tratamento de esgoto secundário

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TRATAMENTO DE ESGOTO
Tratamento Secundário
ENGENHARIA CIVIL
SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA E ESGOTO
Arq. Profa. MSc. Yone Natumi
2º semestre 2017
FASES DE TRATAMENTO
• PRÉ-TRATAMENTO ou PRELIMINAR 
• PRIMÁRIO 
• SECUNDÁRIO 
• TERCIÁRIO 
TRATAMENTO PRELIMINAR
• Objetiva apenas a remoção dos sólidos 
grosseiros.
TRATAMENTO PRIMÁRIO
• Visa a remoção de sólidos sedimentáveis e em 
decorrência, parte da matéria orgânica.
• Mecanismos físicos de remoção de poluentes.
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
• O objetivo é a remoção da matéria orgânica e 
eventualmente nutrientes (nitrogênio e 
fósforo). 
• Predominam mecanismos biológicos.
TRATAMENTO TERCIÁRIO
• Objetiva a remoção de poluentes específicos 
(usualmente tóxicos ou compostos não 
biodegradáveis) ou ainda, a remoção 
complementar de poluentes não 
suficientemente removidos no tratamento 
secundário.
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
• Principal objetivo: é a remoção da matéria 
orgânica efetuada por reações bioquímicas 
realizadas por microrganismos.
MÉTODOS DE TRATAMENTO
EM NÍVEL SECUNDÁRIO
• LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO E VARIANTES.
• PROCESSOS DE DISPOSIÇÃO SOBRE O SOLO.
• SISTEMAS ALAGADOS CONSTRUÍDOS 
(wetlands).
• REATORES ANAERÓBIOS
• LODOS ATIVADOS E VARIANTES.
• REATORES AERÓBIOS COM BIOFILMES.
Lodos Ativados
• É um processo biológico onde o esgoto afluente, na
presença de oxigênio dissolvido, agitação mecânica e
pelo crescimento e atuação de microorganismos
específicos, forma flocos denominados lodo ativado ou
lodo biológico. Essa fase do tratamento objetiva a
remoção de matéria orgânica biodegradável presente
nos esgotos. Após essa etapa, a fase sólida é separada
da fase líquida em outra unidade operacional
denominada decantador. O lodo ativado separado
retorna para o processo ou é retirado para tratamento
específico ou destino final.
Lodos Ativados
• Vantagens
- exige pouca área para implantação;
- maior eficiência no tratamento;
- maior flexibilidade de operação;
• Desvantagens
- custo operacional elevado;
- controle laboratorial diário;
- operação mais delicada.
O PROCESSO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS 
DENOMINADO LODOS ATIVADOS
A função das ETE’s consiste em reproduzir, através
de processos físicos, químicos e/ou biológicos, em curto
período de tempo, condições necessárias e suficientes,
normalmente encontradas na natureza (em corpos
hídricos receptores tais como rios, lagos e banhados),
para promover a decomposição da matéria orgânica
presente nos esgotos. Por exemplo, em ETE’s que utilizam
a tecnologia denominada lodos ativados, a decomposição
acelerada da matéria orgânica presente no esgoto é
realizada por um conjunto de bactérias. A adequada
operação da ETE consiste em promover e assegurar as
condições propícias para a existência dessas bactérias.
SISTEMA DE LODO ATIVADO
O sistema de tratamento denominado lodos
ativados é um sistema de tratamento de efluentes
líquidos que apresenta elevada eficiência de
remoção de matéria orgânica presente em esgotos
de natureza doméstica/sanitária e efluentes
industriais. O processo de tratamento é
exclusivamente de natureza biológica, onde a
matéria orgânica é depurada, por meio de colônias
de microrganismos heterogêneos específicos, na
presença de oxigênio (processo exclusivamente
aeróbio). Essas colônias de microrganismos formam
uma massa denominada de lodo (lodo ativo,
ativado ou biológico).
ETE em Manguinhos da CESAN - Serra / ES
Figura: Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) tipo Lodo Ativado 
SISTEMA DE LODO ATIVADO
É mundialmente utilizado tanto para o
tratamento de esgotos de origem
doméstica/sanitária (fezes, urina e águas de
lavagem em geral) quanto de origem industrial.
É um sistema que necessita de um alto grau de
mecanização quando comparado a outros
sistemas de tratamento, implicando em uma
operação mais sofisticada e, conseqüentemente,
exige maior consumo de energia elétrica.
SISTEMA DE TRATAMENTO POR LODOS ATIVADOS 
VANTAGENS
• Necessidade de pequena área física disponível 
para sua implantação.
• Relativo baixo custo de investimento e elevado 
grau de eficiência de remoção de matéria 
orgânica.
• Apresenta relativa flexibilidade de operação.
DESVANTAGENS
• Elevado custo operacional (grande consumo de 
energia elétrica).
• Necessidade de análises físico-químicas e 
bacteriológicas freqüentes para monitoramento e 
controle do processo.
Fase Líquida
O líquido que está sendo tratado, após a
passagem pelos decantadores secundários,
estará livre de quase toda a carga de sólidos. Em
algumas ETE’s, faz-se a desinfecção dessa água
antes de lançá-la no corpo receptor.
Fase Sólida
Composta pelos lodos primário e secundário,
antes de seguir para sua destinação final, devem
passar por tratamentos complementares:
espessamento dos lodos secundários (flotação),
digestão (geralmente anaeróbia), condicionamento
químico e desaguamento.
DESTINAÇÃO FINAL DO LODO: descarte (aterros
sanitário ou específico)ou reutilização (solos
agrícolas, fertilizantes, agregados leves para
concreto), tijolos, etc.
CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS DE LODOS ATIVADOS
Divisão de acordo com a idade do lodo (tempo de retenção 
dos sólidos no sistema):
• Lodos ativados convencional (sistemas de carga 
convencional)
• Aeração prolongada (sistema de baixa carga)
Divisão de acordo com o fluxo:
• Fluxo contínuo
• Fluxo intermitente (reatores sequenciais por batelada e 
variantes)
Divisão de acordo com os objetivos do tratamento:
• Remoção de carbono (DBO)
• Remoção de carbono e nutrientes (N e/ou P)
SISTEMA DE LODO ATIVADO
• Processos aeróbios dos mais utilizados nas grandes ETEs e
apresenta inúmeras variações ou arranjos derivados em função dos
resultados que se pretende atingir com o tratamento.
SISTEMA DE LODO ATIVADO CONVENCIONAL
• Nas grades são removidos os sólidos grosseiros.
• Na caixa de areia, remove-se a “areia”.
• Nos decantadores primários, faz-se a remoção dos sólidos 
sedimentáveis (lodo primário).
• No reator (ou tanque de aeração) biológico, os sólidos não 
sedimentáveis (dissolvidos e finamente particulados) são 
incorporados à massa biológica, retirada no decantador secundário 
(lodo secundário).
LODOS ATIVADOS CONVENCIONAL
• Grande concentração de sólidos em suspensão no 
tanque de aeração.
• Tempo de detenção do líquido (TEMPO DE DETENÇÃO 
HIDRÁULICA) baixo: de 6 a 8 h.
• Volume do tanque de aeração reduzido.
• Devido à recirculação dos sólidos, estes permanecem
no sistema por um tempo superior ao do líquido.
Tempo de retenção dos sólidos no sistema (IDADE DO
LODO): 4 a 10 dias. Esta maior permanência dos sólidos
garante a elevada eficiência, já que a biomassa tem
tempo suficiente para metabolizar praticamente toda a
matéria orgânica dos esgotos.
PROCESSO DE LODOS ATIVADOS CONVENCIONAL
Grade Caixa de areia
Decantador 
Primário
Tanque de
Aeração
Decantador 
Secundário
Adensamento
Digestão
Secagem Lodo “Seco”
Rio
Fluxograma típico do sistema de lodos ativados 
convencional
FASE
LÍQUIDA
FASE
SÓLIDA
LODOS ATIVADOS CONVENCIONAL
• Os tanques são tipicamente de concreto. Para
economizar energia para aeração, parte da
matéria orgânica (em suspensão,
sedimentável) dos esgotos é retirada antes do
tanque de aeração, por meio do decantador
primário. Assim, os sistemas de lodos ativados
convencional têm como parte integrante
também o tratamento primário.
SISTEMA DE LODO ATIVADO CONVENCIONAL
Os sistemas de tratamento de esgotos
denominados lodos ativados
convencional e aeração prolongada, são
exemplos de sistemas de tratamento que
apresentam fluxo contínuo. À medida que o
esgoto bruto alimenta o sistema, o tratamento
está sendo realizado. Há sempre fluxo
(movimento) no sistema – esgoto bruto
alimentando e esgoto tratado deixando o
sistema.
SISTEMA DE LODO ATIVADO
• O tratamento de esgoto convencional em nível secundário
pelo processo de lodos ativados, aproveita-se da ação dos
microrganismos decompositores aeróbios sobre a matéria
orgânica finamente particulada e sobre a matéria orgânica
solúvel, presente no esgoto, após terpassado pelos
decantadores primários.
• Ocorre no reator ou tanque de aeração, onde se introduz
ar, visando manter uma certa quantidade de oxigênio
dissolvido, criando condições para o crescimento dos
microrganismos aeróbios, responsáveis pela decomposição
da matéria orgânica.
• Procura-se manter uma grande quantidade de
microrganismos no reator, para que a matéria orgânica seja
mais rapidamente absorvida, diminuindo o volume
necessário dessa unidade. Consegue-se pela recirculação
de uma parte do lodo removido.
SISTEMA DE LODO ATIVADO
• Nível de tratamento: secundário
• Tipo de tratamento: biológico
• Eficiência de remoção de DBO: 80 a 90%
• Descrição: processo em que a remoção de poluentes se faz
pela formação e sedimentação de flocos biológicos (lodo
ativado) que retornam ao tanque de aeração para manter a
quantidade de microrganismos elevada. O processo de
respiração de bactérias, protozoários, rotíferos (alimentam-
se de quaisquer partículas orgânicas em suspensão) e
outros microrganismos existentes no processo e também o
descarte de parte do lodo produzido removem parte da
matéria orgânica.
• Foi desenvolvido na Inglaterra no início do século XX e
recebeu este nome porque tem como base a produção de
uma massa ativada de microrganismos capaz de estabilizar
aerobiamente o esgoto.
PROCESSO DE LODO ATIVADO 
Esgoto tratado
Tanque de 
Aeração
Separação 
sólido 
líquido
Lodo em excesso
Esquema das unidades da etapa biológica do 
sistema de lodos ativados
AFLUENTE
EFLUENTE
LODO RECIRCULADO
AERADO
LODO
EXCEDENTE
Quanto mais bactérias houver em suspensão, maior será o
consumo de alimento, ou seja, maior será a assimilação da
matéria orgânica presente no esgoto bruto.
1. Tanque de aeração ou reator biológico: tanque onde ocorrem as reações e os processos 
de (bio)degradação ou depuração da matéria orgânica presente no esgoto.
2. Sistema de aeração: sistema responsável pelo fornecimento de oxigênio necessário para 
que ocorram as reações e os processos de (bio)degradação ou depuração da matéria 
orgânica presente no esgoto.
3. Tanque de decantação: tanque onde ocorre a separação da fase líquida sobrenadante da 
(bio)massa formada e que se deposita ao fundo do tanque formando o lodo.
4. Sistema para recirculação de lodo: sistema responsável pela recirculação do lodo formado 
para o interior do tanque de aeração ou reator biológico com o objetivo de aumentar a 
concentração da (bio)massa, ou seja, aumentar a concentração dos microrganismos 
responsáveis pela (bio)degradação ou depuração da matéria orgânica.
SISTEMA DE LODO ATIVADO
• Como o processo de degradação da matéria
orgânica ocorre na presença de oxigênio (há
consumo de oxigênio) – processo de natureza
aeróbia – torna-se importante apresentar a
reação química responsável pela respiração
aeróbia:
• C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ENERGIA (1)
• A energia liberada na reação química (1) é
responsável pela formação de (bio)massa, ou
seja, novas células de microrganismos durante o
processo de lodos ativados.
PROCESSO DE LODOS ATIVADOS
Princípio Básico
A recirculação do lodo secundário, pois o lodo
recirculando a partir do fundo do decantador, por
possuir uma alta concentração de sólidos permite
que, controlando a vazão de descarte do lodo
secundário seja mantida uma quantidade de flocos
biológicos desejada no reator. Com isso aumenta-se
a capacidade de assimilação da DBO afluente ao
reator possibilitando projetar-se um reator de
menor volume do que num eventual sistema de
recirculação de lodo. A recirculação é também
benéfica no sentido de aumentar o tempo médio
de permanência dos microrganismos no sistema.
Lodo Biológico Excedente
• No tanque de aeração, devido à entrada contínua de
alimento, as bactérias crescem e se reproduzem
continuamente.
• Se fosse permitido o crescimento da população de
bactérias indefinidamente: dificultaria a transferência de
oxigênio a todas as células; o decantador secundário ficaria
sobrecarregado e os sólidos não teriam condições de
sedimentar satisfatoriamente.
• Sistema em equilíbrio: retirar aproximadamente a mesma
quantidade de biomassa que é aumentada por reprodução.
• Lodo excedente: pode ser extraído diretamente do reator
ou da linha de recirculação. Deve sofrer tratamento
adicional (adensamento, digestão e desidratação).
LODOS ATIVADOS (fluxo do líquido) 
CONVENCIONAL
• TANQUE DE AERAÇÃO (REATOR)
• TANQUE DE DECANTAÇÃO (DECANTADOR 
SECUNDÁRIO)
• ELEVATÓRIA DE RECIRCULAÇÃO DO LODO
• RETIRADA DO LODO BIOLÓGICO EXCEDENTE
PROCESSO DE LODO ATIVADO
CONDIÇÕES AMBIENTAIS
➢ Disponibilidade de oxigênio 
➢ Disponibilidade de nutrientes (N nitrogênio e P 
fósforo) 
➢ pH adequado (Neutro) 
➢ Ausência de substâncias tóxicas 
➢ Temperatura 
nitrogênio (N)
• Reservatório natural do N é o ar atmosférico.
• Remoção do N da atmosfera: 1) descargas 
elétricas atmosféricas: chuva traz o ácido 
nítrico para o solo. 2) microrganismos: 
bactérias fixadoras de N.
• Os seres vivos são altamente dependentes do
N que está presente na molécula de proteínas
de animais e vegetais.
fósforo (P)
• Além de fazer parte de algumas proteínas
existentes nas fezes humanas, o fósforo é
encontrado na maioria dos detergentes
domésticos.
• Assim como o nitrogênio, o fósforo causa
problemas de eutrofização de lagoas. É o
elemento mais visado quando se quer
combater a eutrofização.
EUTROFIZAÇÃO DOS CORPOS D’ÁGUA
Plantas aquáticas:
• Plantas que se movem livremente com a água (plantas 
aquáticas planctônicas): fitoplâncton microscópico, plantas 
flutuantes e cianobactérias.
• Plantas fixas (aderidas ou enraizadas): plantas aquáticas 
enraizadas de diversos tamanhos e os organismos 
microscópicos aderidos (algas bênticas).
As algas são uma designação abrangente de organismos
simples, a maior parte microscópicas que incluem tanto as
plantas de movimentação livre, o fitoplâncton e as algas
bênticas aderidas. As plantas obtêm a sua fonte de energia
primária da energia luminosa através do processo de
fotossíntese.
EUTROFIZAÇÃO DOS CORPOS D’ÁGUA
• A eutrofização é o crescimento excessivo das
plantas aquáticas, tanto planctônicas quanto
aderidas, em níveis tais que sejam considerados
como causadores de interferências com os usos
desejáveis do corpo d’água. O principal fator de
estímulo é um nível excessivo de nutrientes no
corpo d’água, principalmente nitrogênio e
fósforo.
• Enfoca-se como corpo d’água, principalmente 
lagos e represas.
remoção de N e P
• O nitrogênio e o fósforo não são totalmente
removidos nos processos convencionais de
lodos ativados, ou seja, parte do nitrogênio e
parte do fósforo são removidos com o lodo,
mas o restante sai juntamente com o efluente
tratado.
• Algumas ETE’s provêm o tratamento a nível
terciário, com a finalidade de remoção do N e
do P.
Microrganismos heterótrofos saprófitas
• Responsáveis pela decomposição da 
matéria orgânica. 
• Alimentam-se da matéria orgânica em
processo de decomposição para obtenção
de energia e síntese de novas células.
Ex.: bactérias, protozoários, fungos, etc.
O excesso de lodo biológico descartado continuamente do sistema deverá ou não 
sofrer digestão bioquímica complementar, dependendo das condições 
operacionais. Quando se mantêm maiores tempos de residência celular, o excesso 
de lodo resultante é melhor digerido. Estas característica é uma das principais que 
difere a variante com aeração prolongada dos processos convencionais. 
Figura: Aspecto do lodo ativado 
PROCESSO DE LODO ATIVADO
LODO BIOLÓGICO
As bactérias possuem uma matriz gelatinosa que permite a aglutinação das bactérias.
O floco possui maiores dimensões, o que facilita a sedimentação no decantador
secundário.
DECANTADORES
TEORIA DA DECANTAÇÃO
TEMPO DE DETENÇÃO
FORMATOS DOS TANQUES DE DECANTAÇÃO
FORMATOS DOS TANQUES DE DECANTAÇÃO
FORMATOS DOS TANQUES DE DECANTAÇÃO
DECANTADOR RETANGULAR NÃO MECANIZADO
(com descarte hidráulico do lodo)
• ABNT 12209/90
• O descarte do lodo também é feito 
hidraulicamente.• O limite máx. fixado para a largura B visa evitar 
profundidades excessivas.
• O volume de lodo Vlodo é calculado até 2/3 do
tronco de pirâmide, a partir de sua parte inferior,
cujo lado mínimo é 0,60 m. O volume
considerado para o decantador Vdec inclui o
trecho quadrado e o restante 1/3 do tronco de
pirâmide.
DECANTADOR RETANGULAR NÃO MECANIZADO
(com descarte hidráulico do lodo)
DECANTADOR CIRCULAR NÃO MECANIZADO
(com descarte hidráulico do lodo)
• Normalmente o descarte do lodo se dá pelo
efeito da própria carga hidráulica, acionando-
se a válvula de descarte existente em uma
tubulação dotada de um respiro que serve
também para possibilitar eventuais
desentupimentos.
• NBR 12209/ABNT 1990
• Diâmetro máx. 7m. Para evitar que as 
unidades atinjam grandes profundidades.
DECANTADOR CIRCULAR NÃO MECANIZADO
(com descarte hidráulico do lodo)
Figura : Decantador primário em operação 
Figura : Decantador primário da ETE Barueri/SP (SABESP) 
CARACTERÍSTICAS DO LODO PRIMÁRIO
REATOR BIOLÓGICO OU
TANQUE DE AERAÇÃO
LODO ATIVADO COM AERAÇÃO
• O esgoto ao chegar à estação é encaminhado para um 
tanque onde é submetido à aeração. A quantidade de 
oxigênio introduzido na mistura através dos aeradores 
propicia o desenvolvimento de bactérias aeróbias que 
irão digerir a matéria orgânica carbonácea e a 
nitrificação do nitrogênio orgânico total remanescente 
do afluente bruto. 
• A atuação de micro-organismos específicos, forma 
flocos denominados lodo ativado ou lodo biológico. 
Parte do lodo retorna ao processo e a outra parte é 
enviada para desague e destinação em aterro ou outro 
tratamento específico. O efluente tratado é enviado 
para o rio. 
SISTEMAS DE AERAÇÃO DO ESGOTO
NOS PROCESSOS BIOLÓGICOS DE LODOS ATIVADOS
• Aeração por ar difuso
• Aeração superficial ou mecânica 
• Em ambos os casos, a transferência de 
oxigênio é dificultada pela presença de sólidos 
e pela salinidade dos esgotos.
AERAÇÃO POR AR DIFUSO
• A introdução do oxigênio no líquido é feita
pela passagem direta do ar pelo líquido, desde
o fundo do reator até a sua superfície.
• É composto por um sistema de pressurização
do ar (sopradores ou compressores),
tubulações de transporte e distribuição de ar e
na extremidade destas, o difusor.
AERAÇÃO SUPERFICIAL OU MECÂNICA
Classificação quanto ao eixo de rotação e quanto à 
forma de fixação:
• Aeradores de eixo vertical;
• De baixa rotação e fluxo vertical;
• De alta rotação e fluxo axial. Normalmente são 
aeradores flutuantes.
• Aeradores de eixo horizontal: baixa rotação 
(acionados por motores convencionais dotados 
de redutores de velocidade).
ETAPAS DO PROCESSO DE LODOS ATIVADOS 
CONVENCIONAL
• Tratamento preliminar: gradeamento e 
desarenação
• Decantadores primários
• Tanques de aeração
• Decantadores secundários
• Adensadores de lodo
• Digestores de lodo
• Sistema de desidratação de lodo
TANQUE DE AERAÇÃO 
ETE PARQUE NOVO MUNDO - SABESP 
Figura : Tanque de aeração com sistema de ar difuso. Vista dos difusores num reator vazio 
TANQUE DE AERAÇÃO 
ETE PARQUE NOVO MUNDO – S.P. - SP 
Figura : Tanque de aeração por ar difuso em operação. Aspectos da turbulência na superfície 
do líquido. 
SOPRADOR DE AR 
ETE PARQUE NOVO MUNDO – S.P. - SP 
TANQUE DE AERAÇÃO 
ETE SUZANO - SP 
Figura : Tanque de aeração com aeradores superficiais de baixa rotação 
SISTEMAS DE AERAÇÃO POR 
AERADORES SUPERFICIAIS
Figura: aeração mecânica – vista de aeradores flutuantes de alta velocidade
SISTEMAS DE AERAÇÃO POR 
AERADORES SUPERFICIAIS
Figura: Aeração mecânica - vista de um aerador
flutuante de alta velocidade ligado.
Figura: Aerador superficial
DECANTADORES SECUNDÁRIOS
DECANTADORES SECUNDÁRIOS
• No tanque de aeração, os microrganismos, pelo fato de
terem à sua disposição alimento e oxigênio em
abundância, se alimentam da matéria orgânica
presente, consumindo a DBO solúvel, mas aumentando
a biomassa no sistema.
• A biomassa consegue ser separada no decantador
secundário devido à sua propriedade de flocular.
• Assim, a retirada dessa biomassa (lodo biológico, lodo
excedente ou lodo secundário) no decantador
secundário é necessária, pois se não for feito com
eficiência, a DBO total (solúvel) somada à DBO
decorrente dos sólidos suspensos não removidos trará
como consequência uma não desejável eficiência
global baixa.
DECANTADORES SECUNDÁRIOS
Nas regiões de clima quente (temperaturas 
médias acima de 20°C), os decantadores
secundários têm dupla finalidade:
• Separar e remover os sólidos em suspensão 
para permitir a clarificação.
• Facilitar o adensamento do lodo, permitindo
que o seu retorno ao tanque de aeração, com
concentração mais elevada do que a existente
no reator.
DECANTADORES SECUNDÁRIOS
• No tratamento em nível secundário, o líquido
clarificado ou o efluente que sai do decantador
secundário pode sofrer ou não uma desinfecção e
ser lançado no corpo d’água receptor, ou seja,
nessa fase estará terminado o tratamento da fase
líquida em nível secundário.
• Já o líquido presente no fundo do decantador
possui uma concentração de sólidos ainda maior
do que no reator em função do adensamento.
Esses flocos biológicos ainda ativos estão aptos a
aasimilar a matéria orgânica. Faz-se então o
retorno da maior parte desse lodo para o reator e
uma outra parte (lodo excedente) é descartada
do processo.
DECANTADORES SECUNDÁRIOS
• Ocorre em regiões de clima quente.
• Nitrificação : passagem do nitrogênio da forma 
amoniacal para nitrito e nitrato.
• O armazenamento do lodo nos decantadores
secundários passa a não ser aconselhável, pois
permite a ocorrência do fenômeno de
desnitrificação (passagem do nitrato a nitrogênio
molecular N2), e o nitrogênio gasoso, ao subir,
dificulta a descida dos sólidos, diminuindo assim
a eficiência.
DECANTADOR SECUNDÁRIO DE SEÇÃO CIRCULAR
Figura : Implantação de decantador secundário de seção circular 
DECANTADOR SECUNDÁRIO
ETE ABC - SP
Figura : Decantador secundário de sistema de lodo ativado 
CONTROLE DO PROCESSO DE 
LODO ATIVADO
Baixa concentração de DBO5,20
solúvel no efluente final
Controle da idade do lodo
Baixa concentração de SST no 
efluente final
•Operação adequada dos 
decantadores secundários
•Controle da sedimentabilidade 
do lodo
IVL
1000.
)/(
)/(min30dim







lmgtotaissuspensãoemSólidos
lmlementáveisseSólidos
IVL
Significado físico: Volume ocupado (em 
ml) por 1 grama de lodo biológico
SST sólidos suspensos totais
Parâmetro / Variante Sistemas Convencionais Aeração Prolongada
Fluxo de pistão Mistura completa
Faixa típica NBR - 570 Faixa típica NBR - 570
Tempo de detenção 
hidráulico (horas)
4 a 8 > 1 18 a 36
Idade do lodo (dias) 3 a 10 20 a 30
Concentração SSVTA (mg/L) 1.500 a 
3.000
3.000 a 
6.000
Relação (A/M)
(kgDBO5/kgSSV.dia)
0,2 a 0,5 0,05 a 0,15
Fator de carga (f)
(kgDBO5/kgSS.dia)
0,16 a 0,4 0,05 – 0,10
Fator de recirculação de lodo
(Qr / Q)
0,5 a 0,75 0,75 a 1,5
Necessidade de oxigênio
(kgO2/kgDBOaplicada)
> 1,5 > 1,5
Densidade de potência no 
Tanque de Aeração (w / 
m3)
>10 >10
LODO ATIVADO COM AERAÇÃO PROLONGADA
• Não se empregam decantadores primários e o
tratamento biológico é dimensionado de
forma a produzir um excesso de lodo mais
mineralizado, de forma a se dispensar a
necessidade de qualquer tipo de digestão
complementar de lodo.
ETAPAS DO SISTEMA DE LODOS ATIVADOS COM 
AERAÇÃO PROLONGADA
• Tratamento preliminar: gradeamento e 
desarenação
• Tanques de aeração
• Decantadores secundários
• Adensadores de lodo
• Sistema de desidratação de lodo
AERAÇÃO PROLONGADA
• IDADE DO LODO: 18 a 30 dias.
• TEMPO DE DETENÇÃO DO LÍQUIDO: 16 a 24 h.
• Maior volume no reator: maior quantidade de 
biomassa.
• Menos matéria orgânica por unidade de volume do
tanque de aeração e por unidade de massa microbiana.
Resultado: as bactérias para sobreviver, utilizam nos
seus processos metabólicos a própria matéria orgânica
componente das suas células. Esta matéria orgânica
celularé convertida em gás carbônico e água por meio
da respiração que corresponde a uma estabilização da
biomassa no próprio tanque de aeração.
AERAÇÃO PROLONGADA
• Os sistemas de aeração prolongada usualmente
não possuem decantadores primários para evitar
a necessidade de estabilizar o lodo primário, nem
unidades de digestão de lodo.
• Consequência da simplificação do sistema: maior
gasto com energia para aeração. Por outro lado, a
reduzida disponibilidade de alimento faz com que
a aeração prolongada seja um dos processos de
tratamento dos esgotos mais eficientes na
remoção de DBO.
LODOS ATIVADOS 
processos com aeração prolongada
Tipos de reatores:
1 – Reator contínuo de mistura completa (CFSTR 
Continuous Flow Stirred Tank Reactor)
2 - Por batelada (Batch)
3 - Por valos de oxidação
4 - Com reatores do tipo carrosel
AERAÇÃO PROLONGADA COM REATORES TIPO 
BATELADA (BATCH) – Fluxo Intermitente
• Essa tecnologia foi sendo mais difundida na
década de 1980. Diminui-se o número de
unidades e equipamentos.
• Pode-se eliminar não somente o decantador
primário como também o decantador secundário,
além de todo o sistema de recirculação e de
digestão do lodo, caso a opção seja pela aeração
prolongada.
• Sistema ideal para o Brasil, carente de recursos
financeiros e de mão-de-obra especializada para
operação e manutenção.
LODO ATIVADO COM AERAÇÃO PROLONGADA 
EM BATELADA (fluxo intermitente)
• Em situações onde ocorrem grandes flutuações de
população e, consequentemente, de carga orgânica, a
variante com aeração prolongada pode operar sob o
regime de bateladas sequenciais. Não se empregam
também os decantadores secundários, sendo a função
de separar o lodo do efluente final também atribuída
aos tanques de aeração. Estes, são alimentados na
forma de rodízio e a operação de sedimentação poderá
ocorrer em tanques que não estejam sendo
alimentados por esgotos em períodos pré-
estabelecidos de forma sincronizada.
AERAÇÃO PROLONGADA COM REATORES TIPO 
BATELADA (BATCH) – Fluxo Intermitente
No processo de tratamento de esgoto
denominado lodos ativados regime intermitente ou batelada,
há uma diferença, onde se tem apenas um único tanque que
serve tanto de reator biológico (quando aeração presente)
quanto de tanque de decantação (quando aeração ausente).
Desta forma, as etapas de aeração e decantação, necessárias
para o tratamento do esgoto, tornam-se apenas seqüências
no tempo e não são mais unidades físicas distintas construídas
em separado. Assim sendo, a incorporação de todas as
unidades, operações e processos normalmente associados ao
tratamento convencional de lodos ativados, sejam elas
decantação primária, oxidação biológica e decantação
secundária, em um único tanque, é o princípio do processo de
lodos ativados conhecido como regime intermitente ou
batelada.
Figura: Representação esquemática simplificada de um sistema de tratamento de
esgotos por lodos ativados do tipo regime intermitente (batelada).
AERAÇÃO PROLONGADA COM REATORES TIPO 
BATELADA (BATCH)
• Pode ser utilizado tanto na modalidade convencional como também 
na aeração prolongada, sendo que nesta última, o tanque único 
passa a agregar adicionalmente a unidade de digestão do lodo.
• Este processo consiste em um reator de mistura completa onde 
acontecem todas as etapas do tratamento. Isso é alcançado porque 
no fluxo intermitente, o sistema de lodos ativados possui ciclos bem 
definidos de operação, sendo eles:
1. Enchimento (entrada de esgoto bruto ou decantado para o interior 
do reator).
2. Reação (aeração/mistura da massa líquida contida no reator).
3. Sedimentação (sedimentação e separação dos sólidos em suspensão 
da fase líquida sobrenadante do esgoto tratado).
4. Esvaziamento (retirada do esgoto tratado do interior do reator).
5. Repouso (ajuste de ciclos e remoção do lodo excedente).
AERAÇÃO PROLONGADA COM REATORES TIPO 
BATELADA (BATCH)
• A massa biológica permanece no reator durante todos esses ciclos,
eliminando assim a existência de tanques decantadores como
unidades físicas separadas. A duração usual de cada ciclo pode
sofrer alterações em função das variações da vazão afluente, das
características do esgoto, das necessidades do tratamento e da
biomassa no sistema.
• No ciclo denominado repouso é onde geralmente ocorre o descarte
do lodo excedente, mas como o descarte é opcional, tendo em vista
que sua função é permitir o ajuste entre os ciclos de operação de
cada reator, ele pode se dar também em outras fases do processo.
Existem algumas modificações nos sistemas intermitentes,
relacionadas à forma de operação e à seqüência e duração dos
ciclos associados a cada fase do processo. Com estas variações
permitem-se a simplificação adicional no processo ou a remoção
biológica de nutrientes.
• Utilizando um único tanque, os processos e operações passam a ser
simplesmente sequências no tempo e não unidades separadas.
ETAPAS DO SISTEMA DE LODOS ATIVADOS 
COM AERAÇÃO PROLONGADA EM BATELADA
• Tratamento preliminar: gradeamento e 
desarenação
• Tanques de aeração e decantação
• Adensadores de lodo
• Sistema de desidratação de lodo 
LODOS ATIVADOS EM BATELADAS (fluxo intermitente)
N.A. mín.
Espera Enchimento Reação Sedimentação Retirada de 
efluente 
tratado
Esgoto brutoReator
Ar + agitação
Efluente 
tratado
Líquido
Sólidos
Retirada de 
lodo de 
excesso
Altura de 
segurança
LODOS ATIVADOS EM BATELADAS
REATOR 1
REATOR 2
Enchimento
+ reação
Reação
Sedimentação
Retirada de
Efluente
tratado
Espera
Enchimento
+ reação
Reação
Sedimentação
Retirada de
Efluente
tratado
Espera
SISTEMA DE LODO ATIVADO EM BATELADAS
Juquitiba / SP - SABESP
Figura : Tanque de aeração com aerador flutuante. 
Lodo ativado em bateladas (fluxo intermitente)
Representação esquemática simplificada do sistema de
tratamento de esgotos utilizado na ETE Mundo Novo 
da COMUSA Serviços de Água e Esgoto de Novo 
Hamburgo/RS (www.comusa.rs.gov.br)
lodos ativados – regime intermitente
Após passagem pelo gradeamento, o esgoto
alimenta o tanque que está aerando
(tanque de aeração ou reator biológico).Nesse tanque ocor
rem as reações bioquímicas para a depuração da matéria
orgânica e da matéria nitrogenada.
Os dois tanques que compõem a ETE apresentam geo-
metria retangular com
4m de profundidade e comprimento e largura de 17 m
cada tanque.
Enquanto um tanque exerce a função de reator biológico (
aeração presente) o outro exerce a função de
decantador (aeração ausente). Os aeradores ficam ligados
durante duas horas de forma alternada.
Assim, um está funcionando (ligado) enquanto o outro está
fora de funcionamento (desligado).
O tanque que está funcionando na condição de decantador
tem seu efluente final tratado e descartado
após 1 hora de decantação, sendo liberado por uma com-
porta que se desloca até o nível do efluente
AERAÇÃO PROLONGADA COM REATOR TIPO 
CARROSEL
Figura: A Estação de Tratamento de Esgotos Caiçara atende ao município de Ribeirão
Preto e tem capacidade para tratar 14% dos esgotos da cidade
PROCESSO DE LODOS ATIVADOS
remoção dos sólidos sedimentáveis
• Os decantadores primários providenciam uma
redução da carga orgânica afluente ao
tratamento biológico.
• O lodo separado nos decantadores secundários
retorna para o tanque de aeração, mas há a
necessidade de descarte do lodo excedente para
o controle do processo biológico.
• Ambos os lodos, produzidos nos decantadores
primários e secundários, podem ser
encaminhados para uma digestão biológica
conjunta.
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.