TRATAMENTO DO LODO ativado

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“TRATAMENTO DO LODO 	ATIVADO”
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Poluição das Águas
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“É qualquer alteração nas características físicas, químicas e/ou biológicas das águas, que possa constituir prejuízo à saúde, à segurança e ao bem estar da população e, ainda, possa comprometer a fauna ictiológica e a utilização das águas para fins recreativos, comerciais, industriais e de geração de energia” (CONAMA).
O QUE É POLUIÇÃO HÍDRICA?
O QUE CAUSA A POLUIÇÃO HÍDRICA?
Crescimento populacional; Alto grau de urbanização 
Desenvolvimento da indústria e seus despejos complexos;
Aumento da produção agrícola, que resulta numa carga mais pesada de pesticidas e fertilizantes no ambiente.
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O que está sendo feito com os corpos hídricos?
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ESGOTO DOMÉSTICO E INDUSTRIAL = REMOÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA ATRAVÉS DO SISTEMA “LODO 	ATIVADO”
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AÇÃO DE VÁRIOS MICRORGANISMOS QUE INTERAGEM ENTRE SI FORMANDO O LODO BIOLÓGICO OU LODO ATIVADO
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LODO ATIVADO: IMPORTANTE INSTRUMENTO PARA O ACOMPANHAMENTO E CONTROLE DAS ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ESGOTOS
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FATORES QUE AFETAM O PROCESSO DE TRATAMENTO:
pH: 6,5 e 7,5
Nutrientes: principais são o Nitrogênio e o Fósforo. Encontrados em excesso nos efluentes domésticos e escassos nos industriais. DBO:N:P 100:5:1 100:3,5:0,7
Oxigênio: 1,0 a 2,0 mg/l
Temperatura: 20 a 40°C.
Fatores operacionais: Quantidade de matéria orgânica (DBO) e a massa de lodo ativado contida no tanque.
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* Idade do LODO: É o tempo médio de permanência da biomassa no reator (expresso em dias).
* Índice Volumétrico do Lodo (IVL): É o volume ocupado por um grama do SSTA (Concentração dos Sólidos em Suspensão Voláteis no Tanque de Aeração). 
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Classificação: Critérios Microbiológicos (abundância de matéria orgânica fornecida para os microrganismos)
Carga Orgânica Alta : Alta taxa. Operam com lodo de BAIXA IDADE (menos de 5 dias) e ALTA CARGA APLICADA. Tratamento de baixa qualidade e necessita de estabilização do lodo.
Carga Orgânica Moderada: (convencional). Idade do lodo 3 A 5 DIAS. O retorno do lodo é de 25 a 50%.
Carga Orgânica Moderada: Aeração prolongada. Opera com lodo de idade superior a 20 dias com baixa carga aplicada ao lodo volátil. O excesso não necessita de estabilizantes.
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FLOCO DO LODO ATIVADO: 
COMPOSIÇÃO:
Fragmentos orgânicos não digeridos;
Células mortas;
Fração inorgânica: areia, grãos;
Bactérias;
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FLOCO DO LODO ATIVADO:
ESTRUTURA:
Macroestrutura: esqueleto do floco - bactérias filamentosas.
Microestrutura: base do floco - agregado de células.
As bactérias filamentosas devem ter o crescimento limitado.
O excesso não permite a sedimentação do lodo no decantador = intumescimento ou “bulking”.
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Microrganismos envolvidos no tratamento:
As bactérias são responsáveis pela estabilização aeróbica da matéria orgânica. Além de bactérias, o sistema de lodos ativados possui uma população de microrganismos característica compostas frequentemente por bactérias, fungos, algas, protozoários e micrometazoários.
As bactérias utilizadas são do tipo filamentosa e não filamentosa. 
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Filamentosas: Presentes no interior dos flocos, apresentam alta capacidade de consumir matéria orgânica = efluente final de boa qualidade. Quando aplicadas em grande quantidade podem causar problemas na sedimentação= intumescimento. Ex: Sphaerotillus natans; Thiothrix; Beggiatoa; Microthrix parvicella; Nocardia 1701, 0041 0675 e 021N.
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Não filamentosas: Estão presentes no interior dos flocos e seu crescimento excessivo forma flocos volumosos gelatinosos que se sedimentam mal = intumescimento não filamentoso ou “zoogleal buking”. Ex: Bacillus, Aerobacter, Pseudomonas, Achromobacter, Flavobacterium, Alcaligenes, Arthrobacter, Citromonas e Zooglea.
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Distribuição Espacial da Água na Terra
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DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NO PLANETA
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Distribuição do consumo de água no planeta
Fonte: WRI (1998).
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 Águas no Brasil
LEI Nº 9433, DE 8 DE JANEIRO DE 1997 (DOU 09.01.1997)
Institui a Política Nacional de Recursos Hídricos, cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos
Art. 1º A Política Nacional de Recursos Hídricos baseia-se nos seguintes fundamentos:
I - a água é um bem de domínio público;
II - a água é um recurso natural limitado, dotado de valor
econômico;
III - em situações de escassez, o uso prioritário dos recursos
hídricos é o consumo humano e a dessedentação de animais;
IV - a gestão dos recursos hídricos deve sempre proporcionar o
uso múltiplo das águas;
V - a bacia hidrográfica e a unidade territorial para implementação
da Política Nacional de Recursos Hídricos e atuação do Sistema Nacional de
Gerenciamento de Recursos Hídricos; e
VI - a gestão dos recursos hídricos deve ser descentralizada e
contar com a participação do Poder Público, dos usuários e das comunidades.
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Consuntivos
abastecimento humano
dessedentação de animais
indústria
irrigação
Não consuntivos
geração de energia elétrica 
recreação/lazer
harmonia paisagística
conservação da flora e fauna
navegação
pesca
diluição de despejos
Usos da água
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CLASSIFICAÇÃO DA ÁGUAS
 RESOLUÇÃO CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005;
 Esta nova resolução substitui a 020/86 e apresenta 38 definições de corpos de águas, suas classificações qualitativas, composições e usos múltiplos.
 Art.3º As águas doces, salobras e salinas do Território Nacional são classificadas,
segundo a qualidade requerida para os seus usos preponderantes, em treze classes de qualidade.
 As águas doces são classificadas segundo sua qualidade em treze classes:
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Fontes poluidoras
Águas superficiais:
Esgoto doméstico;
Efluentes industriais;
Águas pluviais, carreando impurezas do solo ou contendo esgotos lançados nas galerias;
Resíduos sólidos (lixo);
Pesticidas;
Fertilizantes;
Detergentes;
Precipitação de poluentes atmosféricos (sobre o solo ou a água);
Alteração nas margens dos mananciais, provocando carreamento do solo, como conseqüências da erosão.
Águas subterrâneas:
Infiltração de:
esgotos a partir de sumidouros ou valas de infiltração (fossas sépticas);
esgotos depositados em lagoas de estabilização ou em outros sistemas de tratamento usando disposição no solo;
esgotos aplicados no solo em sistemas de irrigação;
águas contendo pesticidas, fertilizantes, detergentes e poluentes atmosféricos depositados no solo;
outras impurezas presentes no solo;
águas superficiais poluídas;
Vazamento de tubulações ou depósitos subterrâneos;
Percolação do chorume resultante de depósitos de lixo no solo;
Resíduos de outras fontes: cemitérios, minas, depósitos de materiais radioativos.
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Fontes poluidoras
ou
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CLASSIFICAÇÃO DA POLUIÇÃO HÍDRICA
 Bacteriana -> Contato com dejetos humanos portadores de organismos patogênicos, por via direta e por esgotos sanitários;
 Orgânica -> Recebimento de grande quantidade de matéria orgânica, proveniente de esgotos domésticos ou industriais;
 Química -> Presença de substâncias provenientes de processos industriais, uso de pesticidas e de fertilizantes;
 Térmica -> Elevação da temperatura da água aos receber despejos com temperatura elevada provenientes de destilarias, usinas atômica, etc;
 Radioativa -> Recebimento de descargas radioisótopos de usinas nucleares.
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 Os esgotos domésticos, muitos tipos de resíduos industriais, os dejetos agrícolas e especialmente os pecuários, são constituídos preponderantemente de matéria orgânica, elemento que serve de alimento aos seres aquáticos, sejam peixes, sejam bentos, plâncton, bactérias, etc. 
 quanto maior o volume de matéria orgânica – esgotos – for lançado em um corpo d’água, maior será o consumo (demanda) de oxigênio usado na respiração dos seres aquáticos (em especial, das bactérias decompositoras). 
 Quando todo o oxigênio se extingue, as bactérias e outros seres que dependem do oxigênio para a respiração
também são extintos e em seu lugar surgem outros seres microscópicos capazes de se alimentar e “respirar” na ausência do oxigênio. 
POLUIÇÃO ORGÂNICA
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CARGA POLUIDORA 
A carga poluidora de um efluente gasoso ou líquido é a expressão da quantidade de poluente lançada pela fonte. Para as águas, é freqüentemente expressa em DBO ou DQO.
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DBO (DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO)
DBO é um consumo de oxigênio, através de reações biológicas e químicas.
DBO520 (DBO5 ou DBO) 
Teste padrão  Medida a 5 dias (20º C)
Finalidades do teste
Visualização da taxa de degradação do despejo ao longo do tempo
Visualização da taxa de consumo de oxigênio ao longo do tempo
Critério para dimensionamento da maioria dos sistemas de tratamento de esgotos e legislação ambiental são baseados nesse parâmetro 
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DQO (DEMANDA QUÍMICA DE OXIGÊNIO)
Índice que dá a quantidade necessária de Oxigênio, fornecido por um agente oxidante, para oxidar totalmente a matéria orgânica presente num meio (água ou efluente).
Algumas vantagens do teste:
teste é realizado em 2 a 3 horas
teste não afetado pela nitrificação
Algumas limitações do teste:
refere-se a matéria orgânica biodegradável + inerte
não é possível visualizar a degradação do despejo ao longo do tempo
constituintes inorgânicos podem ser oxidados e interferir no resultado
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RELAÇÃO ENTRE DQO E DBO
DQO/DBO  varia com o tipo de efluente e à medida que o esgoto passa pelas diversas unidades da ETE
Esgotos domésticos brutos  DQO/DBO entre 1,7 a 2,4
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EQUIVALENTE POPULACIONAL
 É comum relacionar a poluição orgânica em função da quantidade média de detritos produzidos diariamente por uma pessoa
 Essa ordem de grandeza é e chamada de EQUIVALENTE POPULACIONAL (EP)
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EQUIVALENTE POPULACIONAL PARA VÁRIOS TIPOS DE INDÚSTRIAS
Fonte: Manual de Tratamento de Águas Residuárias
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Diluição
Sedimentação
Estabilização bioquímica
AUTODEPURAÇÃO DAS ÁGUAS
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Características das zonas de autodepuração
Zona de Degradação:
Início  ponto de lançamento dos despejos;
Água turva (cor acinzentada);
Precipitação de partículas  lodo no leito do corpo d’água;
Proliferação de bactérias (consumo de matéria orgânica);
Redução da concentração de oxigênio dissolvido;
Limite da 1ª zona  concentração de oxigênio atinge 40% da concentração inicial;
Não há odor;
Presença de oxigênio não permita a decomposição aneróbia.
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Zona de Decomposição Ativa:
Início  oxigênio atinge valores inferiores a 40% da concentração de saturação;
Água  cor cinza-escura, quase negra;
Bancos de lodos no fundo em ativa decomposição anaeróbia;
Desprendimento de gases mal cheirosos (amônia, gás sulfídrico, etc);
Oxigênio dissolvido  pode zerar ou “ficar negativo”;
Biota aeróbia é substituída por outra anaeróbia;
Ambiente fétido e escuro;
Oxigênio passa a ser reposto  ar atmosférico ou fotossíntese;
População de bactérias  decresce;
Água começa a ficar mais clara (ainda impróprio p/ os peixes);
Fim da 2ª zona  oxigênio elevar-se a 40% da conc. de saturação.
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Zona de Recuperação:
Início  40% de oxigênio de saturação;
Término  água saturada de oxigênio;
Água  mais clara e límpida;
Proliferação de algas que reoxigenam o meio;
Amônia  oxidada a nitritos e nitratos (+ fosfatos fertilizam o meio, favorecendo a proliferação de algas);
Cor esverdeada intensa (alimento p/ crustáceos, larvas de insetos, vermes, etc., que servem de alimentos p/ os peixes);
Diversificação da biocenose.
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Zona de Águas Limpas:
Água  características diferentes das águas poluídas;
Água encontra-se “eutrófica”;
Não é limpa, devido a presença das algas (cor verde);
Água  recuperou-se, melhorou suas capacidade de produzir alimento protéico (piorou no quesito de potabilidade);
Péssimo aspecto estético;
Grande assoreamento nas margens;
Invasão de plantas aquáticas indesejáveis.
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EUTROFIZAÇÃO
 A eutrófização é o crescimento excessivo das plantas aquáticas, tanto planctônicas quanto aderidas, a níveis tais que sejam considerados como causadores de interferências com os usos desejáveis do corpo d’água (Thomann e Mueller, 1987).
 O principal fator de estímulo é um nível excessivo de nutrientes no corpo d’água, principalmente nitrogênio e fósforo.
 O nível de eutrófização está usualmente associado ao uso e ocupação do solo predominante na bacia hidrográfica.
 
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 Problemas estéticos e recreacionais. 
 Diminuição do uso da água para recreação, balneabilidade e redução geral na atração turística devido a:
 Freqüentes florações das águas
 Crescimento excessivo da vegetação
 Distúrbios com mosquitos e insetos
 Eventuais maus odores
 Eventuais mortandades de peixes
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 Cabe aos órgãos ambientais dos estados, territórios e Distrito Federal efetuar, não só o enquadramento dos corpos de água no âmbito das classes preconizadas pela Resolução CONAMA n0. 357/05, como exercer atividade orientadora, fiscalizadora e punitiva junto às fontes de poluição que possam alterar os valores dos padrões de qualidade das águas da classe estabelecida para o corpo d’água receptor.
APLICAÇÃO DE UMA LEGISLAÇÃO
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Tratamento Primário O tratamento primário do despejo consiste de: - Gradeamento dos despejos, por meio de uma grade com espaçamento entre barra de 12 mm visando a separação de sólidos grosseiros, que por sua natureza ou tamanho, criariam problemas como desgastes de bombas ou obstruções em tubulações nas etapas posteriores. - Caixa de areia, que tem como função remover os sólidos de natureza sedimentáveis de alta capacidade de decantação. - Caixa retentora de óleo das águas residuárias, visando a remoção de óleos e graxas. 
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- Tratamento Secundário Toda vazão de efluente passará pelo processo anaeróbio. O tratamento de despejo, visando a remoção de matéria orgânica, é fundamentado no processo biológico metanogênico realizado em Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente com Leito de Lodo com Recirculação Interna (IC), complementado por unidades de pré-condicionamento da água residuária, armazenagem de lodo biológico excedente, coleta/queima de gás. No Tanque de Equalização/Acidificação será feita a correção do pH com hidróxido de sódio ou acido clorídrico e dosagem de nutrientes (uréia e acido fosfórico). 
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- Tratamento terciário O tratamento terciário do efluente do tratamento secundário é constituído por: - Tanques de aeração, para polimento complementar do efluente por meio de aeradores superficiais. O processo aeróbio será de lodos ativados com aeração prolongada, onde a flora microbiana aeróbia metabolizará a matéria orgânica biodegradável disponível convertendo-a em lodo biológico + CO2 + H2O. A mistura do despejo tratado com o lodo biológico gerado deixará o tanque de aeração por gravidade e será encaminhado para o decantador secundário. - Decantador secundário, que tem por objetivo a remoção de sólidos em suspensão de natureza sedimentar, é fundamentado na operação unitária de sedimentação, complementado por unidades de coleta, adensamento e armazenamento de sólidos removidos. O lodo biológico sedimentado acumulado no fundo do decantador secundário será encaminhado à elevatória de lodo e com auxílio de bomba submersível será reciclado continuamente ao tanque de aeração podendo também ser parcialmente descartado do processo passando pelas etapas de adensamento e desaguamento. O despejo clarificado passará por medição de vazão em calha Parshall e seguirá para o corpo receptor (rio): 
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