Aula 4 Processos Biológicos de Tratamento

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PROCESSOS BIOLÓGICOS DE TRATAMENTO
Prof. Rodrigo Silva
Campo Grande – MS
Setembro de 2017
REPRODUZEM OS PROCESSOS NATURAIS DOS CORPOS NATURAIS.
É NECESSÁRIO CONHECER A MICROBIOLOGIA E A ECOLOGIA DOS MICROORGANISMOS ENVOLVIDOS NO TRATAMENTO
PROCESSOS BIOLÓGICOS
BACTÉRIAS
PRINCIPAIS RESPONSÁVEIS PELA DEGRADAÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA
SENSÍVEIS A VARIAÇÃO DE TEMPERATURA E pH
PROTOZOÁRIOS
ATACAM AS BACTÉRIAS
ESSENCIAL PARA O EQUILÍBRIO BIOLÓGICO
FUNGOS
AUXILIAM NA DECOMPOSIÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA
RESISTENTES A BAIXOS VALORES DE pH
ORGANISMOS PRESENTES NAS ÁGUAS RESIDUÁRIAS
ALGAS
PRODUZEM OXIGÊNIO
ROTÍFEROS
ATACAM AS BACTÉRIAS
NECESSITAM DE GRANDES QUANTIDADES DE OXIGÊNIO
HELMINTOS
DEIXAM OVOS QUE NÃO SÃO DEGRADADOS
ORGANISMOS PRESENTES NAS ÁGUAS RESIDUÁRIAS
QUANTO AO CONSUMO DE OXIGÊNIO
AERÓBIOS (NECESSITAM DE GRANDES QUANTIAS DE OXIGÊNIO)
ANAERÓBIOS (OXIGÊNIO É TÓXICO A ESSES SERES)
ANAERÓBIOS FACULTATIVOS
MICROAERÓFILOS (NECESSITAM DE BAIXAS CONCENTRAÇÕES DE OXIGÊNIO)
CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS
QUANTO À TEMPERATURA
PSICROFÍLICOS: 7 °C A 25 °C
MESOFÍLICOS: 26 °C A 40 °C
TERMOFÍLICOS: ACIMA DE 40°C
CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS
QUANTO ÀS NECESSIDADES NUTRICIONAIS
AUTOTRÓFICOS: ALIMENTAM POR SI MESMOS, USAM GÁS CARBÔNICO E BICARBONATO COMO ÚNICAS FONTES DE CARBONO. Exs: BACTÉRIAS FOTOSSINTETIZANTES, CIANOBACTÉRIAS, ALGAS, PLANTAS AQUÁTICAS
HETEROTRÓFICOS: MAIORIA DOS ORGANISMOS
CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS
QUANTO ÀS FONTE DE ENERGIA
FOTOTRÓFICOS: UTILIZAM A LUZ COMO FONTE DE ENERGIA
QUIMIOTRÓFICOS: UTILIZAM REAÇÕES DE OXI-ReDUÇÃO PARA OBTER ENERGIA
CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS
I – FASE LAG
ADAPTAÇÃO AO MEIO
II – FASE EXPONENCIAL
MULTIPLICAÇÃO EXPONENCIAL
III – FASE ESTACIONÁRIA
CÉLULAS GERADAS = CÉLULAS MORTAS
IV – FASE DE DECLÍNIO ENDÓGENO
CÉLULAS MORTAS > CÉLULAS GERADAS
CRESCIMENTO POPULAÇÃO MICRORGANISMOS
SISTEMA EM BATELADA
SISTEMA CONTÍNUO
OPERAÇÃO DE SISTEMAS DE TRATAMENTO
PARA O TRATAMENTO SER EFICIENTE, É IMPORTANTE O EQUILÍBRIO DE NUTRIENTES
REQUISITOS NUTRICIONAIS
INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA
VALORES ÓTIMOS ENTRE 6,5 E 7,5
INFLUÊNCIA DO pH
PRESENÇA ABUNDANTE PARA ORGANISMOS AERÓBICOS.
AUSÊNCIA PARA ORGANISMOS ANAERÓBICOS.
INFLUÊNCIA DO OXIGÊNIO DISSOLVIDO
SÃO PROCESSOS EFICIENTES DE TRATAMENTO.
RESISTEM BEM A VARIAÇÕES DE CARGA ORGÂNICA DURANTE O DIA.
AJUSTES NA AERAÇÃO SÃO NECESSÁRIOS PARA ESTAS VARIAÇÕES.
OPERAÇÃO E DIMENSIONAMENTO REQUER ESPECIALIZAÇÃO DA MÃO-DE-OBRA NA MAIORIA DAS VEZES.
RESISTE A TEMPERATURAS BAIXAS E ALTAS
TECNOLOGIAS AERÓBIAS DE TRATAMENTO
IDEAIS PARA EFLUENTES DILUÍDOS
ELEVADO CONSUMO ENERGÉTICO (BOMBAS E AERAÇÃO)
ELEVADA PRODUÇÃO DE BIOMASSA
TECNOLOGIAS AERÓBIAS DE TRATAMENTO
FILTRO BIOLÓGICO
LAGOAS AERADAS
LODOS ATIVADOS
PRINCIPAIS PROCESSOS AERÓBIOS
POSSUEM MENOR EFICIÊNCIA QUE OS TRATAMENTOS AERÓBIOS
NÃO RESISTE TÃO BEM A VARIAÇÃO DE CARGA POLUIDORA
NÃO INDICADO PARA TEMPERATURAS ABAIXO DE 20 °C
CONTROLE OPERACIONAL SIMPLES EM RELAÇÃO AOS TRATAMENTOS AERÓBIOS
TECNOLOGIAS ANAERÓBIAS DE TRATAMENTO
ADEQUADO PARA EFLUENTES COM ALTA CONCENTRAÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA (CONCENTRADOS)
CONSUMO BAIXO DE ENERGIA (EM ALGUNS CASOS NENHUM)
TECNOLOGIAS ANAERÓBIAS DE TRATAMENTO
FILTROS ANAERÓBIOS
LAGOAS ANAERÓBIOS
REATORES UASB
PRINCIPAIS PROCESSOS ANAERÓBIOS
REMOÇÃO DA M.O. PELOS PROCESSOS ANAERÓBIOS
PROPORCIONA ECONOMIA DE ENERGIA
DIMINUI A BIOMASSA A SER DESCARTADA
PROCESSOS COMBINADOS (AERÓBIO + ANAERÓBIO)
FILTRO BIOLÓGICO
Prof. Rodrigo Silva
Campo Grande – MS
Setembro de 2017
UM DOS PROCESSOS MAIS ANTIGOS, PRIMEIRO FOI CONSTRUÍDO EM 1897.
A DECOMPOSIÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA OCORRE PELO CONTATO DO EFLUENTE COM A BIOMASSA ADERIDA NO FILTRO.
TRATAMENTO POR FILTRO BIOLÓGICO
TRATAMENTO POR FILTRO BIOLÓGICO
VANTAGENS:
BAIXO CONSUMO ENERGÉTICO
OPERAÇÃO SIMPLIFICADA
LODO DENSO (1 A 2%) E ATIVO (70 A 80% SÓLIDOS VOLÁTEIS/SÓLIDOS TOTAIS)
TRATAMENTO POR FILTRO BIOLÓGICO
DESVANTAGENS:
BAIXA REMOÇÃO DE NUTRIENTES
ALTA CONCENTRAÇÃO DE SÓLIDOS EM SUSPENSÃO NO EFLUENTE DE SAÍDA
TRATAMENTO POR FILTRO BIOLÓGICO
É NECESSÁRIO QUE EXISTA BOA VENTILAÇÃO PARA MANTER AS CONDIÇÕES AERÓBIAS PARA A BIOMASSA
A VENTILAÇÃO DEPENDE DAS CARACTERÍSTICAS DO MATERIAL SUPORTE E DA VELOCIDADE DE ESCOAMENTO
ESCOAMENTO DEVE PRODUZIR O ARRASTE DO EXCESSO DE BIOMASSA (LODO) PARA EVITAR O ENTUPIMENTO (COLMATAÇÃO) DO FILTRO
TRATAMENTO POR FILTRO BIOLÓGICO
MEIOS SUPORTE: BLOCO COLMÉIA
TRATAMENTO POR FILTRO BIOLÓGICO
Bloco colméia de escoamento cruzado
Torre com bloco cruzado
MEIOS SUPORTE: BRITA N.4
TRATAMENTO POR FILTRO BIOLÓGICO
MEIOS SUPORTE: PEÇAS RANDÔMICAS
TRATAMENTO POR FILTRO BIOLÓGICO
A DISTRIBUIÇÃO DO ESGOTO DEVE SER UNIFORME AO LONGO DE TODO O FILTRO
BRAÇOS ROTATIVOS SÃO O PROCESSO DE DISTRIBUIÇÃO MAIS UTILIZADO
NA MAIORIA DAS VEZES A ROTAÇÃO OCORRE PELA PRÓPRIA FORÇA DO JATO DO EFLUENTE
TRATAMENTO POR FILTRO BIOLÓGICO
TRATAMENTO POR FILTRO BIOLÓGICO
O SISTEMA DE DRENAGEM DEVE ATENDER TODA ÁREA DO FUNDO DO FILTRO
GERALMENTE CONSTRUÍDO EM BLOCOS OU CALHAS PRÉ MOLDADAS
A ÁREA TOTAL DOS ORIFÍCIOS NÃO DEVE SER MENOR A 20 % DA ÁREA TOTAL DE CADA BLOCO
DECLIVIDADE ENTRE 1 E 5%
VELOCIDADE MÍNIMA NO CANAL CENTRAL DE COLETA DOS DRENOS DEVE SER DE 0,6 m/s
TRATAMENTO POR FILTRO BIOLÓGICO
TRATAMENTO POR FILTRO BIOLÓGICO
Bloco de drenagem
A VENTILAÇÃO NO INTERIOR DO FILTRO SE DÁ POR CONVECÇÃO NATURAL, DEVIDO ÀS DIFERENÇAS DE TEMPERATURA ENTRE O INTERIOR E O EXTERIOR
ESSA DIFERENÇA É EM TORNO DE 4 °C, O QUE GERA UMA VELOCIDADE DE VENTILAÇÃO DE 18 m/h
SE O SISTEMA FOR COBERTO, ESSA VENTILAÇÃO DEVERÁ SER INDUZIDA: VELOCIDADE DE 18 m/h OU VAZÃO DE 0,3 m³ de ar/ min.m³ de reator
TRATAMENTO POR FILTRO BIOLÓGICO
A MATÉRIA ORGÂNICA É CONVERTIDA EM GÁS CARBONICO, ÁCIDO NÍTRICO E ÁCIDO SULFÚRICO
O EXCESSO DE GASES PODE OCASIONAR O ROMPIMENTO DO BIOFILME (BIOMASSA ADERIDA) - SLOUGHING
TRATAMENTO POR FILTRO BIOLÓGICO
REAÇÕES NO BIOFILTRO:
TRATAMENTO POR FILTRO BIOLÓGICO
Meio
suporte
TRATAMENTO POR FILTRO BIOLÓGICO
	Característica de projeto
	Capacidade
	
	Baixa
	Intermediária
	Alta
	Alta
	Meio suporte
	brita
	brita
	brita
	plástico
	Carga hidráulica (m3/m2.d)
	1 – 4
	4 – 10
	10 – 40
	10 – 75
	Carga orgânica (kgDBO/m3.d)
	0,1 – 0,3
	0,2 – 0,5
	0,4 – 2,5
	0,5 – 3,0
	Sloughing
	Intermitente
	Intermitente
	Contínuo
	Contínuo
	Profundidade (m)
	1,5 – 2,5
	1,5 – 2,5
	1,5 – 2,5
	4,0 – 12,0
	Presença de moscas
	Muito
	Média
	Pouco
	Pouco
	Razão de recirculação
	0
	0 – 1
	1 – 2
	1 – 3
	Eficiência remoção de DBO (%) 
	80 – 90
	80 – 85
	80 – 90
	80 – 90
	Nitrificação
	Sim
	Possível
	Não
	Não