Prova 3 Residuarias.docx

Prévia do material em texto

Prova 3 Residuárias 
Foi solicitado a você o dimensionamento e um manual de manejo de uma lagoa anaeróbia. Cite e explique 3 características construtivas, e ou, de manejo, que você estabeleceria na lagoa anaeróbia, de acordo com o que foi apresentado em sala, para garantir um ambiente estritamente anaeróbio.
Uma característica construtiva que deve ser empregada a fim de garantir um ambiente estritamente anaeróbio é construir lagoas com pequena área superficial. Para isso deve- se adotar profundidades variando de 3,5 a 5 metros. Em lagoas com pequena área superficial há menor troca de oxigênio com a atmosfera, favorecendo o ambiente anaeróbio. Uma característica de manejo seria manter a escuma (gordura) presente na superfície da lagoa, não a removendo. A escuma presente na superfície da lagoa serve como uma barreira para a incidência de luz solar, o que impede o surgimento de macrófitas (algas), uma vez que essas necessitam de luz para realizar fotossíntese e continuarem a produzir oxigênio, o que desfavoreceria o ambiente anaeróbio. A presença de crosta de escuma impede também a difusão do oxigênio atmosférico. Outra importância da crosta de escuma é que ela mantem a lagoa na temperatura ideal, evitando que a lagoa perca calor a noite, e que não se aqueça demais durante o dia. As bactérias metanogênicas são anaeróbias estritas e bastante sensíveis às condições ambientais exigindo uma temperatura do líquido acima de 15 C. Por fim, uma característica importante para manter o ambiente anaeróbio é a taxa de aplicação volumétrica de DBO na lagoa, esta deve ser elevada a ponto de que a taxa de consumo de oxigênio seja varias vezes superior a taxa de produção.
Descreva detalhadamente comportamento da DBO em uma lagoa facultativa, bem como as características de uma lagoa facultativa e como se processa a degradação da matéria orgânica neste ambiente? Faça esquema para auxiliar na explicação.
 O efluente entra por uma extremidade da lagoa e sai pela outra. Durante este caminho, que pode demorar vários dias, o esgoto sofre os processos que irão resultar em sua purificação. Após a entrada do efluente na lagoa, a matéria orgânica em suspenção (DBO particulada) começa a sedimentar formando o lodo de fundo. Este sofre tratamento anaeróbio na zona anaeróbia da lagoa. Já a matéria orgânica dissolvida (DBO solúvel) e a em suspensão de pequenas dimensões (DBO finamente particulada) permanecem dispersas na massa líquida. Estas sofrerão tratamento aeróbio nas zonas mais superficiais da lagoa (zona aeróbia). Nesta zona há necessidade da presença de oxigênio. Este é fornecido por trocas gasosas da superfície líquida com a atmosfera e pela fotossíntese realizada pelas algas presentes, fundamentais ao processo. Para isso há necessidade de suficiente iluminação solar, portanto, estas lagoas devem ser implantadas em lugares de baixa nebulosidade e grande radiação solar. Na zona aeróbia há um equilíbrio entre o consumo e a produção de oxigênio e gás carbônico. Enquanto as bactérias produzem gás carbônico e consomem oxigênio através da respiração, as algas produzem oxigênio e consomem gás carbônico na realização da fotossíntese.  A medida que se afasta da superfície da lagoa a concentração de oxigênio diminui devido a menor ocorrência da fotossíntese. Também durante a noite não há realização de fotossítese, enquanto que a respiração continua ocorrendo. Esta zona, onde pode ocorrer ausência ou presença de oxigênio é denominada zona facultativa. Nela a estabilização de matéria orgânica ocorre por meio de bactérias facultativas, que podem sobreviver tanto na ausência quanto na presença de oxigênio. . Durante do dia a zona facultativa da lagoa decresce (Maior X e menor Y – ver desenho) e durante a noite acontece o contrario.
Você foi consultado para averiguar um sistema de uma agroindústria composto por um sistema australiano com duas lagoas facultativas em serie. Você verifica que a primeira lagoa facultativa apresenta coloração marrom e a segunda apresenta coloração amarelada. O que está acontecendo com estas lagoas? Elas estão funcionando adequadamente? Explique de acordo com o que foi apresentado em sala.
Coloração marrom avermelhada: Sobrecarga de MO, presença de bactérias fotossintéticas oxidantes de sulfeto (requerem luz e sulfetos, utilizam CO2 como receptores de elétrons não produzem oxigênio e não contribuem para remoção de DBO).
Coloração amarela: Crescimento de rotíferos, protozoários ou crustáceos, que se alimentam das algas podendo causar a sua destruição em poucos dias, caso as condições persistam, haverá decréscimo de OD e eventualmente mau cheiro.
Caracterize construtivamente e em termos de remoção da matéria orgânica uma lagoa aerada. O que diferencia em termos construtivos e de requisitos energéticos uma lagoa aerada facultativa de uma lagoa aerada de mistura completa?
As lagoas aeradas assemelham-se construtivamente às lagoas de estabilização facultativas. No entanto, Dependem da introdução artificial do oxigênio requerido pelos organismos decompositores da matéria orgânica solúvel e finamente particulada. A lagoa aerada facultativa tem o nível de energia introduzido pelos aeadores suficiente apenas para a oxidação, mas não para manter os sólidos dispersos na massa liquida, além disso o tempo de detenção hidráulica na lagoa aerada facultativa é menor (o requisito de área é bem inferior). Nas lagoas aeradas de mistura completa o nível de energia introduzido servem, não só para garantir a oxigenação do meio, mas também para manter os sólidos em suspensão (biomassa) dispersos no meio liquido. Por ter uma maior concentração de bactérias no meio líquido e maior contato matéria orgânica-bactérias, a eficiência do sistema aumenta bastante, permitindo que o volume da lagoa seja bastante reduzido.
Alguns processos observados em uma lagoa facultativa podem favorecer a remoção de nutrientes (nitrogênio e fosforo) e de metais pesados. Cite pelo menos dois processos e relacione-os ao que remove e como se da a remoção.
Os processos para remoção dos nutrientes em lagoas facultativas dar-se-á de maneira natural. As algas durante o dia consomem muito CO2 para realizar a fotossíntese, assim o íon carbonato do esgoto tende a se converter a OH- e o pH se eleva. Em pH elevado pode ocorrer os seguintes fenômenos de remoção de nutrientes: 
- Conversão da amônia ionizada NH4+ a amônia livre NH3 a qual é toxica mas tende-se a liberar para a atmosfera
-Precipitação dos fosfatos, no qual são absorvidos pelo lodo de fundo e posteriormente removidos. 
- Conversão de nitrito NO2- em nitrato NO3- durante o dia devido a presença de oxigênio, e consequentemente durante a noite a desnitrificação gerando N2 (gás) que se desprende da massa de água para a atmosfera.
Considere o lodo proveniente de uma lagoa aerada de mistura completa sem decantador secundário. Faça um esquema sequencial das unidades de tratamento/manejo que este lodo deve passar para ser disposto em um aterro sanitário. Explique a função de cada etapa.
- Adensamento ou espessamento: remoção de unidade (redução de volume);
- Estabilização: remoção da matéria orgânica (redução de sólidos voláteis);
- Condicionamento: preparação para a desidratação (principalmente mecânica);
- Desaguamento ou desidratação: remoção de unidade (redução de volume);
- Higienização: remoção de organismos patogênicos;
- Disposição Final: destinação final dos subprodutos.
O lodo de esgoto pode ser utilizado como fertilizante orgânico após ser higienizado. Conceitue Higienização do lodo. E descreva como é feita a higienização do lodo por meio da caleação. (Considere a resolução do CONAMA nº 375/2006):
	A higienização busca reduzir a patogenicidade do lodo a níveis que não venham a causar riscos à saúde da população, de acordo com as exigências de cada utilização. É uma operação necessária se o seu destino for a reciclagem agrícola, já que os processos de digestão anaeróbia geralmente empregados não reduzem o nível de patógenos a níveis aceitáveis. Para disposição finaldo lodo em aterro ou incineração a higienização não é necessária.
A caleação é um método simples, operacionalmente, e com baixos custos. Consiste na utilização de um produto alcalino, geralmente CaO, para elevar o pH do lodo (maior que 12) aumentar a temperatura e formação de NH3 assim eliminando os patógenos.