Apresentação 01 Lodo Ativ

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LODOS ATIVADOS
INTRODUÇÃO
O sistema de lodos ativados é amplamente utilizado, a nível mundial, para o tratamento de despejos domésticos e indústrias, em situações em que são necessários uma elevada qualidade do efluente e reduzidos requisitos de área. 
Lodo ativado é o floco produzido num esgoto bruto ou decantado pelo crescimento de bactérias zoogleias ou outros organismos na presença de oxigênio dissolvidos e acumulado em concentração suficiente graças ao retorno de outros flocos previamente formados. É formado por Bactérias, Algas, Fungos e Protozoários
CONCEITO DO PROCESSO
O processo de tratamento por Lodos Ativados é estritamente biológico e aeróbio, no qual o esgoto afluente e o lodo ativado são intimamente misturados, agitados e aerados (tanque de aeração), após este procedimento, o lodo formado é enviado para o decantador secundário, onde a parte sólida é separada do esgoto tratado, sendo este último descartado.
CARACTERISTICAS DO TRATAMENTO
As necessidades de oxigênio dos flocos são elevadas, sendo necessário suprir oxigênio no processo, por absorção forçada da atmosfera ou por injeção de ar no meio do liquido.
A quantidade de flocos naturalmente presente é relativamente pequena sendo necessários um tempo muito longo e um volume de tanque muito grande para tornar efetivo o processo em condições naturais. Por essa razão se mantém nos tanques de aeração uma concentração elevada de flocos, através do retorno contínuo do lodo do decantados secundário aos tanques de aeração.
Maior eficiência do tratamento, maior flexibilidade de operação e menor área ocupada em relação a filtração biológica.
VANTAGENS
Operação mais delicada, necessidade de completo controle de laboratório e custo maior de operação em relação a filtração biológica.
DESVANTAGENS
MODALIDADE CONVENCIONAL DO PROCESSO
O processo convencional sob modalidade de “fluxo e pistão” o escoamento se dá ao longo das câmaras de aeração, desde a extremidade de montante até a de jusante, e toda vazão de esgoto se transfere como uma massa única ao longo do sentido longitudinal de escoamento. Para esta condição e para que a dispersão longitudinal seja mínima, o tanque de aeração deve ter uma elevada relação comprimento-largura.
A modalidade de “mistura completa” a vazão afluente alimenta o tanque diretamente sob os rotores de aeração, ocorre uma total dispersão das partículas em todo o tanque de aeração, o tanque de aeração é quadrado ou de baixa relação comprimento-largura.
NÃO EXISTEM NA PRÁTICA O FLUXO PISTÃO E MISTURA COMPLETA.
MODALIDADE CONVENCIONAL DO PROCESSO
A modalidade de “aeração prolongada” o processo se dá em condições tais que o decantador primário pode ser suprimido, resultando um lodo de alto teor de mineralização, nesta modalidade se incluem os valores de oxidação que tiveram enorme aplicação no Brasil entre os anos 70 e 90, e os valores de fluxo orbital, sendo a ETE Belém, em Curitiba a maior estação de tratamento de esgotos domésticos do mundo deste tipo, projetada para uma população equivalente a 500mil habitantes.
DIVISÃO DOS SISTEMAS DE LODOS ATIVADOS
Divisão quanto à idade do lodo
Aeração prolongada
Lodos ativados convencional
 Divisão quanto ao fluxo
Fluxo contínuo
Fluxo intermitente (batelada)
Divisão quanto ao afluente a etapa biológica do sistema de lodos ativados
Esgoto bruto
Efluente de decantador primário
Efluente de reator anaeróbio
Efluente de outro processo de tratamento de esgotos 
SISTEMAS DE AERAÇÃO
Os sistemas de aeração podem introduzir oxigênio puro diretamente ás medidas do tratamento biológico, ou podem introduzir ar, sendo esta ultima a modalidade convencional e mais usual no processo de lodos ativos.
OXIGÊNIO PURO
A principal vantagem desse sistema está na economia de área e volume, uma vez que pode operar em tempos de aeração reduzidos (até 1 hora), altas concentrações de sólidos e de O.D. no tanque de aeração. Outra vantagem está na eliminação de eventuais odores, espumas e aerossóis na área de tratamento biológicos.
AERAÇÃO POR SISTEMAS CONVENCIONAIS
Sistemas de ar difuso: Os difusores são os dispositivos que introduzem o ar no tanque de aeração. Podem ser usados em qualquer tipo de unidade de aeração.
Podemos classifica-los segundo a forma que o ar é introduzido nos tanques de aeração:
Sistema de aeração mecânica: O oxigênio é introduzido no tanque de aeração graças a ação de agitadores mecânicos que promovem a exposição à atmosfera de pequenas partículas e filmes delgados do liquido, que é levantado em grande quantidade e sob forte agitação até uma altura acima do nível da água no tanque, permitindo assim a transferência do oxigênio e a dispersão e incorporação do ar no meio liquido.
TRANSFERÊNCIA DE OXIGENIO
As moléculas de oxigênio do ar se transferem para a superfície do liquido que se torna saturado, forma-se uma interface composta de moléculas de água com sua extremidade negativa voltada para a fase gasosa e a positiva para a fase liquida.
As moléculas de oxigênio atravessam esta interface, no sentido do meio liquido por difusão
Sob agitação elevada, o oxigênio é misturado no meio liquido por difusão.
A transferência de oxigênio do ar para o meio liquido se processa em 3 fases:
A concentração de oxigênio dissolvido é função da temperatura, das características do meio liquido e da pressão barométrica.
CINÉTICA DO PROCESSO
Os fenômenos que ocorrem no interior do tanque de aeração ou reator, simplesmente reproduzem os fenômenos que ocorrem na natureza.
O que se faz na estação de tratamento é basicamente fornecer e garantir condições ótimas para que o processo biológico ocorra em um tempo muito menor cerca de 3 a 5 horas nas condições normais e de maneira controlada.
Na oxidação bioquímica aeróbica nas ETEs, microrganismos aeróbicos, principalmente bactérias e protozoários, utilizam para se metabolismo uma parcela da massa de compostos orgânicos existentes no esgoto, chamada genericamente de substrato ou alimento, e uma massa de oxigênio fornecida ao tanque de aeração.
A idade do lodo: representa o tempo médio que uma partícula em suspensão permanece sob aeração. É conhecida também como o tempo médio dos organismos, ou tempo médio de detenção celular..
CINÉTICA DO PROCESSO
No processo a idade do lodo deve ser da ordem de 4 a 15 dias.
A idade do lodo assume assim importância fundamental, uma vez que governa a própria sedimentação final do lodo ativado e a quantidade do efluente tratado. E para o dimensionamento do tanque de aeração:
2 a 4 dias Sistemas de alta taxa
4 a 15 dias Sistemas convencionais
Acima de 18 dias Sistemas de aeração prolongadas
DESCARTE DE LODO
A idade do lodo também determina a operação de descarte de lodo em excesso..
RECIRCULAÇÃO DO LODO
A finalidade do lodo no processo é:
Misturar-se com o esgoto afluente no tanque de aeração mantendo uma concentração constante e elevada dos flocos.
Estabilizar a matéria orgânica presente pela ação dos microrganismos que constituem os flocos, principalmente as bactérias.
Inocular o meio e acelerar o trabalho de estabilização da matéria orgânica. 
CONDIÇÕES RELATIVAS AO OXIGÊNIO
O oxigênio tem as seguintes finalidades no processo:
Satisfazer as necessidades do metabolismo dos organismos.
Através do ar transferido, manter uma agitação completa do tanque de aeração, de modo a não permitir qualquer sedimentação e manter os flocos em contato com os organismos presentes no meio, algumas vezes, no dimensionamento de um sistema de aeração mecânica, o fator determinante poderá ser a agitação e não a transferência de oxigênio.
Retirar do liquido vários produtos voláteis do metabolismo.
QUANTIDADE DE OXIGÊNIO NO PROCESSO
A quantidade de oxigênio é função de:
Da concentração e condição de esgoto a ser tratado, isto é, da DBO afluente do tanque de aeração.
Tendo em conta a eficiência desejada da DBO que deverá ser efetivamente removida.
Tendo em conta a segunda finalidade da forma e dimensões do tanque de aeração
Tendo em conta a formasegundo a qual o oxigênio será distribuído no tanque, da modalidade que se está adotando no processo.
O CONJUNTO DO TRATAMENTO BIOLÓGICO
O tratamento biológico dos lodos ativados considera como parte integrante do sistema não apenas o tanque em que a aeração se processa, mas igualmente o decantador secundário onde se da a sedimentação do lodo ativado, e a elevatória de recirculação, a partir da qual o lodo retorna ao tanque de aeração.
Tanque de aeração: um compartimento onde um líquido é mantido com a finalidade de aumentar a quantidade de ar dentro dele.
Decantadores secundários: Onde se processa a sedimentação, a retirada do lodo recirculado para o tanque de aeração, e do excesso do lodo para a digestão
FLOCOS DE LODOS ATIVADOS
Organismos filamentosos e formadores de flocos em proporção adequada.
Flocos fortes e grandes.
Os filamentos não interferem
Sobredrenante claro
IVL baixo.
FLOCO IDEAL
FLOCO PONTUAL
Não há organismos filamentosos
Flocos pequenos e fracos
Sobredrenante turvo
IVL baixo.
Organismos filamentosos predominam.
Flocos fortes e grandes.
Os filamentos interferem com a sedimentação e a compactação do lodo
Sobredrenante claro
IVL alto.
LODO INTRUMESCIDO (BULKING)
REATOR SEQUENCIAL EM BATELADA
Constituem num sistema de mistura completa, de um único tanque, no qual o processo de lodos ativados se dá de acordo com as seguintes fases sequenciais:
AERAÇÃO PROLONGADA
A aeração prolongada algumas vezes chamada também oxidação total, é uma variação do processo de lodos ativados. É o caso encontrado nas estações compactas de tratamento, nos valores de oxidação, e algumas vezes em estações de tratamento de porte médio em que sua utilização se mostra econômica.
Características do tratamento:
De modo particular caracteriza-se por obrigar um contato de tempo suficientemente longo dos microrganismos- os lodos ativados- com quantidades relativamente baixas de substrato, de maneira a se obter uma alta eficiência do processo e uma oxidação na fase endógena, até que o lodo residual apresente características de boa sedimentação, boa filtrabilidade e nenhum odor.
AERAÇÃO PROLONGADA
RESUMO: O processo se dá na fase de respiração endógenas, o tempo de aeração é bastante prolongado, a idade do lodo é igualmente elevada, a produção do lodo final é mínima e a DBO final também é mínima.
COMPARAÇÃO COM O PROCESSO CONVENCIONAL
No processo de lodos ativados trabalha-se na fase de crescimento logarítmico e na fase de síntese.
Na aeração prolongada trabalha-se na fase de respiração endógena
COM RELAÇÃO A FASE BIOLÓGICA: 
No processo convencional de lodos ativados a idade do lodo típica é de 4 a 15 dias.
Na aeração prolongada deve ser entre 18 a 40 dias.
COM REFERÊNCIA DA IDADE DO LODO
No processo de lodos ativados é usual manter-se um tempo de contato de 2 a 6 horas.
Na aeração prolongada o tempo de aeração varia de 12 a 24 horas.
COM REFERÊNCIA AO TEMPO DE CONTATO:
No processo de lodos ativados o fator de carga varia de 0,20 a 1,00 kg DBO kg SSTA dia.
Na aeração prolongada costuma varias de 0,05 a 0,10 kg DBO/kg SSTA dia.
COM REFERENCIA A CARGA DE DBO
CONSEQUÊNCIAS DO PROCESSO
AERAÇÃO PROLONGADA
grande quantidade de lodo ativado é posta em contato com relativamente pequena quantidade de substrato.
VANTAGEM
DESVANTAGEM
este contato é feito por um período de tempo bastante prolongado.
 
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