na

pelcula oxigenada enquanto que as autotrficas - nitrificantes - predominam na

pelcula anxica. Alm das bactrias e das algas h, embora em menor

proporo, h a presena de protozorios, fungos e, at mesmo, vermes e

larvas.

Como j mencionado, a espessura da camada de limo pode variar entre

0,1 a 2 mm. Espessuras maiores tm efeito adverso tanto na operao do filtro -

HH22

cidosOrgnicos

CCCAAAMMMAAADDDAAAAAANNNAAAEEERRRBBBIIIAAA

CCCAAAMMMAAADDDAAAAAAEEERRRBBBIIIAAA

CO2

DDDBBBOOO

O2


36/42

maior probabilidade de colmatao do leito - quanto na eficincia de remoo

do substrato, decorrente de menores taxas de transferncia de substrato,

oxignio e dos metablitos

A remoo da DQO no FB decorre por floculao da matria orgnica em

estado coloidal e aglomerao da matria orgnica em suspenso.

A matria orgnica em soluo contida no despejo bem como o oxignio

necessrio para a sua oxidao biolgica difunde-se atravs da camada de limo

(biofilme) e por ele metabolizada com a conseqente reduo da DBO e a

evoluo de gases e demais produtos do metabolismo aerbio e anaerbio. A

taxa global de remoo depender da natureza e da concentrao da matria

orgnica biodegradvel presente, tanto no estado coloidal quanto em soluo.Quando o despejo contm uma elevada percentagem da DBO nessas

formas, maiores taxas de remoo da mesma podem ser alcanadas em virtude

da coagulao-floculao dos colides e por aglomerao da matria em

suspenso no lquido. Despejos contendo substratos mais simples exibiro

maiores taxas de difuso resultando, assim, maiores taxas de remoo quando

comparados com despejos contendo substratos mais complexos.

medida que o lquido percola atravs do meio poroso, os substratos eoxignio difundem-se atravs da camada de biomassa, sendo aquele

assimilado e os produtos desta assimilao se difundem para fora da camada

de biomassa. Concomitantemente com a metabolizao do substrato, o

oxignio vai sendo consumido, de modo que se pode esperar a existncia das

duas sub-camadas.

No filme biolgico que ocorre na sub-camada correspondente,

desenvolvem-se microorganismos que realizam a oxidao biolgica da matriacarboncea at transform-la em gs carbnico na sub-camada aerbia e

cidos orgnicos volteis na sub-camada anaerbia. Dessa forma, os

mecanismos de degradao biolgica que ocorrem nessas sub-camadas so

essencialmente idnticos aos que ocorrem em qualquer outro processo de

degradao biolgica. Em outras palavras, parte do oxignio consumida para

a sntese de material celular e parte para prover a energia necessria ao ciclo

vital dos microorganismos.


37/42

CCCOOOMMMPPP AAARRR AAA OOOEEE NNNTTTRRREEEOOOFFF BBB EEEOOOPPP LLL AAA:::

1 - No FB convencional, a remoo de substrato da ordem de 60 % enquanto

que no PLA esta remoo da ordem de 80 %.

2 - No h energia despendida na aerao.

3- Os custos de instalao/manuteno/operao do FB constituem-se numa

pequena frao dos custos correspondentes do PLA, a residindo sua maior

atratividade com a restrio de que so recomendados como opo de

tratamento de baixas vazes de despejos.

Apesar de extensivamente utilizado na literatura de tratamento de guas

residurias, o termo filtro inadequado, pois nestes dispositivos no ocorre

propriamente uma filtrao, mas sim uma biossoro seguida da metabolizao

dos constituintes biodegradveis dos despejos. Os filtros biolgicos

convencionais, por exemplo, correspondem a reatores com biomassa (limo)

aderidos a um suporte inerte, sobre a qual o despejo percola.

filtros clssicos

Os filtros clssicos so constitudos de um tanque de grandes dimenses -

dimetro maior que a altura, recheados com um material de preferncia inerte,

como brita, coque, escria ou at mesmo bambu. Em geral, busca-se a

utilizao de material de recheio que alie custos baixos e a maior rea

superficial. Para minimizar as interrupes de funcionamento da unidade de

tratamento decorrentes do entupimento do meio poroso - colmatao - e parapermitir os fluxos de liquido e de ar sua porosidade moderada ( 40 a 60% ). A

rea elevada permite uma maior taxa de colonizao superficial da biomassa e,

em conseqncia, maiores taxas de transferncia de massa - substrato, ar e

metablitos - No caso de despejos domsticos, os filtros utilizados tm de 1,5 a

4 m de altura e dimetro mdio de partcula de recheio variando na faixa de 4

a 12 cm. A eficincia de remoo de substrato depende de vrios fatores, entre


38/42

eles: natureza do despejo, tipo de recheio e, principalmente, das condies de

operao.

Um exemplo muito interessante:

2.9. Remoo de Fsforo

O Fsforo presente nas guas residurias, quer seja na forma inica ou

complexada, encontra-se geralmente como fosfato. Em esgoto sanitrio, o

fsforo orgnico aparece principalmente como fsforo orgnico, polifosfatos e

ortofosfatos.Durante a dcada de 60 foi observado que alguns sistemas de

tratamento de esgotos nos EUA apresentavam remoo de fsforo superior

quela requerida pelo metabolismo bacteriano nos processos de lodo ativado.

Desde ento, por dcadas houve controvrsias sobre os mecanismos

envolvidos na remoo do excesso de fsforo. Aps dois Congressos

realizados, 1982/1984 frica do Sul/Paris, sobre a remoo de fsforo

prevaleceu a idia de remoo biolgica.

LUXURY UPTAKE OF PHOSPHOROUS

Na dcada de 70 a frica do Sul comea a experimentar o conceito de

LUXURY UPTAKE OF PHOSPHOROUS, que foi primeiramente demonstrado

em Santo Antonio/Texas (1967) quando o processo biolgico mostrou a

capacidade de remoo de fsforo em grandes quantidades.Esta capacidade dos microrganismos foi descoberta acidentalmente,

quando em uma planta de lodos ativados, os aeradores da 1a sesso estavam

obstrudos de forma que os microrganismos trabalharam primeiramente em

condies com baixas concentraes de O2e em uma Segunda etapa em um

reator aerado e com isto observou-se uma grande remoo de fsforo.

A frica do Sul possui um clima bastante seco de forma que a gua

utilizada para a irrigao retirada de reservatrios submersos, esta gua


39/42

posteriormente armazenada e para tanto deve estar livre de fsforo e nitrognio

para evitar a sua eutrofizao.

A microbiologia deste sistema est relacionada com a capacidade de

adaptao de um microrganismo.

Este processo usa de uma etapa de fermentao anaerbia, uma sesso

anxica e uma seo aerada. No entanto, h mais de 25 variaes deste

processo para retirada de nutrientes (1996).

O efluente mais o lodo reciclado so misturados no reator de

fermentao, onde dois tipos de microrganismos tm atividade. Primeiro a

bactria anaerbia fermenta a matria orgnica com a produo de molculas

orgnicas menores. Esses produtos so usualmente produzidos no processoanaerbio.

H, ento uma DBO presente no incio da etapa anaerbia. O 2o tipo de

microrganismo presente no reator anaerbio necessariamente uma bactria

aerbia, que consegue sobreviver por certos perodos de tempo em condies

anxicas. Esta bactria especfica armazena energia na forma de polifosfato.

Para tanto, elas obtm energia para manuteno da sua vida pela quebra das

ligaes fosfato do polifosfato armazenado e liberam fosfato de dentro da clulapara a gua (meio).

Estas bactrias (bactrias polifosfato) possuem esta capacidade e

sobrevivem, enquanto que outras bactrias, exclusivamente aerbias, podem

morrer.

A bactria polifosfato se alimenta dos produtos formados na

fermentao, especificamente lcoois e cidos orgnicos pequenos,

armazenando-os, e quebram o polifosfato armazenado liberando o fosfato paraa gua para obter energia. Em ambientes no aerados essa a sua forma de

sobrevivncia. Estas bactrias armazenam a matria orgnica para uma

utilizao futura.


40/42

ANAERBIO

Enquanto tudo isso est acontecendo com as bactrias anaerbias e as

obrigatoriamente aerbias, uma bactria facultativa est presente.

Se o efluente possuir tambm o nitrognio para ser retirado, aps apassagem pelo reator anaerbio h uma seo anxica onde ocorre

denitrificao, liberando N2. Nesta seo as bactrias anaerbias e as

obrigatoriamente aerbias sobrevivem, como se fosse um metabolismo basal.

Aps a denitrificao o efluente descarregado em um reator aerado. Na

seo aerada os microrganismos facultativos funcionam aerobicamente

degradando a DBO. Bactrias nitrificantes agem. As bactrias anaerbias

sobrevivem.

A bactria polifosfato que finalmente est em um ambiente aerbio, pode

agora degradar a matria orgnica acumulada durante a fase anaerbia. Elas

produzem energia para o crescimento e reproduo, mas transferem grande

quantidade desta energia para armazenar polifosfato. Elas se preparam para

um perodo futuro anaerbio pegando todo o fosfato por elas mesmo liberado

durante o perodo anaerbio e mais o fosfato presente no efluente. Ento ela

acumula fosfato adicional.

MMaattrriiaaoorrggnniiccaa

BACTRIA

FACULTATIVAANAERBIA E

AERBIA

lcoois e

cidos orgnicospresentes

Bactriapolifosfato

Polifosfatoarmazenado

matriaorgnicaacumulada

PO4-3, etc

(fosfatos)

BactriaPolifosfato


41/42

Aps este perodo h a seo do clarificador onde parte dos

microrganismos volta para o reator anaerbio. A parte dos microrganismos que

ser descartada contm alta concentrao de fosfato, na forma de polifosfato.

Ento o fosfato biologicamente removido no processo.

AERBIO

Estas plantas, quando bem operadas, produzem um efluente com

concentrao inferior a 1 mg/L de fosfato.

Este exemplo excelente para demonstrar a capacidade de adaptao dos

microrganismos.

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polifosfatos

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CO2 +H O

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