Anaerobio UASB

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TRATAMENTO ANAERÓBIO DE 
ESGOTO
ENGENHARIA CIVIL
SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA E ESGOTO
Arq. Profa. MSc. Yone Natumi
2º semestre 2018
Fonte: SPERLING, Marcos von. Tecnologias de tratamento de esgotos. FUNASA IV Seminário
Internacional de Engenharia de Saúde Pública.
PROCESSOS DE TRATAMENTO DE 
ESGOTOS SANITÁRIOS
BIOLÓGICOS
Sistemas anaeróbios: tanques sépticos, tanques
Imhoff, filtros anaeróbios, reatores UASB, reatores
anaeróbios de leito expandido ou fluidificado.
Necessitam de uma etapa adicional de tratamento
visando reduzir a carga de sólidos e melhorar a
oxigenação de seus efluentes.
Utilizados como unidades de pré-tratamento de
lagoas, filtros biológicos e lodos ativados pois reduzem
boa parte da carga orgânica sem necessidade de aeração,
resultando em economia de custo com energia elétrica.
UM REATOR ANAERÓBIO ANTES DE UM 
AERÓBIO
As principais vantagens da inclusão de um
reator anaeróbio antes de um aeróbio
concentram-se na operação do sistema,
permitindo a redução substancial no consumo
de energia elétrica e na produção de lodo pelo
sistema de tratamento.
FATORES RELEVANTES NA ESCOLHA DA 
ALTERNATIVA DE TRATAMENTO DE ESGOTO
• Restrições ambientais; 
• Requisitos de manutenção e operação; 
• Requisitos de energia; 
• Características do afluente; 
• Requisitos de pessoal; 
• Custo de construção; 
• Disponibilidade de terreno; 
• Características do local; 
• Custo do terreno. 
ESCOLHA DO SISTEMA MAIS ADEQUADO
Seleção e projetos de ETEs: 
custo inicial de construção 
+
custos anuais de operação 
e manutenção. 
Figura : Fluxograma para o planejamento 
de Estações de Tratamento de Esgotos 
Fonte: Oliveira (2004) 
TRATAMENTO ANAERÓBIO DE ESGOTOS
Estágios da Digestão Anaeróbia
Matéria 
Orgânica 
Complexa
Ácidos Orgânicos 
Voláteis
CH4 + CO2
Bactérias 
Acidificadoras
(Facultativas)
Bactérias 
Metanogênicas
(Anaeróbias estritas)
( CH4 Metano +
CO2 Dióxido de Carbono )
TRATAMENTO ANAERÓBIO 
O processo anaeróbio é mais lento que o
processo aeróbio e normalmente produz mau cheiro
pela intensa formação de gases.
Os tipos mais utilizados de reatores anaeróbios são:
• Filtro anaeróbio (tanque séptico) 
• Reator UASB - Upflow Anaerobic Sludge Blanket ou 
reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de 
lodo (RAFA). 
Fluxograma típico do sistema de tanque séptico seguido de filtro anaeróbio
Colmatação = entupimento; preenchimento de vazios ou fissuras.
NBR 13969:1997
REATOR ANAERÓBIO DE FLUXO 
ASCENDENTE E DE MANTA DE 
LODO (Upflow Anaerobic Sludge 
Blanket Reactor - UASB)
RAFA
Reator UASB
• constituem-se na principal tendência atual de tratamento de 
esgotos no Brasil.
• a biomassa cresce dispersa no meio.
• Como a concentração de biomassa no reator é bastante elevada, o 
volume requerido para os reatores anaeróbios de manta de lodo é 
bastante reduzido.
• O processo dos reatores UASB consiste essencialmente de um fluxo 
ascendente de esgotos através de um leito de lodo denso e de 
elevada atividade, o que causa a estabilização de grande parte da 
matéria orgânica pela biomassa.
• De forma a reter a biomassa no sistema, impedindo que ela saia 
com o efluente, a parte superior dos reatores de manta de lodo 
apresenta uma estrutura que possibilita as funções de separação e 
acúmulo de gás e de separação e retorno dos sólidos.
Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente e de Manta de Lodo(RAFA) ou 
Reator UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket
• É um reator fechado onde o tratamento biológico
ocorre por processo anaeróbio, isto é, sem oxigênio. O
esgoto entra pela base do reator, passa por uma manta
de micro-organismos anaeróbicos onde ocorre a
decomposição da matéria orgânica. O esgoto tratado é
coletado pelas calhas na parte superior.
• Trata-se de uma tecnologia que ocupa pouco espaço,
sendo indicada para centros urbanos, bairros, vilas etc.
• Por se tratar de um sistema fechado, há liberação de
gás que é coletado e queimado.
REATOR ANAERÓBIO DE FLUXO ASCENDENTE
• RAFA – É um reator fechado. O tratamento
biológico ocorre por processo anaeróbio, isto é,
sem oxigênio. A decomposição da matéria
orgânica é feita por microrganismos presentes
num manto de lodo.
• O esgoto sai da parte de baixo do reator e passa
pela camada de lodo que atua como um filtro. A
eficiência atinge de 65% a 75% e, por isso, é
necessário um tratamento complementar que
pode ser feito através da lagoa facultativa. É um
mecanismo compacto e de fácil operação.
http://www.saneamento.poli.ufrj.br/images/fotos_infraestrutura/UASB_2.jpg
detalhes do topo do reator
Capacidade para atender a 500 habitantes 
REATOR UASB
Figura : Reatores UASB de Ribeirão Pires/SP 
Gás: queima, purificação e/ou utilização (energia do metano)
UASB - ETE Jesus Netto
ETE Menino Deus
Coroa de Distribuição do Afluente
ETE Atuba Sul – Curitiba - PR
ETE Atuba Sul – Curitiba - PR
Separador Trifásico: por separar o 
líquido, os sólidos e os gases. 
Reator UASB
7,40 m
1,55 m 3,10 m 1,55 m
0,6 m 0,6 m
2,68 m
2,12 m
0,8 m
0,3 m
0,4 m
L = 14,8 m
7,4 m
1,35 m
1,62
0,25 m
gás
Caixa de
alimentação
H2S Sulfato de Hidrogênio
CH4 Metano
Reator UASB
• O gás coletado na parte superior, no compartimento de
gases, pode ser retirado para reaproveitamento
(energia do metano) ou queima.
• Com a contínua entrada de alimento no reator, na
forma de DBO, há um contínuo crescimento da
biomassa. Isso traz a necessidade de remoções
periódicas dessa biomassa (lodo), de forma a manter o
sistema em equilíbrio. O lodo retirado do reator UASB
já sai digerido e adensado, podendo ser simplesmente
desidratado em leitos de secagem ou por meio de
equipamentos mecânicos.
REACTOR UASB
REACTOR UASB
REACTOR UASB
Construção de Reator UASB – ETE Melchior (Brasília)
Construção de Reator UASB – ETE Melchior (Brasília)
Construção de Reator UASB – ETE Melchior (Brasília)
ETE Piçarrão – Campinas - SP
ETE Piçarrão – Campinas - SP
Reatores UASB – Critérios e Parâmetros Para o 
Dimensionamento
1. Vazão de Esgotos de Projeto
Os reatores UASB são empregados à jusante
apenas do tratamento preliminar, o que o torna
desprotegido das variações de vazão de esgotos,
uma vez que os tempos de detenção utilizados são
relativamente pequenos. Desta forma, costuma
recomendar-se que o reator apresente condições
de atender `a situação mais desfavorável, isto é,
vazão máxima horária de esgotos.
Tempo de Detenção dos Esgotos no Reator
Tempos de detenção hidráulicos da
ordem de apenas 6 horas, com base na vazão
máxima horária de esgotos, são suficientes
para garantir uma eficiência média na remoção
de DBO dos esgotos em torno de 65%. Alguns
autores sugerem a adoção de tempo de
detenção hidráulico de 8 horas, com base na
vazão média de esgotos sanitários.
Taxa de Aplicação de Substrato
Como os esgotos sanitários são relativamente
diluídos, os reatores UASB têm o seu limite de capacidade
definido pela taxa de aplicação hidráulica, que resulta em
determinada velocidade que poderá ou não ser suficiente
para provocar o arraste de parte do manto de lodo,
descontrolando o processo. No tratamento de efluentes
industriais mais concentrados, os reatores UASB são
limitados pela aplicação de matéria orgânica, em geral na
faixa de 5 a 10 kg DQO/m3.dia, embora tenham sido
registradas taxas de até 20 kg/m3.dia com bons resultados
no tratamento.
Velocidade Ascencional na Zona de 
Manto de Lodo
A manutenção de determinada faixa de
velocidade ascensionaldos esgotos ao longo
do corpo do reator é importante para garantir
grau adequado de expansão da manta de lodo,
sem que haja arraste excessivo para a zona de
decantação. Recomenda-se a faixa de 0,7 a 1,0
m/h para reatores UASB tratando esgoto
sanitário.
Velocidade de Passagem da Zona de Manto de Lodo 
para a Zona de Decantação
Lodos bem granulados resistem ao arraste
com velocidades de passagem de até 10 m/h.
Mas como ocorrem situações em que o lodo
não granula, apenas flocula e mesmo assim o
reator mantém boa eficiência na remoção de
DQO, recomenda-se limitar a velocidade de
passagem a 4 m/h.
Taxa de Escoamento Superficial na Zona de 
Decantação
A parte superior do reator UASB, externa ao
“chapéu” coletor de gás, funciona como
decantador, permitindo a recuperação de grânulos
escapados da zona de manto de lodo.
Recomendam-se taxas de escoamento superficial
inferiores à 1,25 m3/m2.h para a garantia do
retorno de parte significativa do lodo para a zona
de manto. A inclinação das abas do chapéu
(ângulo com a horizontal), deverá ser superior a
55°.
Distribuição dos Esgotos à Entrada (Fundo) do 
Reator
A distribuição dos esgotos à entrada do
reator é fundamental para garantir um
funcionamento integral da zona de manto de
lodo, sem escoamentos preferenciais ou curtos-
circuitos que podem reduzir o tempo de detenção
e o contato dos esgotos com o lodo ativo.
Recomenda-se pelo menos uma entrada a cada 2
a 3 m2 de fundo de reator. As extremidades dos
tubos de alimentação deverão distar cerca de 30
cm do fundo do reator.
Fluxograma típico do sistema de reatores UASB
Os reatores UASB dificilmente produzem efluentes que atendem aos padrões estabelecidos pela 
legislação ambiental. Diante desse fato torna-se de grande importância o pós-tratamento dos 
efluentes dos reatores UASB, como uma forma de adequar o efluente tratado aos requisitos da 
legislação ambiental e propiciar a proteção dos cursos d’água.
ASSOCIAÇÃO COM OUTROS 
PROCESSOS
REATOR ANAERÓBIO UASB 
Upflow Anaerobic Sludge Blanket
Uma das principais tendências atuais do
tratamento de esgotos sanitários reside na inclusão de
uma etapa inicial de tratamento anaeróbio. Estes
sistemas mistos são constituídos de tratamento
preliminar e dos reatores UASB, que podem ter os seus
efluentes complementarmente tratados por um dos
seguintes processos alternativos:
• Lodos ativados
• Lagoas aeradas mecanicamente
• Lagoas de estabilização
• Filtros biológicos aeróbios
• Tratamento físico-químico 
EGSB (expanded granular sludge bed) Para resolver alguns dos problemas relacionados com 
os reatores UASB , como a ocorrência de zonas mortas, fluxos preferenciais, curtos circuitos, 
entre outros. A sua viabilidade tem sido demonstrada para efluentes industriais com 
substratos orgânicos na forma mais solúvel. 
Reatores UASB + pós-tratamento 
• Praticamente todos os processos de tratamento de esgotos 
podem ser usados como pós-tratamento dos efluentes do 
reator UASB.
• Nesse caso, os decantadores primários (caso existentes) são 
substituídos pelos reatores anaeróbios, e o excesso de lodo 
da etapa aeróbia, se ainda não estabilizado, é bombeado 
de volta ao reator anaeróbio, onde sofre adensamento e 
digestão, juntamente com o lodo anaeróbio.
• os decantadores primários (caso existentes) são 
substituídos pelos reatores anaeróbios, e o excesso de lodo 
da etapa aeróbia, se ainda não estabilizado, é bombeado 
de volta ao reator anaeróbio, onde sofre adensamento e 
digestão, juntamente com o lodo anaeróbio.
=
LAGOAS DE MATURAÇÃO
SISTEMAS ALAGADOS CONSTRUÍDOS 
(WETLANDS)
Fundação Nacional de Saúde
Taboa, sombrinha chinesa
simplificação no processo de UASB seguido de Lodos Ativados
REATOR UASB + LODO ATIVADO
Vantagens dessa associação :
• o reator UASB promove uma redução de carga 
de DBO bem superior à do decantador primário 
(65% contra 30%); 
• o lodo ativado pode trabalhar na faixa 
convencional com digestão complementar do 
excesso de lodo no próprio reator UASB, 
eliminando-se a necessidade de um digestor 
específico de lodo; 
• o UASB promove o adensamento do lodo, 
eliminando também a necessidade desta etapa.
REATOR UASB + LODO ATIVADO
Desvantagens :
• necessidade de controle de odores ofensivos
emanados do processo anaeróbio e falta de carbono
orgânico para a desnitrificação do esgoto, quando esta
é necessária e posicionada (câmaras anóxicas de pré-
desnitrificação) entre o reator UASB e o processo de
lodo ativado, recebendo o lodo nitrificado retornado
deste último. Neste caso é necessário desviar parcela
da vazão de esgotos do reator UASB, enviando-a
diretamente para a a entrada da câmara de pré-
desnitrificação. Essa parcela pode chegar a 50% da
vazão de esgoto, reduzindo bastante o aproveitamento
dos reatores UASB.
Sistema UASB + Lodos Ativados
Tratamento
Preliminar
Reator
UASB
Tanque de
Aeração
Decantador
Secundário
Desidrata
ção final
Lodo
“Seco”
Filtrado
Retorno de Lodo
Excesso de Lodos Ativados
Estado da Arte
Sólidos suspensos totais ou não-filtráveis (SST); NTK nitrogênio amoniacal ou amônia 
Considerações Finais
Referência Bibliográfica
• Apostila Tratamento de Esgoto da CESAN Companhia Espírito 
Santense de Saneamento
• Apostila Tratamento de Esgoto Sanitário. Roque Passos Piveli
• CARVALHO, Anésio Rodrigues de; OLIVEIRA, Maroá Vendramini 
Castrignano de. Princípios Básicos do Saneamento do Meio. São 
Paulo, SP: SENAC, 2003.
• GARCEZ, Lucas Nogueira. Elementos de Engenharia Hidráulica e 
Sanitária. São Paulo, SP: Edgard Blücher, 2013.
• NUVOLARI, Ariovaldo. Esgoto sanitário. Coleta, transporte, 
tratamento e reúso agrícola. São Paulo: Blucher, 2011.
• PHILIPPI JR., Arlindo. Saneamento, Saúde e Ambiente. Fundamentos 
para um desenvolvimento sustentável. Barueri, SP: Manole, 2005.
• SPERLING, Marcos von. Tecnologias de Tratamento de Esgotos. IV 
Seminário Internacional de Engenharia de Saúde Pública. FUNASA. 
Belo Horizonte, março 2013.
• TOMAZ, Plínio. Rede de Esgoto. São Paulo, SP: Navegar, 2011