Baixe Lagoas de Estabilização e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Ambiental, somente na Docsity! 1. Lagoas Facultativas 1.1. Introdução As lagoas facultativas são a variante mais simples do sistema de lagoas de estabilização. Basicamente, o processo consiste na retenção dos esgotos por um período de tempo longo o suficiente para que os processos naturais de estabilização da matéria orgânica se desenvolvam. As principais vantagens e desvantagens das lagoas facultativas estão associadas, portanto, a predominância dos fenômenos naturais. 1.2. Descrição do Processo A DBO solúvel e finamente particulada e estabilizada aerobiamente por bactérias dispersas no meio liquido, ao passo que a DBO suspensa tende a sedimentar, sendo estabilizada anaerobiamente por bactérias no fundo da lagoa. O O2 requerido pelas bactérias e fornecido pelas algas, através da fotossíntese. Eficiência: DBO (%) 70 – 85 N (%) 30 – 50 P (%) 20 – 60 Coliformes (%) 60 – 99 Requisito de área (m2 /hab) 20 – 50 Custos de implantação (U$/hab) 10 – 50 Vantagens:  Satisfatória remoção de DBO;  Eficiente na remoção de patogenos;  Construção, operação e manutenção simples;  Reduzidos custos de implantação e operação;  Ausência de equipamentos mecânicos;  Requisitos energéticos praticamente nulos;  Satisfatória resistência a variações de carga;  Remoção e lodo necessária apenas após tempo > 20 anos. Desvantagens:  Elevados requisitos de área;  Dificuldade em satisfazer padrões mais restritivos de lançamento;  A simplicidade operacional pode trazer o descaso com a manutenção (crescimento da vegetação);  Possivel necesidade de remoção de algas do efluente para o cumprimento de padrões mais rigorosos;  Performance variável com as condições climáticas (temperatura e insolação);  Possibilidade de crescimento de insetos.  A penetração de luz ao longo da profundidade e praticamente total;  Maior produção de algas, > pH, que ocasiona a precipitação de fosfatos;  Maior remoção de patogenos;  Devido a baixa profundidade pode se desenvolver vegetacao (h < 60 cm);  Lagoas rasas são amis afetadas por variacao da temperatura ambiente. Profunda:  Lagoas com h > 1,2 m possibilita um maior TDH para estabilização de M.O.;  Performance mais estavel (menos afetada por condições ambientais);  Maior volume de armazenamento do lodo;  A camada inferior permanece em condições anaerobias;  A decomposição anaeróbia não consome OD;  As lagoas mais profundas permitem a expansão futura (inclusão de aeradores). Condicoes ambientais: As principais condições ambientais em uma lagoa de estabilização são a radiacao solar, a temperatura e o vento. A radiação solar influencia na velocidade da fotossíntese; A temperatura influencia na: - Velocidade da fotossíntese; - Taxa de decomposição bacteriana; - Solubilidade e transferência dos gases; - Condicoes das misturas. Vento: - Condicoes de misturas; - Reaeracao atmosférica. d) Geometria O projeto das lagoas poderá fazer um aproveitamento do terreno disponível e da sua topografia para se obter a relação mais adequada do comprimento/largura (L/B). Sistemas com L/B elevado tendem ao fluxo em pistao, enquanto lagoas com L/B proximo a 1,0 (lagoas quadradas) tendem ao regime de mistura completa. Mas frequentemente, a relação L/B das lagoas facultativas se situa na seguinte faixa: Relacao comprimento/largura (L/B) = 2 a 4 ESTIMATIVA DA CONCENTRACAO EFLUENTE DO DBO REGIME HIDRAULICO A remoção da DBO processa-se segundo uma reação de primeira ordem. Nestas condições o regime hidráulico do reator (lagoa) tem grande influencia na eficiência do sistema. Reatores de fluxo em Pistao: reaores eu apresentam uma maior concentração de DBO (por exemplo próximo a entrada), a taxa de remoção será mais elevada neste ponto. Reatores de mistura completa: reatores que através de uma homogeneização em todo o tanque possibilitam uma imediata dispersão do poluente, fazendo com que sua concentração seja igualada. Caracteristicas dos reatores mais frequentemente utilizados na modelagem do tratamento de esgotos por lagoas de estabilização. FLUXO EM PISTAO As partículas do fluido entram continuamente em uma extremidade do tanque, passam através do mesmo e são descarregados na outra extremidade, na mesma sequencia que entram (sem misturas longitudinais) tanques longos, elevada relação comprimento X largura. MISTURA COMPLETA As partículas que entram no tanque são imediantamente dispersas em todo o reator. A mistura completa pode ser obtida em tanques circulares ou quadrados se o conteúdo for continuo e uniformemente distribuído. REATORES DE MISTURA COMPLETA EM SERIE FLUXO DISPERSO Na realidade, o regime hidráulico em uma lagoa de estabilização não segue exatemente os modelos ideais dos reatores de mistura completa ou fluxo em pistão, mas sim um modelo intermediário. Os modelos de mistura completa ou fluxo em pistão, mas sim um modelo intermediário. Os modelos de mistura completa e fluxo em pistão constituem um envelope, dentro do qual se situam todos os reatores na realidade. O modelo de mistura completa representa um extremo (dispersão longitudinal infinita), enquanto o modelo de fluxo em pistão representa o outro extremo (dispersão longitudinal nula). Dentro destes extremos situam-se os reatores modelados segundo o regime d fluxo disperso, compreendendo todas as lagoas encontradas na pratica. Por esta razão, e importante o conheciemnto do modelo de fluxo disperso, que pode ser utilizado como uma melhor aproximação para o projeto de lagoas de estabilização. No entanto a modelagem de uma lagoa segundo o fluxo disperso e mais complicada, pelo fato de necessitar de dois parâmetros (coeficiente de remoção de DBO e numero de dispersão), ao contrario dos modelos anteriores, em que se necessita do conheciemtno apenas do coeficiente de remocão de DBO. DBO EFLUENTE SOLUVEL E PARTICULADA A DBO afluente C0 e admitida como a DBO total (solúvel + particulada). DBO solúvel e o remanescente do tratamento. DBO particulada e causada pelos sólidos em suspensão no efluente. Os S.S. são predominantemente algas que poderão ou não exercer alguma demanda no corpo receptor.  Caso as algas morram sua estabilização consumira O2;  Se as algas continuarem a se multiplicar poderão ter efeito benéfico na produção de O2;  Caso o efluente seja usado para irrigação as algas podem também ser benéficas. Os S.S. das lagoas facultativas são em torno de 60 a 90% algas, cada 1 mg de algas gera uma DBO de 0,45 mg. Desta forma, 1 mg/l de sólidos em suspensão no efluente e capaz de gerar uma DBO na faixa de 0,6 * 0,45 = 0,3 mg/l a 0,9 * 0,45 = 0,4 mg/l. 1 mg S.S./l = 0,3 a 0,4 mg DBO/l ACUMULO DE LODO A taxa de acumulo médio de lodo em lagoas facultativas e de 0,03 a 0,08 m3/hab.ano. Do lodo acumulado, apenas cerca de 5% e representado pela areia, apesar disso pode ser necessário a remoção de areia, apesar disso pode ser necessário a remoção de areia, já que esta tente a se concentrar próximo as entradas. CARACTERISTICAS DE OPERACAO A interpretação da cor predominante na lagoa pode esclarecer as condições do seu funcionamento. VERDE ESCURO E PARCIALMENTE TRANSPARENTE  Presenca pouco importante de outros microorganismos no efluente;  Altos valores de pH e OD;  Lagoa em boas condições. VERDE AMARELADA OU EXCESSIVAMENTE CLARA  Crescimento de rotíferos, protozoários ou crustáceos que se alimentam das algas, podendo causar sua destruição em poucos dias.  Caso as condições persistam haverá decréscimo de OD e eventual mal cheiro. ACINZENTADA  Sobrecarga de MO e ou tempo de detenção curto;  Fermentacao na camada de lodo incompleta;  A lagoa devera ser posta fora de operação. VERDE LEITOSA  A lagoa esta em processo de auto-floculacao decorrente da elevação de pH e da temperatura;  Precipitacao de hidróxidos de magnésio e de cálcio, arrastando consigo algas e outros microorganismos. AZUL ESVERDEADA  Excessiva proliferação de algas azuis;  A floração de certas espécies formam natas que se decompõem facilmente, provocando a exalação de maus odores, reduzindo a penetração de luz e, em conseqüência diminuindo a produção de O2. POS TRATAMENTO DE EFLUENTES DE LAGOAS Há varias possíveis formas de se melhorar a qualidade do efluente de lagoas, visando principalmente a remoção de SS (algas), sendo os mais comuns: filtros de areia intermitente, filtros de pedra, micropeneiras, coagulação e clarificação, flotação entre outros. Efluentes mais restritivos precisam ser avaliados a aplicação de lagoas ou métodos mais avançados de tratamento. Utilizacao de água pos causa polemica. EXEMPLOD E DIMENSIONAMENTO