Biotecnologia geral_Lodos ativados.pdf

Prévia do material em texto

Biotecnologia geral
TER 00101
Prof. Natalia Ribeiro
Aula 3
• Biomassa cresce dispersa – formação de
grânulos de bactérias que servem como meio
suporte
• Concentração de biomassa elevada – manta de
lodo
Reator UASB Reator UASB Reator UASB Reator UASB ((((upflowupflowupflowupflow anaerobicanaerobicanaerobicanaerobic sludgesludgesludgesludge blanketblanketblanketblanket))))
• Concentração de biomassa elevada – manta de
lodo
• Formação de CH4 (metano) e CO2
• Biogás – metano - queima ou reaproveitamento
• Baixa produção de lodo – já estabilizados –
leitos de secagem
• Não há necessidade de decantação primária
REATORES UASB: Esquema de funcionamentoREATORES UASB: Esquema de funcionamentoREATORES UASB: Esquema de funcionamentoREATORES UASB: Esquema de funcionamento
P
a
u
l
o
 
L
i
b
â
n
i
o
• Baixíssimos requisitos de área: 0,05 a 0,10
m2/hab.
• Custos de implantação: 30,00 a 40,00 R$/hab.
• Custos operacionais: 1,50 a 2,00 R$/hab x ano
REATORES REATORES REATORES REATORES ANAERÓBIOS aspectos ANAERÓBIOS aspectos ANAERÓBIOS aspectos ANAERÓBIOS aspectos relevantesrelevantesrelevantesrelevantes
• Custos operacionais: 1,50 a 2,00 R$/hab x ano
• Apesar das grandes vantagens, encontram
dificuldades em produzir efluentes que se
enquadrem aos padrões ambientais
– Necessidade de pós-tratamento
http://www.finep.gov.br/prosab/UASB.swf
Lagoa de estabilizaçãoLagoa de estabilizaçãoLagoa de estabilizaçãoLagoa de estabilização
lagoas facultativas
lagoa aerada facultativa
lagoas aeradas de mistura completa 
sistema australiano (lagoa anaeróbia - lagoa facultativa)
lagoas de polimento / maturaçãolagoas de polimento / maturação
• DBO particulada se sedimenta – lodo de fundo 
(decomposto anaerobiamente)
• DBO solúvel – permanece dispersa na massa 
líquida (decomposição se dá por bactérias 
facultativas)
Lagoa facultativaLagoa facultativaLagoa facultativaLagoa facultativa
líquida (decomposição se dá por bactérias 
facultativas)
• TDH > 20 dias
• Fotossíntese – O2 para as bactérias – requer elevada área de exposição
• Retirada do lodo de fundo > 20 anos
• Simplicidade operacional
• Funcionamento – lagoa facultativa
• Fornecimento de O2 – artificial (aeradores mecânicos)
• TDH entre 5 e 10 dias
Lagoa aerada facultativaLagoa aerada facultativaLagoa aerada facultativaLagoa aerada facultativa
• TDH entre 5 e 10 dias
• Menor requisito de área
• Requerimento de ebergia elétrica
• Retirada do lodo de fundo < 5 anos
• Lagoa anaeróbia seguida de lagoa facultativa
• Lagoa anaeróbia – decomposição parcial da MO
(50 a 60%) – alivia a carga da lagoa facultativa
• Economia de área – 2/3 da área requerida para
Sistema australianoSistema australianoSistema australianoSistema australiano
• Economia de área – 2/3 da área requerida para
a lagoa facultativa única
• Lagoa anaeróbia – possibilidade de maus
odores
• Elevado nível de aeração – biomassa em
suspensão na massa líquida
• Maior eficiência do sistema
• TDH – 2 a 4 dias
Lagoa aerada de mistura completaLagoa aerada de mistura completaLagoa aerada de mistura completaLagoa aerada de mistura completa
• TDH – 2 a 4 dias
• Biomassa sai com o efluente líquido –
necessidade de uma lagoa de decantação
(sedimentação dos sólidos – TDH de 2 dias)
• Requer menor área entre as lagoas de
estabilização
• Retirada do lodo – 2 a 5 anos
LagoaLagoaLagoaLagoa facultativafacultativafacultativafacultativa
algasbactérias
CO2
O
Zona anaeróbia
zona 
facultativa
zona aeróbiaO2
adaptado de VON SPERLING, 1996
LodosLodosLodosLodos AtivadosAtivadosAtivadosAtivados ---- IntroduçãoIntroduçãoIntroduçãoIntrodução
O sistema de lodos ativados é mundialmente utilizado para o
tratamento de despejos domésticos e industriais, em
situações em que são necessários uma elevada qualidade do
efluente tratado e reduzidos requisitos de área .
As seguintes unidades são parte integrante da etapa
biológica do sistema de lodos ativados:
� Tanque de aeração (reator);
� Tanque de decantação (decantador secundário);
� Recirculação de lodo.
� Sistema de introdução de oxigênio.
No reator aerado ocorrem as reações bioquímicas de
remoção da matéria orgânica e, em determinadas
condições, de nitrogênio e de fósforo. A biomassa se utiliza
do substrato presente no esgoto afluente para se desenvolver.
IntroduçãoIntroduçãoIntroduçãoIntrodução
do substrato presente no esgoto afluente para se desenvolver.
No decantador secundário ocorre a sedimentação dos
sólidos (biomassa), permitindo que o efluente final saia
clarificado. Parte dos sólidos sedimentados no fundo do
decantador secundário é recirculada para o reator, para se
manter uma desejada concentração de biomassa no mesmo, a
qual é responsável pela elevada eficiência do sistema.
Fluxograma de Lodos Ativados
X; S; Q
Reator
X
S
Q+Qr
Decantador
X0
S0
Q
Afluente EfluenteXeS
Q-Qex
XrS
Qr
XrS
Qex
Recirculação
Q = vazão de alimentação (m3/d)
Qr = vazão de recirculação (m3/d)
Qex = vazão de lodo excedente (m3/d)
So = concentração de DBO afluente (mg/l)
S = concentração de DBO efluente (mg/l)
Lodos Ativados
S = concentração de DBO efluente (mg/l)
X = concentração de sólidos em suspensão no reator (mg/l)
Xo = concentração de sólidos em suspensão no afluente (mg/l)
Xe = concentração de sólidos em suspensão no efluente (mg/l)
Xr = concentração de sólidos em suspensão do lodo excedente (mg/l)
V = volume do reator (m3)
O tratamento opera basicamente pelo 
sincronismo de algumas variáveis:
� Reinoculação de biomassa ativa através do retorno 
de lodo do decantador secundário;
Lodos Ativados
de lodo do decantador secundário;
� Manutenção do suprimento de ar ao tanque de 
aeração;
� Manutenção de condições adequadas de mistura, e 
ausência de condições toxicas;
� Descarte de biomassa em excesso
Intervalos sugeridos:
� OD Tanque de Aeração 1 - 4 (mg/l);
� OD Manto de lodo do Dec. 2a >0,5 (mg/l);
Lodos Ativados
� SST Tanque de Aeração 4000 - 5000 (mg/l);
� Idade do lodo ≅ 25 dias;
� F/M 0,12 kgDBO/kgSSV.d.
� IVL 80÷250 ml/g
Lodos Ativados
Composição do SistemaComposição do SistemaComposição do SistemaComposição do Sistema
• Etapa Biológica:
� Tanque de aeração
� Tanque de decantação
� Recirculação de lodo� Recirculação de lodo
� Retirada do lodo excedente
• Tanque aeração: promover o desenvolvimento de uma colônia
microbiológica (biomassa), a qual consumirá a matéria
orgânica do efluente; a quantidade de biomassa é expressa
como SSTA (sólidos em suspensão no tanque de aeração).
Composição do SistemaComposição do SistemaComposição do SistemaComposição do Sistema
• Tanque de decantação: separar a biomassa que consumiu a
matéria orgânica do efluente, a qual sedimenta-se no fundo
do decantador, permitindo que o sobrenadante seja
descartado como efluente tratado, já com sua carga
orgânica estará reduzida e isento de biomassa.
• Recirculação do lodo: retornar a biomassa ao tanque de
aeração, para que a mesma continue sua ação depuradora;
o crescimento da biomassa é contínuo, ocorrendo a
necessidade de um descarte periódico de quantidades
definidas da mesma.
Composição do SistemaComposição do SistemaComposição do SistemaComposição do Sistema
• Retirada do lodo excedente: para manter o sistema em
equilíbrio, é necessário que se retire aproximadamente a
mesma quantidade de biomassa que é aumentada por
reprodução. Este é, portanto, o lodo biológico excedente,reprodução. Este é, portanto, o lodo biológico excedente,
que pode ser extraído diretamente do reator ou da linha de
recirculação.
Processo de Nitrificação
A transformação da amônia em nitritos é
efetivada através de bactérias, como as do
gênero Nitrosomonas. Já a oxidação dos nitritos
a nitratosdá-se principalmente pela atuação das
NH4+-N + 2 O2 ⇒ NO3- + 2 H+ + H2O (1)
a nitratos dá-se principalmente pela atuação das
bactérias do gênero Nitrobacter.
A equação global da nitrificação é :
Processo de Nitrificação
Essa reação global caracteriza o processo de 
nitrificação com:
� Consumo de oxigênio livre, referido como � Consumo de oxigênio livre, referido como 
demanda nitrogenada;
� Liberação de H+, consumindo alcalinidade 
do meio e possivelmente reduzindo o pH;
Processo de Desnitrificação
Em condições anóxicas (ausência de oxigênio
mas presença de nitratos), os nitratos são
utilizados por microrganismos heterotróficos.
Neste processo, denominado de desnitrificação,
NO3--N + 2 H+ ⇒ N2 + 2,5 O2 + H2O (2)
Neste processo, denominado de desnitrificação,
o nitrato é reduzido a nitrogênio gasoso,
segundo a reação:
Processo de Desnitrificação
Contrariamente a nitrificação, na reação de
desnitrificação deve-se destacar:
� Economia de oxigênio, pois a matéria orgânica
pode ser estabilizada na ausência de oxigênio;pode ser estabilizada na ausência de oxigênio;
� Consumo de H+, implicando na economia de
alcalinidade e no aumento da capacidade tampão
do meio.
Os principais parâmetros que devem ser 
controlados pelo operador são :
� Oxigênio dissolvido (OD);
� Concentração do lodo ativado e suas características;
Controle do Processo de 
Lodos Ativados
� Tempo de retenção e vazão afluente;
� pH e temperatura de entrada;
� Concentração de nutrientes no afluente;
� Entrada de produtos tóxicos;
� Odor e Cor;
Com o conhecimento das variabilidades dos
parâmetros e sabendo como controlá-los, o
operador se acostumará e definirá as posições
Controle do Processo de 
Lodos Ativados
operador se acostumará e definirá as posições
ideais de operação de válvulas manuais,
instrumentos de medição, alturas de água nos
tanques, etc.
Quando for necessário fazer alguma alteração ou correção no
sistema, o operador deve:
Controle do Processo de 
Lodos Ativados
� Não alterar muitos parâmetros de controle ao mesmo tempo;
� Permitir que o sistema se recupere, antes de passar para
uma próxima etapa de ajuste;
� Ajustar os controles de modo gradual. Uma mudança ou
correção necessita normalmente de 24 a 36 horas para se ter
início a visualização dos resultados, podendo atingir uma semana
para que os resultados sejam de fato observados.
Controle da relação alimento/microrganismos
F/M (‘Food/Microorganism”)
� O termo alimento (F) é comumente dado como o
valor de DBO afluente ao sistema, expresso em kg
Controle do Processo de 
Lodos Ativados
valor de DBO afluente ao sistema, expresso em kg
DBO/dia.
� Já o termo microrganismo (M) é dado como a
massa total de sólidos suspensos voláteis no
sistema de aeração, expresso em kg SSVTA.
A carga de alimentos (F) fornecida é dada por:
F = Q . So
enquanto que a massa de microrganismos é calculada por:
M = V . Xv
onde: 
Controle do Processo de 
Lodos Ativados
onde: 
Q=vazão afluente (m3/dia)
So=concentração de DBO afluente (g/m3)
V= volume do reator aeróbio (m3)
Xv=concentração de sólidos em suspensão voláteis(g/m3)
Dessa forma a relação F/M é expressa
como:
Controle do Processo de 
Lodos Ativados
kgDBOS.QF
dia.KgSSV
kgDBO
X.V
S.Q
M
F
v
0
==
O uso da relação F/M como método de
controle indica se a quantidade de matéria
orgânica biodegradável que está
alimentando o processo durante um
Controle do Processo de 
Lodos Ativados
alimentando o processo durante um
determinado tempo coincide diretamente
com a taxa de crescimento dos
microrganismos.
Com esse método, o operador pode variar a
quantidade de microrganismos no sistema em
resposta às alterações da carga de DBO
influente. Para controlar a quantidade dos
Controle do Processo de 
Lodos Ativados
influente. Para controlar a quantidade dos
microrganismos ativos disponíveis, o operador
deve fazer ajustes no descarte do lodo da
planta e na taxa de recirculação do lodo.
Elevada relação A/M � maior oferta de matéria orgânica
biodegradável do que a capacidade da biomassa do sistema pode
consumir, resultando sobra de substrato no efluente final.
Baixa relação A/M � oferta de substrato é inferior à capacidade
de sua utilização pelos microrganismos do sistema de lodos
Controle do Processo de 
Lodos Ativados
de sua utilização pelos microrganismos do sistema de lodos
ativados, os quais podem vir a consumir praticamente toda a
matéria orgânica do esgoto afluente, bem como a própria matéria
orgânica de constituição celular.
Controle do Processo de 
Lodos Ativados
O tempo de retenção dos sólidos é denominado tempotempotempotempo dededede
retençãoretençãoretençãoretenção celularcelularcelularcelular ou idadeidadeidadeidade dodododo lodolodolodolodo, a qual é definida como a
relação entre a quantidade de lodo biológico existente no
reator e a quantidade de lodo biológico removida do sistema
de lodos ativados por dia. É esta maior permanência dosde lodos ativados por dia. É esta maior permanência dos
sólidos no sistema que garante a elevada eficiência dos
sistemas de lodos ativados, já que a biomassa tem tempo
suficiente para metabolizar praticamente toda a matéria
orgânica dos esgotos.
Elevadas idades do lodo estão associadas a baixos valores de
A/M, e vice-versa.
A idade do lodo (θc) é também comumente
referenciada como tempo de retenção de
sólidos ou tempo médio de residência celular.
Este método de controle relaciona os sólidos
Controle do Processo de 
Lodos Ativados
Este método de controle relaciona os sólidos
presentes no sistema biológico com a taxa de
crescimento biológico.
A idade de lodo (θc) média da planta será definida por:
Controle do Processo de 
Lodos Ativados
tempo de unidade por sistema do retirada sólidos de massa
sistema no sólidos de massa
c =θ
( ) vrexveex
V
c X.QX.QQ
V.X
+−
=θ ( ) vrexveex X.QX.QQ +−
onde;
Xve = concentração de SSV no efluentes (g/m3)Xvr = concentração de SSV no lodo de retorno (g/m3).
Normalmente, a concentração de SS no efluente final é 
baixa (Xve = 0), comparada com os valores de Xv e Xvr
Em decorrência, a idade do lodo pode ser
simplifica para:
Controle do Processo de 
Lodos Ativados
( )dias 
X.Q
V.XV
c =θ ( )dias X.Q vrexc =θ
Exemplo de aplicação:
Um sistema de lodo ativados apresenta idade do lodo (θc)
igual a 25 dias (valor de projeto). Supondo que a
concentração de SSV nos tanques de aeração esteja em
Controle do Processo de 
Lodos Ativados
concentração de SSV nos tanques de aeração esteja em
3500 mg/l (3,5 kg/m3) e que a concentração no retorno de
lodo em 8000 mg/l (8,0 kg/m3), calcular a vazão de retirada
do excesso de lodo Qex para manter o valor de θc
estimado acima. O volume do tanque é de 1235 m3.
Controle do Processo de 
Lodos Ativados
Onde:
Xv = 3,5 kg/m3
Xvr = 8,0 kg/m3
vrex
V
c X.Q
V.X
=θ
Recirculaçãovr
V = 1235 m3
θc = 25 dias
Portanto, 
( ) ( )
( ) ( ) diamdiammkgdias
mmkgQex / 9,0/ 61,21/0,8.25
1235./5,3 33
3
33
===
Recirculação
do lodo
Microbiologia do Lodo
A biomassa é separada no decantador secundário devido à
sua propriedade de flocular e de sedimentar. Tal se deve à
produção de uma matriz gelatinosa, que permite a
aglutinação das bactérias, protozoários e outrosaglutinação das bactérias, protozoários e outros
microrganismos, responsáveis pela remoção da matéria
orgânica, em flocos macroscópicos. Os flocos possuem
dimensões bem superiores às dos microrganismos,
individualmente, o que facilita sua sedimentação
Microbiologia do Lodo
Microbiologia do Lodo
Microbiologia do Lodo
Microbiologia dos lodos ativados
Bulking filamentoso
Microbiologia dos lodos ativados
Os principaismotivos para o aparecimento de
filamentos em sistemas aeróbios são escassez
de nutrientes, baixa concentração de OD,de nutrientes, baixa concentração de OD,
baixa carga orgânica, presença de
compostos reduzidos de enxofre, etc., por
isso a identificação desses organismos é de
suma importância para diagnosticar o
desempenho e a operação de uma ETE.
Microbiologia dos lodos ativados
Microbiologia dos lodos ativados
Microbiologia do Lodo
Microrganismos Características do processo
Predominância de flagelados e 
rizópodes
Lodo jovem, características de início 
de operação ou idade do lodo baixa
Predominância de flagelados Deficiência de aeração, má 
depuração e sobrecarga orgânicadepuração e sobrecarga orgânica
Predominância de ciliados 
pedunculados e livres
Boas condições de depuração
Presença de Arcella (rizópode 
com teca)
Boa depuração
Microbiologia do Lodo
Microrganismos Características do processo
Presença de Aspidisca costata
(ciliado livre)
Nitrificação
Presença de Trachelophyllum
(ciliado livre)
Idade do lodo alta
Presença de Vorticella microstoma Efluente de má qualidade e baixa Presença de Vorticella microstoma
(ciliado pedunculado)
Efluente de má qualidade e baixa 
concentração de ciliados livres
Predominância de anelídeos do 
gênero Aelosoma
Excesso de oxigênio dissolvido
Predominância de filamentos (*) Intumescimento do lodo ou 
bulking filamentoso
(*) para caracterizar o intumescimento do lodo é necessário 
avaliar os flocos.
Dificuldades Operacionais
(“troubleshooting”)
OBSERVADO POSSÍVEL CAUSA AÇÃO RECOMENDADA
1. Rápido aumento 
na concentração de 
OD
- Carga de choque 
altamente tóxica com 
possível morte dos 
microrganismos
- Parar ou reduzir a entrada dos
despejos.
- Aumente a taxa de recirculação
de lodo
- Verifique a fonte dos tóxicos.
2. Rápido 
decréscimo na 
concentração de 
OD.
- Falta de energia.
- Bloqueio na linha de
fornecimento de oxigênio
ou dos difusores.
- Derramamento químico.
- Restabelecer energia.
- Limpar linha e difusores.
- Investigar origem dos despejos.
OBSERVADO POSSÍVEL CAUSA AÇÃO RECOMENDADA
3. Pequenas variações 
no OD (aumento e 
diminuição)
-Flutuaçoes normais nas 
características dos 
despejos
-Nenhuma, deixar o sistema
agir por si só.
4. Variações -Sistema saindo do -Ajustar o ar introduzido.
Dificuldades Operacionais
(“troubleshooting”)
4. Variações 
persistentes no OD 
(aumento e diminuição)
-Sistema saindo do
equilíbrio
-Ajustar o ar introduzido.
5. Pequena ação de 
mistura na zona de 
aeração.
-Entupimento dos
difusores.
-Limpe-os ou substitua-os.
OBSERVADO POSSÍVEL CAUSA AÇÃO RECOMENDADA
6. Mau odor (ovo 
podre)
- Microrganismos 
mudando para 
anaeróbios.
-Aumentar taxa de transferência de ar
-Verificar temperatura efluente
-Aumentar o descarte de lodo
7. Mau odor -Presença de -Nada, mas ficar de olho na
Dificuldades Operacionais
(“troubleshooting”)
7. Mau odor 
(químico)
-Presença de
químicos (cloretos,
sulfitos).
-Nada, mas ficar de olho na
concentração de OD.
-Pode ocorrer morte de
microrganismo
8. Retorno de 
lodo com cor 
cinza.
-Condições
anaeróbias próximas.
- Ver ítem 6.
OBSERVADO POSSÍVELCAUSA AÇÃO RECOMENDADA
9. Retorno de lodo 
com cor preta 
(iniciando mau odor)
-Condições anaeróbias 
próximas.
-Ver ítem 6.
10. Retorno de lodo 
quase com água 
- “Armadilhas” no manto
de lodo.
-Reduzir retorno de lodo.
-Resuspender o lodo decantado
Dificuldades Operacionais
(“troubleshooting”)
quase com água 
limpa.
de lodo.
-Resuspender o lodo decantado
pela introduçao de ar comprimido.
-Verificar funcionamento do
raspador de fundo.
11. Diminuição da 
taxa de recirculação 
de lodo.
-Problemas de reciclo. -Verifique problemas nas bombas
de recirculação.
-Verifique entupimento nas linhas
de recirculação.
OBSERVADO POSSÍVELCAUSA AÇÃO RECOMENDADA
12. Relação 
SSVTA/SSTA 
menor do que 0,6.
-Entrada de inertes no
sistema.
-Idade de lodo muito alta.
-Aumentar descarte de lodo, mas
sem perder o manto de lodo no
decantador.
-Observar no microscópio.
Dificuldades Operacionais
(“troubleshooting”)
-Observar no microscópio.
13. Relação 
SSVTA/SSTA 
maior do que 0,6.
-Verificar atividade do
lodo. Baixa
mineralização,
provavelmente elevada
produção de lodo.
-Não é perigoso, porém fique de
olho na capacidade de disposição
de lodo do sistema. Se possível,
elevar um pouco a manta de lodo
através do decréscimo da taxa
de recirculação.
OBSERVADO POSSÍVEL CAUSA AÇÃO RECOMENDADA
14. Baixo valor de 
SSTA (ver ítem 10 
e 11)
-Sedimentabilidade pobre.
-Baixa taxa de
transferência de ar.
-Aumentar retorno de lodo (ver
também ítem 16).
Dificuldades Operacionais
(“troubleshooting”)
15. Espumação 
excessiva.
-Relação F/M muito alta.
-Presença de resinas
-Presença de detergentes
no meio.
-Aumentar retorno de lodo e
assim o SSTA. Descarte de lodo
lentamente.
-Adicionar anti-espumante.
OBSERVADO POSSÍVEL CAUSA AÇÃO RECOMENDADA
16. Valor alto de 
IVL.
-Características de
sedimentabilidade .
Pode ocorrer “bulking”
em pouco tempo.
-Aumentar descarte de lodo. Agitar
lentamente o manto de lodo para
eliminar gases.
-Ajustar F/M aumentando o reciclo.
Dificuldades Operacionais
(“troubleshooting”)
em pouco tempo.
-Crescimento de
bactérias filamentosas.
-Ajustar F/M aumentando o reciclo.
Adicionar floculantes
temporáriamente.
17. Elevada 
concentração de 
SS no efluente 
final
-Idade de lodo incorreta.
-Ver ítem 16.
-Checar idade do lodo: se velho,
diminuir SSTA; se novo, aumentar
SSTA.
-Ver ítem 16.
OBSERVADO POSSÍVEL CAUSA AÇÃO RECOMENDADA
18. Aumento do 
manto de lodo no 
decantador
-Elevação do nível de lodo.
-Lodo volumoso (“bulking”).
- Aumentar recirculação de lodo.
- Ver ítem 16.
19. Saída de - Elevado manto de lodo. - Aumentar reciclo de lodo.
Dificuldades Operacionais
(“troubleshooting”)
19. Saída de 
sólidos no 
decantador.
- Elevado manto de lodo.
- Sedimentabilidade pobre.
Checar concentração.
- Sobrecarga hidráulica.
- Perda da taxa de reciclo.
- Aumentar reciclo de lodo.
- Descartar lodo.
- Checar vazões.
- Checar sistema de recirculação
OBSERVADO POSSÍVEL CAUSA AÇÃO RECOMENDADA
20. Bioensaio 
indica a falta de 
um tipo desejável 
- Concentração de OD
incorreta.
-Abundância de
- Checar concentração de OD.
- Ver ítem 16.
- Ver ítem 1.
Dificuldades Operacionais
(“troubleshooting”)
um tipo desejável 
e/ou quantidade 
de 
microrganismos.
-Abundância de
filamentosas.
-Carga de choque
tóxica.
-Baixa relação F/M.
-Crescimento disperso.
- Ver ítem 1.
- Ajustar F/M. se necessário,
adicionar matéria orgânica de fácil
degradação, como o amido.
- Diminuir o descarte de lodo.
OBSERVADO POSSÍVEL CAUSA AÇÃO RECOMENDADA
21. Borbulhamento 
na superfície do 
decantador.
-Bolhas de ar provenientes
dos tanques de aeração.
-Possível início de
-Checar vazão de alimentação e
recirculação da planta. Checar
agitação na zona de aeração.
Dificuldades Operacionais
(“troubleshooting”)
decantador.
-Possível início de
desnitrificação (poderá ser
visto grande acúmulo de
lodo não anaeróbio)
agitação na zona de aeração.
Reduzir, se muita.
-Diminuir SSTA e aumentar
descarte de lodo. Idade do lodo
muito alta. Verificar se não está
havendo superdosagem de
nutrientes.
OBSERVADO POSSÍVEL CAUSA AÇÃO RECOMENDADA
22. Lodo volumoso 
(“bulking”).
- Lodo jovem.
-Crescimento de 
filamentosas.
- Observar no microscópio. Diminuir
descarte de lodo, aumentar SSTA
para aumentar idade do lodo e
Dificuldades Operacionais
(“troubleshooting”)
filamentosas. para aumentar idade do lodo e
diminuir F/M. Adicionar floculantes,
se necessário.- Ver ítem 16.
LODOS ATIVADOS
Lodos ativados convencional(fluxo contínuo)
Idade do lodo 4 a 10 dias
Tempo de detenção hidráulica 6 a 8 horas
LODOS ATIVADOS
Lodos ativados convencional(fluxo contínuo)
VantagensVantagensVantagensVantagens
�Elevada eficiência na remoção de DBO;
�Nitrificação usualmente obtida;
�Possibilidade de remoção biológica de N e P;
�Baixos requisitos de área;
�Processo confiável;
�Reduzidas possibilidades de maus odores, insetos e vermes;
�Flexibilidade operacional
LODOS ATIVADOS
Lodos ativados convencional(fluxo contínuo)
DesvantagensDesvantagensDesvantagensDesvantagens
�Baixa eficiência na remoção de coliformes;
�Elevados custos de implantação e operação;
�Elevado consumo de energia;�Elevado consumo de energia;
�Necessidade de operação sofisticada;
�Elevado índice de mecanização;
�Relativamente sensível a descargas tóxicas;
�Necessidade de tratamento completo do lodo e disposição
final;
�Possíveis problemas ambientais ruídos e aerossóis
LODOS ATIVADOS
Aeração prolongada(fluxo contínuo)
Idade do lodoIdade do lodoIdade do lodoIdade do lodo 18 a 30 dias
�Mesma carga de DBO(que o convencional);
�Menor quantidade de alimentos para as bactérias;
�Tempo de detenção hidráulico de 16 a 24 horas
�Menor quantidade de alimentos para as bactérias;
�Maior quantidade de biomassa;
�Volume de reator aeróbio mais elevado;
�Estabilização da biomassa no próprio reator;
LODOS ATIVADOS
Aeração prolongada(fluxo contínuo)
LODOS ATIVADOS
VantagensVantagensVantagensVantagens
�Idem ao lodo ativado convencional;
�Mais eficiência na remoção de DBO;
Aeração prolongada(fluxo contínuo)
�Nitrificação consistente;
�Mais simples conceitualmente que o convencional;
�Menor geração de lodo que o convencional;
�Elevada resistência a variação de carga e a carga tóxica;
�Satisfatória independência das condições climáticas.
Aeração prolongada(fluxo contínuo)
LODOS ATIVADOS
DesvantagensDesvantagensDesvantagensDesvantagens
�Baixa eficiência na remoção de coliformes;
�Elevados custos de implantação e operação;
�Sistema com maior consumo de energia;�Sistema com maior consumo de energia;
�Necessidade de operação sofisticada;
�Elevado índice de mecanização(embora inferior ao
convencional);
�Necessidade de remoção da umidade do lodo e da sua
disposição final(embora inferior ao convencional);
Idade do lodoIdade do lodoIdade do lodoIdade do lodo
Valores típicos da idade do lodo são:Valores típicos da idade do lodo são:Valores típicos da idade do lodo são:Valores típicos da idade do lodo são:
�Lodos ativados convencional: θc = 4 a 10 dias
�Aeração prolongada: θc = 18 a 30 dias
�Lodos ativados convencional: t = 6 a 8 horas (< 0,3 dias)
�Aeração prolongada: t = 16 a 24 horas (< 0,67 a 1,0
dias)
Para o tempo de detenção hidráulicaPara o tempo de detenção hidráulicaPara o tempo de detenção hidráulicaPara o tempo de detenção hidráulica
LODOS ATIVADOS
Fluxo Intermitente(por batelada)Fluxo Intermitente(por batelada)
LODOS ATIVADOS
Fluxo Intermitente(por batelada)
Todas as unidades:Todas as unidades:Todas as unidades:Todas as unidades:
Decantação primária
Oxidação biológica e Único TanqueÚnico TanqueÚnico TanqueÚnico TanqueOxidação biológica e
Decantação secundária
Único TanqueÚnico TanqueÚnico TanqueÚnico Tanque
Pode ser utilizado:Pode ser utilizado:Pode ser utilizado:Pode ser utilizado:
�Modalidade convencional;
�Modalidade aeração prolongada (mais comum).
LODOS ATIVADOS
Fluxo Intermitente(por batelada)
Aeração prolongadaAeração prolongadaAeração prolongadaAeração prolongada
Tanque único
Digestão aeróbia do lodoDigestão aeróbia do lodo
CiclosCiclosCiclosCiclos dededede operaçãooperaçãooperaçãooperação comcomcomcom duraçãoduraçãoduraçãoduração definidasdefinidasdefinidasdefinidas
MassaMassaMassaMassa biológicabiológicabiológicabiológica permanecepermanecepermanecepermanece nononono reatorreatorreatorreator durantedurantedurantedurante todostodostodostodos osososos ciclosciclosciclosciclos
EliminaçãoEliminaçãoEliminaçãoEliminação dededede decantadoresdecantadoresdecantadoresdecantadores separadosseparadosseparadosseparados
LODOS ATIVADOS
Fluxo Intermitente(por batelada)
•EnchimentoEnchimentoEnchimentoEnchimento
Entrada do esgoto bruto ou decantado no reator;
Ciclos normais de tratamento:Ciclos normais de tratamento:Ciclos normais de tratamento:Ciclos normais de tratamento:
•ReaçãoReaçãoReaçãoReação
Aeração/mistura da massa líquida contida no reator;
•SedimentaçãoSedimentaçãoSedimentaçãoSedimentação
Sedimentação e separação dos sólidos em suspensão
no esgoto tratado;
•Descarte do efluente tratadoDescarte do efluente tratadoDescarte do efluente tratadoDescarte do efluente tratado
Retirada do esgoto tratado no reator
LODOS ATIVADOS
Fluxo Intermitente(por batelada)
Ciclos normais de tratamento:Ciclos normais de tratamento:Ciclos normais de tratamento:Ciclos normais de tratamento:
Retirada do esgoto tratado no reator
•RepousoRepousoRepousoRepouso
Ajuste de ciclos e remoção do lodo excedente.
LODOS ATIVADOS
Fluxo Intermitente(por batelada)
LODOS ATIVADOS
Fluxo Intermitente(por batelada)
DuraçãoDuraçãoDuraçãoDuração usualusualusualusual dededede cadacadacadacada ciclociclociclociclo podepodepodepode serserserser alteradaalteradaalteradaalterada emememem
funçãofunçãofunçãofunção dededede::::
•Variação da vazão afluente;•Variação da vazão afluente;
•Necessidade de tratamento;
•Características do esgoto;
•Biomassa do sistema
VantagensVantagensVantagensVantagens
�Elevada eficiência na remoção de DBO;
�Satisfatória remoção de N e possivelmente P;
Fluxo Intermitente(por batelada)
LODOS ATIVADOS
�Baixo requisitos de área;
�Mais simples conceitualmente que outros sistemas de lodos
ativados;
�Flexibilidade operacional;
�Decantador secundário e elevatória de recirculação de lodo
não são necessários.
LODOS ATIVADOS
Fluxo Intermitente(por batelada)
DesvantagensDesvantagensDesvantagensDesvantagens
�Baixa eficiência na remoção de coliformes;
�Elevados custos de implantação e operação;
�Maior potência instalada que os demais;�Maior potência instalada que os demais;
�Necessidade de operação sofisticada;
�Necessidade de tratamento completo do lodo e disposição
final;
�Usualmente mais competitivo economicamente para
populações pequenas a médias.
LODOS ATIVADOS
Para o Pós-tratamento de Efluentes de Reatores Anaeróbios
LODOS ATIVADOS
Para o Pós-tratamento de Efluentes de Reatores Anaeróbios
O lodo aeróbio excedente é enviado para o reator
UASB, onde sofre adensamento e digestão,
juntamente com o lodo anaeróbio.
A vazão de retorno do lodo aeróbio é baixa,
comparada com a vazão afluente, não há
distúrbios operacionais introduzidos no reator
UASB.
Economia dos custos de implantação e operação.
Item geral Item específico
Modalidade
Convencional Aeração 
prolongada
UASB-Lodos 
Ativados
Idade do 
Lodo
Idade do Lodo(d) 4 a 10 18 a 30 6 a 10
Principais características dos sistemas de lodos ativados utilizados para o
tratamento de esgotos domésticos
Lodo
Eficiência 
de 
remoção
DBO(%)
DQO(%)
Sól.Suspensão(%)
Amônia(%)
Nitrogênio(%)
Fósforo(%)
Coliformes(%)
85-95
85-90
85-95
85-95
25-30
25-30
60-90
93-98
90-95
85-95
90-95
15-25
10-20
70-95
85-95
83-90
85-95
75-90
15-25
10-20
70-95
LODOS ATIVADOS
Tanque de Aeração
LODOS ATIVADOS
Tanque de aeração com sistema de ar difuso. 
LODOS ATIVADOS
Tanque de aeração por ar difuso em operação 
LODOS ATIVADOS
Tanque de aeração com aeradores superficiais de
baixa rotação
LODOS ATIVADOS
Decantador Secundário
LODOS ATIVADOS
Decantador secundário de seção circular
Obrigada!