Tratamento Secundário - Lodos Ativados [Modo de Compatibilidade]

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SISTEMAS DE LODOS ATIVADOS
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.
Lodo Ativado
Lodo ativado é o floco 
produzido num esgoto produzido num esgoto 
bruto ou decantado pelo
crescimento de bactérias, 
na presença de oxigênio 
dissolvido, e é acumulado 
em concentração suficiente 
graças ao retorno de outros 
flocos previamente 
formados.
ESTEQUIOMETRIA
A absorção do oxigênio se desenvolve através de duas fases principais: 
1) respiração endógena do lodo: é o oxigênio necessário para a 
respiração do lodo ativado, ou seja, a energia requerida para manter 
as funções das células; realiza-se a fase endógena da taxa de absorção 
de oxigênio; 
2) degradação do substrato: representa o consumo de oxigênio por parte 
dos microrganismos para a degradação dos substratos presentes no 
líquido alimentado; neste caso se realiza a fase exógena da taxa de líquido alimentado; neste caso se realiza a fase exógena da taxa de 
absorção de oxigênio e se distingue como: 
(2a) substratos rapidamente biodegradáveis, com uma elevada 
velocidade de consumo de oxigênio; 
(2b) substratos lentamente biodegradáveis, com velocidade de 
utilização do oxigênio inferior àquela precedente, porém, superior àquela 
endógena. 
Classificação dos sistemas em função da idade do lodo
Idade do lodo Carga de DBO 
aplicada por 
unidade de 
volume
Faixa de idade 
de lodo
Denominação
usual
Reduzidíssima Altíssima Inferior a 3 dias Aeração 
modificada
Reduzida Alta 4 a 10 dias Lodo Ativado 
Convencional
Intermediária Intermediária 11 a 17 dias -
Elevada Baixa 18 a 30 dias Aeração 
prolongada
A concentração de biomassa no reator é bastante elevada devido a recirculação 
dos sólidos (bactérias) sedimentados no fundo do decantador secundário. A 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 do reator há 
uma unidade de decantação primária, de forma a remover os sólidos 
sedimentáveis do esgoto bruto.
Similar ao sistema convencional, com a diferença da biomassa que permanece 
mais tempo no sistema (os tanques de aeração são maiores). Com isto, há menos mais tempo no sistema (os tanques de aeração são maiores). Com isto, há menos 
DBO disponível para as bactérias, o que faz com que utilizem a matéria orgânica 
do próprio material celular para a sua manutenção. Consequentemente, o lodo 
excedente retirado já sai estabilizado. 
Parâmetros Operacionais e de Projeto
Carga orgânica volumétrica: Cv = Q. So/V (kg DQO ou DBO/m3.dia) 
Carga orgânica específica: F/M = Q. So / SSV (conc. Microbiana) . V (kgDBO/kg 
SSV.d)
Carga orgânica superficial: Cs = Q. So/A (área) - Quantidade de matéria orgânica 
alimentada ao reator na unidade de tempo dividida pela área de interesse – No alimentada ao reator na unidade de tempo dividida pela área de interesse – No 
caso de reatores com biofilme, a área pode ser tomada como a área do suporte 
disponível para a adesão microbiana. No caso de lagoas facultativas é comum usar 
tal parâmetro, como a área da seção correspondente à altura média da lâmina 
delíquido.
Faixas operacionais do processo de lodos ativados
F/M (kgDBO5 / kgSSV. Dia) Tipo de operação
0,02 – 1 Aeração prolongada
0,2 – 0,5 Convencional
1 - 5 Forte carga
( ) ( )
( ) ( ) dSSVkg
DBOkg
matorVolumeXLmgSSV
LmgODBOXdmQ
M
A
⋅
== 3
2
3
Re/
//
Parâmetros Operacionais e de Projeto
θC = tempo de residência celular ou tempo de retenção celular ou idade do 
lodo (dias). Tempo médio de permanência das células microbianas no interior 
do reator.
θC = massa de sólidos no sistema 
massa de sólidos retirada do sistema por unidade de tempo
Parâmetros Operacionais e de Projeto
Índice Volumétrico de Lodo (IVL)
A medida do volume ocupado pelo lodo após 30 min de sedimentação 
(V30), expresso em mL, dividida pela massa de sólidos (g) (base seca) 
presente no teste.
IVL = V30/(Xe . Vp)
h
h h
h30
t = 0 t = 30 min
V30= vol lodo após 30 min
Xe= SSV ou SST
Vp= Vol. Líquido na proveta
Curva típica de sedimentação de lodos ativados
h
Tempo
Faixa de Índice Volumétrico do Lodo (IVL) recomendadas
Faixa de IVL 
recomendada (mL/g)
Autor(es)
40 -150 Jordão e Pessoa, 1995
50 – 150 Bitton, 1994
< 80 IWPC, 1987
80 - 120 Jenkins et all, 1993
Acrescentando-se no instante b uma 
pequena quantidade de substrato (solúvel), 
isento de substâncias tóxicas para os 
organismos presentes, provoca-se um 
momentâneo incremento na velocidade de 
absorção do oxigênio, representado pela 
distância b-d. Somente quando o substrato 
foi totalmente degradado, a situação no 
interior do sistema retorna às condições 
endógenas iniciais, assumindo após o ponto 
d, uma inclinação similar àquela original d, uma inclinação similar àquela original 
(distância d-e). 
No instante d, o valor da concentração de 
oxigênio presente é inferior àquela que seria 
encontrada sem o acréscimo do substrato. A 
diferença, isto é, a distância d-f, representa a 
demanda de oxigênio em um breve tempo 
devido à introdução do substrato. 
Cálculo do Volume do Reator
V = Y. θC. Q (So – S) 
Xv (1 + Kd . Fb . θC
Y = coeficiente de produção celular (massa de sólidos em suspensão voláteis 
produzidos por unidade de massa de DBO removida) (g/g) � 0,4 – 0,8 g 
SSV/gDBO removida – faixa mais comum: 0,5 a 0,8 g/g.
θC = tempo de residência celular ou tempo de retenção celular ou idade do 
lodo (dias)
Kd = coeficiente de respiração endógena (d-1) – 0,06 a 0,10 mg SSV/mgSSV. D
Q = vazão (m3/d)
So = Concentração de DBO no afluente (mg/L ou g/m3)
S = Concentração de DBO no efluente (mg/L ou g/m3)
Xv = Concentração de sólidos voláteis em suspensão, SSV (mg/L ou g/m3)
Lodos ativados convencionais: 1.500 a 3.500 mg SSV/L
Aeração prolongada: 2.500 a 4.000 mg SSV/L
θC = tempo de residência celular ou tempo de retenção celular ou idade do lodo (dias). 
Tempo médio de permanência das células microbianas no interior do reator.
θC = massa de sólidos no sistema 
massa de sólidos retirada do sistema por unidade de tempo
Reator Biológico a Membrana (RBM) (MBR)