Lagoas de estabilização

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DISCIPLINA: TRATAMENTO DE RESÍDUOS 
Lagoas de estabilização 
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Definição: 
É uma construção simples que faz parte da 
etapa de tratamento primário e utiliza o 
método biológico para remoção de poluente no 
tratamento de um efluente. As bactérias 
anaeróbias têm uma taxa metabólica e de 
reprodução mais lenta do que as bactérias 
aeróbias. E assim sendo, para um período de 
permanência de apenas 3 a 5 dias na lagoa 
anaeróbia (para esgotos domésticos), a 
decomposição da matéria orgânica é apenas 
parcial. 
Mesmo assim essa remoção da DBO, da ordem 
de 50 a 60%, a pesar da insuficiência, 
representa uma grande contribuição, aliviando 
sobremaneira a carga da etapa seguinte que 
pode ser, por exemplo, a lagoa facultativa. 
 
Objetivos: 
As lagoas anaeróbias têm sido utilizadas no 
tratamento primário de águas residuárias 
domésticas, agroindustriais (águas residuárias 
de frigoríficos, laticínios, bebidas, criatórios de 
animais, etc) e despejos industriais 
predominantemente orgânicos. 
 
Finalidades: 
No tratamento em lagoas anaeróbias, visa-se a 
remoção de material facilmente flotável e 
sedimentável, além da degradação parcial de 
parte do material orgânico dissolvido e em 
suspensão na água residuária em tratamento. 
 
Princípio do processo: 
Quando a disponibilidade de oxigênio no meio 
é muito baixa ou inexistente, haverá 
decomposição de material orgânico por ação 
dos microrganismos anaeróbios os quais são 
capazes de degradar, parcialmente, parte do 
material orgânico dissolvido em suspensão. 
 
DESCRIÇÃO DO PROCESSO 
Costuma-se dividir em três fases: 
Liquefação; Acidogênica; e Metanogênica. 
 
LIQUEFAÇÃO: Há hidrólise de materiais 
orgânicos complexos (proteínas, hidratos de 
carbono e lipídeos) que são transformados em 
material orgânico menos complexos (cadeias 
orgânicas mais simples) e mais solúveis. 
ACIDOGÊNICA: Conversão de mat. Orgânico 
solúvel produzido, em ácidos (gás Sulfídrico – 
H2S, mercaptans, indóis, nitrilas, fosfina e 
outros). Nesta fase deverá ocorrer queda no pH 
da AR em tratamento para valores entre 5,0 e 
6,0. A formação de ácidos que exalam gases 
fétidos proporciona risco de geração de maus 
odores. As alterações no material orgânico não 
se traduzem em remoção de DBO da AR. 
METANOGÊNICA: Formação de metano, por 
ação das bactérias metanogênicas. Elevação do 
pH entre 7,2 e 7,5. Transformação de ácidos em 
CH4, CO2 e H2O (maus odores desaparecem). 
 
As transformações do material orgânico 
repercutem em remoção de DBO. A grande 
produção de gases pode proporcionar a 
formação de espessa camada de escuma sobre 
o líquido, o que pode dificultar o 
desprendimento de H2S, minimizar entrada de 
oxigênio e luz, e diminuir a osculação térmica 
no meio, fatores que são altamente positivos ao 
processo anaeróbio. Os sulfetos formados 
podem gerar precipitados de baixa solubilidade 
com metais pesados, removendo-os da solução. 
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FATORES QUE INFLENCIAM O PROCESSO: 
 
O processo anaeróbio para ser completo e, por 
consequência, eficiente deve favorecer, ao 
máximo possível, a geração de gás metano. As 
condições do meio consideradas adequadas 
para o desenvolvimento das bactérias 
metanogênicas são: 
 Temperatura entre 30 e 37 °C; 
 pH próximo da condição neutra; 
 Muito baixa ou nenhuma 
disponibilidade de oxigênio no meio 
líquido (bactérias metanogênicas não 
sobrevivem na presença O2. 
 
DIMENSIONAMENTO: 
São critérios empíricos baseados em tempo de 
detenção da AR na lagoa e/ou nas taxas 
máximas de aplicação volumétrica de DBO. 
 
TEMPO DE DETENÇÃO: 
- Deve ser o suficiente para que possa ocorrer 
sedimentação de sólidos e para propiciar a 
degradação anaeróbia do material orgânico 
solúvel. 
- Bactérias de mais rápido crescimento o fazem 
em um período de 3 a 6 dias, enquanto as de 
mais lento crescimento demandam 20-30 dias. 
No caso de LA se o tempo de detenção for 
menor que 3 dias haverá baixo crescimento de 
bactérias metanogênica, o que 
inexoravelmente conduz à exalação de maus 
odores (acumulo de ácidos no meio líquido). 
- O tempo de detenção recomendado no 
tratamento de AR domésticas em LA deve estar 
entre 3 e 6 dias e para AR agroindustriais entre 
5 e 50 dias. 
 
Baseado no tempo de detenção hidráulica a ser 
usado, o volume da lagoa anaeróbia pode ser 
calculado como se segue: 
V = td x Q 
V – volume requerido para a lagoa (m3); 
Td – tempo de detenção hidráulica (d); 
Q – vazão média afluente (m3. d-1). 
 
MÉTODO DA TAXA DE APLICAÇÃO 
VOLUMÉTRICA 
 
O volume da lagoa anaeróbia pode ser 
determinado se for fixada a carga orgânica a ser 
aplicada por volume de tanque: 
 
em que, 
V: volume do tanque (m3); 
Q: vazão de água residuária (m3.d-1); 
DBO: concentração de DBO (kg.m-3); 
Tav: taxa de aplicação volumétrica (kg.m-3.d-1). 
 
- Recomenda-se, para maior proporcionar 
condições de anaerobiose adequada 
minimizando se riscos da produção de maus 
odores, que a taxa volumétrica a seja aplicada 
em lagoas anaeróbias esteja entre 0,1 e 0,4 
kg.m-3.d-1. 
 
- A profundidade de lagoas anaeróbias deve 
estar entre 3,0 e 5,0 m, condição fundamental 
para que o processo ocorra em condições 
predominantemente anaeróbias. 
 
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- A construção da lagoa anaeróbia deverá 
obedecer aos mesmos critérios construtivos 
estabelecidos para a lagoa facultativa, lagoa de 
tratamento secundário, a ser posicionada em 
seqüência à lagoa anaeróbia. 
 
 
 
 
CRITÉRIOS CONSTRUTIVOS 
Podem ser construídas por escavação no solo 
ou formadas com a construção de barragens de 
terra. Por escavação, como o terreno é mais 
firme, os taludes de corte podem ser de 1:1 
(distância horizontal:distância vertical) ou 
mais inclinado. Solos arenosos exigem taludes 
menos inclinados enquanto nos argilosos a 
inclinação do talude pode ser maior. 
 
Figura 1 – Vista tridimensional de uma lagoa 
anaeróbia retangular (tronco de pirâmide) 
 
Lembrar que para o cálculo das dimensões da 
lagoa em nível do solo, deve-se acrescentar uma 
folga de, no mínimo, 0,5 m na altura. 
 
Figura 2 – Vista em planta e corte transversal de 
uma lagoa anaeróbia. 
TRATAMENTO SECUNDÁRIO 
 
LAGOA FACULTATIVA: 
- As lagoas facultativas são lagoas de 
estabilização que fazem parte do tratamento 
secundário de águas residuárias. Nesta unidade 
ocorre a conversão do material orgânico 
carbonáceo e de solutos em massa de algas. 
- A finalidade é a estabilização do material 
orgânico contido nas águas residuárias. 
- O material orgânico dissolvido (DBO solúvel), 
juntamente com o material orgânico em 
suspensão, de pequenas dimensões (DBO 
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finamente particulada), é decomposto por 
bactérias facultativas (bactérias que tem a 
capacidade de sobreviver tanto na presença 
como na ausência de oxigênio), 
proporcionando maior grau de depuração à 
água residuárias. O oxigênio necessário para 
respiração das bactérias aeróbias é fornecido, 
principalmente, pela fotossíntese realizada 
pelas algas que se desenvolvem no meio 
líquido. 
 
Figura 3 – Fluxo da água residuária em sistema de 
lagoa anaeróbia seguida de facultativa. 
 
- Como é necessária insolação suficiente para 
que as algas se desenvolvam plenamente, essas 
lagoas precisam possuir grandes áreas 
superficiais para sua melhor eficiência. 
- A camada de lodo formada no fundo das 
lagoas deve ser removida a cada 5 - 6 anos para 
que o material acumulado não comece a 
interferir na eficiência do processo de 
depuração. 
- O lodo removido tanto da lagoa anaeróbia 
como da facultativa, depois de secado ao sol, 
pode ser aplicado em culturas agrícolas como 
adubação orgânica. 
- Para o correto dimensionamento das lagoas 
facultativas, é fundamental o conhecimento da 
taxa de degradação aeróbia do material 
orgânico contido na água residuária. 
- A eficiência de remoção de sólidosem 
suspensão em lagoas facultativas pode chegar a 
mais de 90% e a de DBO a mais de 85%. 
 
 
DIMENSIONAMENTO 
Método da taxa de aplicação superficial: 
Por este método, tal como já apresentado para 
lagoas anaeróbias, utiliza-se uma taxa de 
aplicação de água residuária na lagoa que 
proporcione maior eficiência no processo. A 
área superficial de lagoa facultativa pode ser 
calculada com o uso da equação: 
 
em que, 
As – área superficial da lagoa (ha); 
Tas - taxa de aplicação superficial (kg.ha-1.d-1 
de DBO) 
 
CONSIDERAÇÕES 
 lagoas com C/L elevado tende a apresentar 
fluxo semelhante ao de pistão; 
 lagoas com C/L próximo de 1,0 (lagoas 
quadradas) tendem a apresentar modelo 
tipo mistura completa; 
 lagoas facultativas com C/L entre 2 e 4 
apresentam fluxo disperso.