Lodos Ativados

  • O marco inicial do processo é datado provavelmente de 3 de abril de 1914, por dois pesquisadores ingleses, Edward Ardern e William Lockett, apresentaram à Sociedade de Química Industrial de Londres, um resumo do seu trabalho chamado “Experiências sobre a oxidação do Esgoto sem a intervenção de Filtros”.

  • Até o fim da segunda guerra mundial, o dimensionamento das estações de tratamento permaneceu muito prudente. Apenas após este período desenvolveram-se os sistemas de alta carga com a utilização de tanques combinados.

Esgoto doméstico e industrial;

  • Esgoto doméstico e industrial;

    • elevada qualidade do efluente e reduzida área
  • Alto índice de mecanização capacitação na operação;

  • > capacidade de recebimento de carga de esgotos em relação ao mesmo volume de reator onde não se procede a retenção do lodo;

  • Alta concentração da biomassa em suspensão

  • Recirculação dos sólidos.

Reator biológico e recirculação de sólidos

Reator biológico e recirculação de sólidos

Tempo de detenção do líquido baixo < volume do tanque de aeração

  • Tempo de detenção do líquido baixo < volume do tanque de aeração

  • Tempo de retenção dos sólidos > idade do lodo

  • Entrada de alimento (DBO) crescimento e reprodução dificuldade de transferência de O2 sobrecarga no decantador efluente deteriorado.

  • Retirar a mesma quantidade de biomassa que é aumentada por produção (Lodo Biológico excedente)

Relação A/M

  • LA convencional : 0,3 a 0,8 kg DBO5/kgSSV.d

  • Aeração Prolongada: 0,08 a 0,15 kgDBO5/kgSSV.d

Lodos ativados como pós-tratamento de reatores anaeróbios

Outras variantes

  • O processo de lodos ativados é bastante flexível e pode ser adaptado para quase todos os problemas de efluentes biológicos

  • Busca americana por novas tecnologias, pressionado pela necessidade de fugir das patentes inglesas

  • Inovações que apresentassem maior economia, com menor fornecimento de ar, melhores condições de recirculação de lodo

Tratamento do Lodo

  • Sub-produtos sólidos gerados:

    • Material gradeado
    • Areia
    • Escuma
    • Lodo primário (não é gerado em aeração prolongada)
    • Lodo secundário (aeração prolongada gera menor quantidade)
  • Lodo

    • Principal em termos de volume e importância

Tratamento do Lodo

  • Adensamento: remoção da umidade (redução do volume)

  • Estabilização: remoção da MO (redução de SV)

    • Não necessário para o processo de aeração prolongada
  • Condicionamento: preparação para desidratação

  • Desidratação: remoção da umidade (redução do volume)

  • Disposição final: destinação em aterros

Tratamento e disposição do lodo

Tratamento e disposição do lodo

Tratamento e disposição do lodo

Tratamento e disposição do lodo

Representação do substrato sólido

  • Sólidos microbianos (biomassa): sólidos em suspensão

Produção de Sólidos

  • Produção bruta (em função do substrato): + alimento > tx de crescimento

    • dXv/dt = Y. d(So-S)/dt onde Y é o coef. de produção celular (g.g-1) = 0,4 a 0,8g SSv.g-1DBO5 removida. Sendo a faixa de 0,5 a 0,7 g.g-1 mais comum.
  • Produção bruta (em função da concentração de biomassa)

    • tx. cresc. líq. = tx. cresc. bruto – tx. mortalidade, porém há limitação pelo substrato
    • μ = μmáx . S/(Ks + S) onde μmáx é a tx de cresc específico máx.= 1,5 a 5d-1 e Ks é a const. de saturação a qual é definida pelo substrato = 25 a 100 mgDBO5.L-1

Decaimento bacteriano

  • No sistema de LA as bactérias permanecem mais de um dia no sistema, passando a atuar o metabolismo endógeno, logo, para obter a tx líquida deve-se descontar essa perda. (considerar apenas a fração biodegradável)

  • dXb/dt = -Kd . Xb onde Kd é o coef. de respiração endógena = 0,06 a 0,1 mgSSV.mgSSVd-1

Produção Líquida

  • Ao incluir os termos da produção bruta de sólidos e da respiração endógena, a produção líquida de sólidos passa a ser:

    • Cresc. bacteriano expresso em termos da tx de remoção de substrato: dXv/dt = Y. [d(So-S)/dt] – kd . Xb
    • Cres. bacteriano expresso em termos de concentração de biomassa: dXv/dt = μmáx . [S/(Ks+S)] . Xv – Kd .Xb
    • Em condições finitas de tempo:

EXEMPLO

  • Calcular a produção de sólidos em um reator de lodos ativados, nas seguintes condições:

    • DBO total afl. So = 250 mg.L-1
    • DBO solúvel efl. S = 15 mg.L-1
    • TDH no reator t = 0,2d
    • V reator = 8200 m3
    • Conc. sólidos em suspensão voláteis Xv = 3500 mg.L-1
    • Y = 0,7 mg SSV.mg-1DBO5 removida
    • Coef. de respiração endógena Kd = 0,08d-1
    • Fração biodegradável fb = 0,72 mg SSb.mg-1SSV

Resolução

ETE Suzano SP

  • Início da Operação: 15 Maio de de 1982

  • População Equivalente de Projeto: 720 mil habitantes

  • Vazão Média de Projeto: 1,5 mil L.s-1

  • Vazão Atual: 1,0 mil L.s-1

  • Tipo de Planta: Estação de Tratamento por processo de lodos ativados convencional e em nível secundário, com grau de eficiência superior a 90% de remoção de carga orgânica medida em DBO.

  • Descrição dos Processos Unitários

  • O processo de tratamento é constituído por duas fases: líquida e sólida.

ETE Suzano

  • Unidades da Fase Líquida

  •  Grade Grosseira

  •  Elevatória de Esgotos por Bomba Parafuso

  •  Grade Média Mecanizada

  • Caixa de Areia Aerada

  • Decantador Primário

  • Tanque de Aeração

  • Decantador Secundário

  • Elevatória de Recirculação

ETE Suzano

  • Unidades da Fase Sólida

  •  Grade Fina de Lodo

  • Digestores

  • Condicionamento Químico do Lodo

  • Desidratação do Lodo por Filtro Prensa

  • Queimador de Gás

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