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Profª. Larissa Fernandes Queiroz larissa.queiroz@unp.br TRATAMENTO DE ÁGUA, EFLUENTES E RESÍDUOS SÓLIDOS Aula 8 – Lodo Ativado - Conceito, classificação, vantagens e desvantagens. mailto:larissa.queiroz@unp.br • 1. Entender processo de lodo ativado, suas características, particularidades e classificação. • 2. Analisar as variantes do processo de lodos ativados. OBJETIVO DE APRENDIZAGEM 1. LODO ATIVADO Processo biológico no qual o esgoto afluente e o lodo ativado são intimamente misturados, agitados e aerados (tanque de aeração) ocorrendo a decomposição da matéria orgânica pelo metabolismo das bactérias presentes. 1. LODO ATIVADO Lodo ativado é o floco produzido num esgoto bruto ou decantado pelo crescimento de bactérias zoóeleas ou outras, na presença de oxigênio dissolvido, e é acumulado em concentração suficiente graças ao retorno de outros flocos previamente formados. 1. LODO ATIVADO 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. 1. LODO ATIVADO O processo do tratamento por lodo ativado é estritamente biológico e aeróbio, no qual o esgoto afluente e o lodo ativado são intimamente misturados, agitados e aerados (tanque e 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 1. LODO ATIVADO Etapa biológica: a. Tanque de aeração (reator) b. Tanque de decantação c. Recirculação de lodo 1. LODO ATIVADO Etapa biológica: a. Tanque de aeração (reator) No reator ocorrem as reações bioquímicas de remoção da matéria orgânica e, em determinadas condições, da matéria nitrogenada. A biomassa se utiliza do substrato presente no esgoto bruto para se desenvolver. 1. LODO ATIVADO Etapa biológica: b. Tanque de decantação No decantador secundário ocorre a sedimentação dos sólidos (biomassa), permitindo que o efluente final saia clarificado. Os sólidos sedimentados no fundo do decantador secundário são recirculados para o reator, aumentando a concentração de biomassa no mesmo, o que é responsável pela elevada eficiência do sistema. 1. LODO ATIVADO Etapa biológica: c. Recirculação de lodo A biomassa consegue ser facilmente separada no decantador secundário devido à sua propriedade de flocular. Isso se deve ao fato de as bactérias possuírem uma matriz gelatinosa, que permite a aglutinação das bactérias e de outros microrganismos, como protozoários. O floco possui maiores dimensões, o que facilita a sedimentação. 1. LODO ATIVADO Etapa biológica: Biomassa ⇒ Separação facilitada no decantador ⇒ Propriedade de flocular ⇒Matriz gelatinosa - aglutinação das bactérias e outros ⇒ Floco com maiores dimensões – facilita a sedimentação 1. LODO ATIVADO Nos sistemas de lodos ativados, o tempo de detenção do líquido é bem baixo, da ordem de horas, fazendo com que o volume do tanque de aeração seja bem reduzido. No entanto, devido à recirculação dos sólidos, estes permanecem no sistema por um tempo superior ao do líquido. O tempo de retenção dos sólidos é denominado idade do lodo. É essa 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. 1. LODO ATIVADO ⇒ Divisão quanto a idade do lodo : ▪ Lodos ativados convencionais ▪ Lodos ativados aeração prolongada ⇒ Divisão quanto ao fluxo: ▪ Fluxo contínuo ▪ Fluxo intermitente Variantes do processo: 1. LODO ATIVADO Variantes do processo: 1. LODO ATIVADO ▪ Lodos ativados convencionais A concentração de biomassa no reator é bastante elevada, devido à recirculação dos sólidos (bactérias) sedimentados no fundo do decantador secundário. A biomassa permanece mais tempo no sistema do que o líquido, o que garante uma elevada eficiência na remoção de DBO. Há necessidade da remoção de uma quantidade de lodo (bactérias) equivalente à que é produzida. Este lodo removido necessita de uma estabilização na etapa de tratamento do lodo. O fornecimento de oxigênio é feito por aeradores mecânicos ou ar difuso. A montante de reator há uma unidade de decantação primárias, de forma a remover os sólidos sedimentáveis do esgoto bruto. 1. LODO ATIVADO ▪ Lodos ativados aeração prolongada Similar ao sistema convencional, com a diferença de que a biomassa permanece mais tempo no sistema (os tanques de aeração são maiores). Com isto, há menos DBO disponível para as bactérias, o que faz com que elas se utilizem da matéria orgânica do próprio material celular para a sua manutenção. Em decorrência, o lodo excedente retirado já sai estabilizado. Não se incluem usualmente unidades de decantação primária. 1. LODO ATIVADO LODOS ATIVADOS EM REATOR DE BATELADA ⇒ Ciclos de operação 1. LODO ATIVADO SISTEMAS DE AERAÇÃO – AERADORES SUPERFICIAIS ⇒ Classificação dos aeradores com relação ao eixo de rotação: √ Aeradores de eixo vertical (baixa rotação, fluxo radial; alta rotação, fluxo axial) √ Aeradores de eixo horizontal ⇒ Classificação dos aeradores com relação à fixação: √ Aeradores fixos √ Aeradores flutuantes 1. LODO ATIVADO SISTEMAS DE AERAÇÃO – AERADORES SUPERFICIAIS 1. LODO ATIVADO SISTEMAS DE AERAÇÃO – AERADORES POR AR DIFUSO ⇒ Composto por difusores submersos no líquido, tubulações distribuidoras de ar, tubulações de transporte de ar, sopradores e outras unidades por onde o ar passa. ⇒ O ar é introduzido próximo ao fundo do tanque, e o oxigênio é transferido ao meio líquido á medida que a bolha se eleva à superfície. ⇒ Classificação dos sistemas de ar difuso com relação à porosidade do difusor e segundo tamanho de bolha produzida: √ Difusor poroso (bolhas finas e médias): prato, disco, domo, tubo. √ Difusor não poroso (bolhas grossas): tubos perfurados ou ranhuras √ Outros sistemas: aeração por jatos, por aspiração, tubo em U. 1. LODO ATIVADO SISTEMAS DE AERAÇÃO – AERADORES POR AR DIFUSO A figura representa um trecho de rede coletora de esgotos de um município e a condução dessa rede até a estação de tratamento de esgotos (ETE). O tratamento realizado nessa ETE ocorre pelo processo de lodos ativados. Todos os trechos apresentados no esquema trabalham como condutos livres, por gravidade, com a vazão afluente máxima de 200 L/s. Nessa ocasião, o trecho (a), de diâmetro de 250 mm, trabalha a meia seção. Com base nessas informações, julgue os itens a seguir. 1. Enquanto no reator aerado ocorrerão reações bioquímicas de remoção da matéria orgânica, no decantador secundário dessa ETE ocorrerá a sedimentação dos sólidos, permitindo a clarificação do efluente. 2. Para fins de quantificação da contribuição de dejetos líquidos produzidos por essa comunidade, para o projeto do sistema de tanques sépticos, deve ser considerada a vazão de 20 × 4 × 0,2 × C, em que C representa o consumo diário de água dessa comunidade. 3. No sistema de lodos ativados, o decantador secundário tem por finalidade separar a biomassa que consumiu a matéria orgânica do efluente, a qual permanece como sobrenadante na superfície do decantador, permitindo o descarte do efluente tratado pelo fundo do decantador. 4. As lagoas de maturação, responsáveis pelo tratamento primário dos esgotos, são dimensionadas para receber cargas orgânicas elevadas, o que impede a existência de oxigênio dissolvido no meio. Gabarito 1 - Correto 2 - Errado 3 - Errado 4 - Errado
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