SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 45
ERNA | 4º ano @2012
6. Tratamentos Biológicos unitários
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Tratamentos Biológicos
 O objectivo dos tratamentos biologicos é
transformar os contaminantes organicos
dissolvidos (ex: CBO) de uma forma
soluvel em materia suspensa, na forma de
biomassa, que posteriormente podera ser
removida por processos de separação de
particulas (por ex: sedimentação).
 Os processos mais eficazes para remoção
de orgânicos dissolvidos, são os processos
aerobios uma vez que são rapidos e os
produtos são inofensivos (H2O , CO2).
 De uma forma geral o Oxigenio tem de ser
adicionado à agua residual para o suporte
do processo. Pode ser adicionado ou por
arejamento ou adição
2
Matéria Orgânica + Bactérias + O2 Biomassa + CO2 + H2O + NH3
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Tratamentos Biológicos
 Existem vários processos possíveis que
funcionam sobre princípios
semelhantes, como por exemplo, os
sistemas aeróbios intensivos, quer por
biomassa (microrganismos) suspensa
(lamas activadas), quer por biomassa
fixa (leitos percoladores e biodiscos
ou discos biológicos), e os sistemas
aquáticos por biomassa suspensa –
lagunagem. O efluente resultante deste
tratamento tem uma elevada
concentração de microrganismos mas
poucos materiais poluentes
remanescentes. Os microrganismos são
removidos após sedimentarem –
sedimentação secundária 3
4
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
Diagramas de fluxo típicos
para processos biológicos
usados no tratamento de aguas
residuais.
a) Processos lamas ativadas
b) Lagoas arejadas
c) Filtros percoladores
d) Discos biologicos rotativos
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Percolação Biológica- Leitos
Percoladores ou bacterianos
 Leitos Percoladores são órgãos de
tratamento que funcionam na
sequencia dos tratamentos primários
 Tanque cheio de material (carvão
escória ou brita), com granulometria
40 – 100 mm por onde se escoa ou
percola o liquido a tratar.
 As pedras recobrem-se de um filme
biológico que serve de habitat as
bactérias, sendo estas as responsáveis
pela redução da matéria orgânica.
5
Operações e processos
Operações biológicas
6
6. Operações
Biológicas Unitárias
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Percolação Biológica- Leitos Percoladores
ou bacterianos
 A água residual, ao atravessar o meio de
percolação, “escoa” sobre a superfície do
material de percolação, dando origem à
formação sobre essa superfície de uma
película com aspecto gelatinoso onde se
desenvolvem os microrganismos que são os
responsáveis pela assimilação da matéria
orgânica contida na água residual - Película
biológica.
 À medida que a água residual atravessa o meio
de percolação, os microrganismos que estão
na película vão-se alimentando da matéria
orgânica e, em consequência, dá-se o
aumento da espessura da película biológica.
7
Desenvolvimento da película biológica em leitos
percoladores.
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Percolação Biológica- Leitos Percoladores ou
bacterianos
 Quando a espessura da película biológica for tal
que não permita que os microrganismos da sua
camada interior, isto é, localizados junto da
superfície do material de percolação, tenham
acesso ao alimento e ao oxigénio atmosférico,
esses microrganismos morrem.
 Quando tal acontece, a película biológica
desprende-se da superfície do material de
percolação e sai do leito percolador em suspensão
na água residual percolada. Atendendo a que a
película biológica não apresenta o mesmo
desenvolvimento em todos os pontos do material
de percolação, o desprendimento dessa película
não ocorre simultaneamente em todos esses
pontos. Nos pontos em que ocorre o
desprendimento da película biológica, recomeça a
formação de nova camada de película. 8
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Percolação Biológica- Leitos Percoladores ou
bacterianos
 A água percolada é recirculada, objectivo ajustar
as condições de funcionamento do leito
percolador às características qualitativas e
quantitativas da água residual pré-tratada. Efeitos:
 Diluição da água residual a tratar biologicamente
 Humidificação da película biológica
 Redução da tendência de colmatação do meio de
percolação devido ao crescimento excessivo da
película biológica
 Amortecimento dos picos de caudal e de carga
orgânica da água residual
 Adição do oxigénio dissolvido na água residual
recirculada à água residual a tratar
 Eliminação da ocorrência das moscas que, de uma
maneira geral, proliferam junto dos leitos
9
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Percolação Biológica- Leitos Percoladores
ou bacterianos
 Após a passagem, ou passagens através do leito
percolador, a água residual passa a ser
constituída por água contendo em suspensão
pequenas partículas de película biológica
que, como se disse, correspondem a
aglomerados de microrganismos activos, que se
desprenderam da superfície do material de
percolação, assim como, alguns sólidos em
suspensão que não foram assimilados pelos
microrganismos.
 Assim, este tratamento biológico, realizado no
leito percolador, tem que ser completado com a
operação de decantação secundária para que
as partículas da película biológica se
separem, por sedimentação, da água residual
tratada
10
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Percolação Biológica- Leitos Percoladores
ou bacterianos
 Por se tratar de um processo biológico aeróbio, é
necessário que a água residual, ao atravessar o
leito percolador, contenha oxigénio dissolvido
Assim, o oxigénio, indispensável à vida daquelas
bactérias, é fornecido pelo ar que circula nos
interstícios das mesmas pedras a partir do
fundo. Este arejamento realiza-se por ventilação
natural do interior do leito, devido à diferença de
temperatura entre o interior e o exterior desse
meio de percolação
 A simplicidade e economia deste processo, a
nível de operação e equipamentos, são a sua
maior vantagem. Porém, é muito influenciado
pela temperatura ambiente e a qualidade do
efluente tratado é geralmente inferior à obtida
com lamas activadas.
11
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Biodiscos
 As Estações de Tratamento de Águas Residuais
funcionando com biodiscos são análogas às ETARs com
leitos percoladores de alta carga (com recirculação do
líquido percolado), só com a diferença de que são
utilizados os biodiscos.
 A anteceder o tanque onde estão instalados os discos
existe um decantador primário, para redução da carga
afluente.
 Segue-se-lhe o tanque de discos biológicos. Estes, que
têm secção circular e uma espessura reduzida, são
constituídos geralmente por material plástico.
 Os discos são dispostos lado a lado, em um ou mais
veios horizontal. Estão parcialmente mergulhados no
efluente a depurar, cerca de 40%, sendo o arejamento
efectuado naturalmente por meio da rotação dos discos.
 Os microrganismos desenvolvem-se à superfície
formando o filme biológico. Este, aumenta
gradualmente de espessura até que se desprende, sendo
arrastado pelo efluente.
12
Operações e processos
Operações biológicas
 (d) Rotating biological
contactors
13
6. Operações
Biológicas Unitárias
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Biodiscos
 Para assegurar que o filme biológico não é
descarregado com o efluente final, após a unidade
dos discos, existe, ainda, um decantador secundário.
 Neste sistema de tratamento não existem,
normalmente, quaisquer recirculações, quer do
efluente, quer de lamas. Todavia, em unidades em
que o efluente apresenta uma carga orgânica elevada,
pode ser instalada uma recirculação do efluente final
à cabeça do sistema de decantação secundária para
redução da carga orgânica.
 As lamas sedimentadas nos decantadores são
encaminhadas directamente para os órgãos de
tratamento de lamas.
14
Trat. Primário Clarificador secundário
Ilustração 3-Sistema de Biodiscos, com decantação primária e
secundária
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Biodiscos
 As lamas primárias, bem como as que se vão
desprendendo dos discos e as recirculadas do
decantador secundário, depositam-se no fundo
do decantador primário, onde são digeridas, e do
qual são retiradas de tempos a tempos para leitos
de secagem, por carga hidráulica.
 A apreciação de uma unidade de discos biológicos
baseia-se nas características do efluente final, no
desenvolvimento do filme biológico e no estado
do equipamento. O efluente final deve
apresentar-se límpido, sem cheiros e sem
quaisquer traços de filme biológico.
 As principais vantagens deste processo são: a
razoável qualidade do efluente final; baixa
produção de lamas (logo pequeno espaço
ocupado); baixo consumo de electricidade em
relação aos sistemas de lamas activadas; ausência
de cheiros e de insectos; baixos custos de
exploração.
15
16
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lamas activadas
 Este processo consiste em provocar, num
tanque, a floculação das partículas orgânicas e
inorgânicas existentes na água residual
(esgoto), por meio de agitação mecânica
(turbina), ou através da insuflação de
ar, mantendo os respectivos flocos em
suspensão.
 Estes são o “habitat” das bactérias, as quais se
alimentam da matéria orgânica existente no
esgoto, depurando-o, e sobrevivem à custa do
oxigénio introduzido pela forte agitação
(líquido-ar) provocada pela turbina.
 Pode-se afirmar que este processo se baseia no
crescimento de biomassa, em suspensão no
efluente, e na sua posterior separação por
gravidade.
17
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lamas activadas
 Esta metodologia consiste num processo
biológico aeróbio que se realiza em unidades de
tratamento denominadas tanques de
arejamento.
 O objectivo deste processo consiste na
estabilização da matéria orgânica (sólidos
dissolvidos e sólidos em suspensão) da água
residual que aflui ao tanque de arejamento.
 Para tal, nestes tanques, a água residual é
submetida a arejamento por meio de um sistema
mecânico, turbina ou por difusor e estabelecem-
se condições que permitam a formação e
manutenção de aglomerados de microrganismos
designados por flocos biológicos ou lamas
activadas, responsáveis pela estabilização da
matéria orgânica, pois esta constitui o alimento,
transformando, assim, essa matéria orgânica no
seu próprio material celular. 18
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lamas activadas
 O teor de oxigénio dissolvido deverá manter-se
entre 1 e 2 mg/l. Do tanque de arejamento sai
água residual arejada, constituída por uma parte
líquida liberta ou com baixo teor de matéria
orgânica, e por uma parte sólida que consiste em
flocos biológicos.
19
Ilustração -Sistema de lamas
activadas, com arejamento por
difusor
Para a remoção destes flocos, a água residual proveniente do tanque de arejamento é
enviada para um decantador secundário, no qual se pretende separar, por meio de
sedimentação, os flocos biológicos formados no tanque de arejamento, obtendo-se, água
residual decantada que constitui a água residual tratada, a ser lançada no meio receptor
do efluente final da estação e, os flocos biológicos sedimentados, (lamas secundárias)
constituídas essencialmente por aglomerados de microrganismos activos.
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lamas activadas
 No tanque de arejamento, tem que existir uma
quantidade de microrganismos (ou flocos
biológicos) que seja suficiente para garantir a
estabilização de toda a matéria orgânica que aflui
a este órgão.
 É necessário que no tanque de arejamento se
verifique uma determinada relação entre a
quantidade de alimento (ou de matéria orgânica
a estabilizar) e a quantidade de microrganismos
(ou flocos biológicos) existentes nesse órgão.
 Valor de A/M se mantenha dentro de
determinados limites para que de origem à
formação e “engrossamento” dos flocos
biológicos, caso contrario, eles “escapam-se” do
decantador secundário em suspensão na água
residual tratada
20
Operações e processos
Operações biológicas
 Lamas activadas
 A quantidade de flocos biológicos que se forma
no tanque de arejamento devido à aglomeração
dos microrganismos, pode ser insuficiente
para garantir a estabilização de toda a matéria
orgânica que aflui a este órgão.
 Por tal razão, lança-se no tanque de
arejamento, os flocos biológicos que
sedimentaram no decantador secundário
(lamas secundárias) em quantidade tal que
perfaça a requerida pela relação A/M.
21
6. Operações
Biológicas Unitárias
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lamas activadas
 A quantidade de lamas que, extraída do
decantador secundário excede a que é
necessária à manutenção da relação A/M
dentro dos limites estabelecidos, constitui o
que se denomina lamas em excesso, e
devem ser lançadas nos leitos de secagem
de lamas. Com a secagem pretende-se
extrair a água das lamas em excesso, por
meio de filtração e evaporação.
 O objectivo desta operação consiste em
permitir uma maior facilidade de condução
das lamas até ao seu destino final.
22
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lamas activadas
 O tratamento por " lamas activadas " realiza-se
misturando e agitando as águas residuais brutas com
lamas activadas líquidas, bacteriologicamente muito
activas. A degradação aeróbia dos poluentes realiza-se
pela mistura íntima dos microrganismos depuradores
e dos efluentes a tratar. A seguir, separam-se as fases "
águas tratadas " e " lamas depuradoras " (Agences de
l’Eau – 1999).
 Uma instalação deste tipo envolve as seguintes etapas :
 tratamentos preliminares e eventualmente primários;
 tanque de activação (ou tanque de arejamento);
 decantador secundário com recuperação de uma parte
das lamas;
 eliminação das águas tratadas;
 digestores das lamas excedentes provenientes dos
decantadores
23
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lamas activadas - Tanque de arejamento
 O tanque de arejamento é composto por:
 um tanque propriamente dito;
 um sistema de arejamento;
 um sistema de recirculação das lamas
sedimentadas no decantador secundário, ou
sejam, flocos biológicos que como se
disse, são constituídos por microrganismos;
 dispositivos de entrada e de saída da água
residual.
 O arejamento é usualmente feito por acção
de uma ou mais turbinas, com ou sem
auxílio de difusores de ar comprimido.
24
25
6. Operações
Biológicas Unitárias
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lamas activadas - Tanque de arejamento
 No tanque de arejamento têm que ser
estabelecidas condições que permitam:
 O desenvolvimento dos microrganismos
aeróbios, de tal modo que esses microrganismos
consigam assimilar a matéria orgânica
 A manutenção dentro de determinados limites da
relação entre as quantidades de alimento e de
microrganismos (A/M) existentes no tanque
arejamento
 A aglomeração dos microrganismos em flocos
biológicos com um peso que permita a fácil
separação (no decantador secundário)
 os flocos biológicos, que como se sabe são
constituídos por microrganismos aeróbios, têm
que ser mantidos em suspensão para terem um
fácil acesso às partículas de matéria orgânica
(para se alimentarem) e ao oxigénio dissolvido na
água residual (para respirarem)
26
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lamas activadas - Tanque de arejamento
 Quanto aos sistemas de arejamento, a sua
classificação é a seguinte:
 sistema de arejamento superficial, segundo o
qual o oxigénio atmosférico é introduzido
através da superfície livre do líquido no tanque;
 sistema de difusão de ar, segundo o qual o
oxigénio atmosférico é introduzido sobre
pressão através de um sistema de tubos
munidos de dispositivos para saída do ar e que
está mergulhado no líquido contido no tanque
de arejamento
 Tanto um sistema como o outro, além de
introduzirem oxigénio atmosférico no líquido
contido no tanque de arejamento, têm de
assegurar a agitação do líquido e dos flocos
biológicos de modo a não permitir a deposição
dos flocos no fundo do tanque
27
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lamas activadas - Tanque de
arejamento
 As principais vantagens do tratamento
por lamas activadas são:
 a boa qualidade do afluente;
 custo de investimento médio;
 boa tolerância às sobrecargas.
 Tem também apresentado bons resultados
no tratamento de efluentes industriais que
se pensavam tóxicos para os sistemas
biológicos.
 Os seus principais inconvenientes
residem no facto de exigir um controlo
operacional muito cuidado e elevado
consumo de energia eléctrica, o que se
traduz em elevados custos de operação.
28
Operações e processos
Operações biológicas
 (b) Lagoas de arejamento
 Bacia – de 1 a 4 metros de profundidade
 Água residual tratada continuamente ou com
recirculação de sólidos
 Microbiologia semelhante ao das lamas activadas
 Diferenças associadas às grandes áreas da lagoa – mais
efeitos da temperatura.
 A água residual é oxigenada via superfície, turbina ou
arejamento por difusão
 A turbulência criada por arejamento é usada para manter
os conteúdos da bacia em suspensão
 Dependendo do tempo de retenção o efluente da lagoa
contem aproximadamente de 1/3 a ½ do valor de entrada
de BOD, na forma de massa celular.
 A maioria desses sólidos tem que ser removidos numa
bacia de sedimentação, antes da descarga final do
efluente.
29
6. Operações
Biológicas Unitárias
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lagunagem
 Processo de tratamento que se realiza
em grandes tanques (ou lagoas),
habitualmente escavados na terra, nos
quais a matéria orgânica é depurada
em geral por bactérias aeróbias e algas
em simbiose, isto é, as bactérias
aeróbias decompõem a matéria
orgânica das águas residuais em
produtos minerais assimiláveis pelas
algas (fosfatos, nitratos e potássio), e
estas, em presença da luz solar,
decompõem o gás carbónico (CO2)
que se forma nas reacções, em carbono
e oxigénio de que as bactérias
necessitam para a sua respiração
30
Operações e processos
Operações biológicas
31
6. Operações
Biológicas Unitárias
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lagunagem
 A vida numa lagoa é constituída por biliões de plantas
e animais microscópicos que coexistem na
dependência uns dos outros. De facto é esta inter-
relação que faz a lagoa funcionar. As diferentes formas
de bactérias e algas utilizam as substâncias solúveis
como alimento, absorvendo-as através das suas
membranas.
 O trabalho mais importante á efectuado por bactérias
microscópicas que utilizam as substâncias orgânicas
das águas residuais como alimento e, em condições
normais agrupam-se, originando flocos, que devido ao
seu peso sedimentam.
 Porém, outros tipos de bactérias formam colónias
filamentosas dificultando a sedimentação pelo que é
indesejável o seu aparecimento nas lagoas. Estas
bactérias aparecem em maior número quando o pH é
baixo (6,5 ou menos) ou em águas residuais com
grande quantidade de glúcidos (açucares). As algas
verdes como as do género Clorella são desejáveis, pois
são móveis e permanecem próximo da superfície. As
algas azuis (filamentosas) são indesejáveis. 32
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lagunagem
 Papel das bactérias
 As bactérias podem ser classificadas em:
 aeróbias só podem viver em meios onde haja
oxigénio produzindo anidrido carbónico (CO 2 ),
amónia e fosfatos
 anaeróbias só vivem em ambientes em que não
há oxigénio produzindo produzem anidrido
carbónico (CO 2 ), sulfureto de hidrogénio (H 2
S), amónia (NH 4 ) e outras substâncias solúveis,
as quais se difundem na água, como gás ou são
utilizadas como alimento pelas bactérias
aeróbias.
 facultativas podem viver em qualquer daqueles
meios, ou seja, comportam-se como aeróbias na
presença do oxigénio e como anaeróbias na sua
ausência.
33
Todos os tipos de bactérias
decompõem as substâncias
orgânicas complexas em
matéria mais simples e
solúvel que atravessa as
suas membranas
plasmáticas e é convertida
em energia, protoplasma e
produtos finais
(catabólicos) que
atravessam a membrana
para o exterior (líquido
envolvente).
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lagunagem – O Papel das Algas
 A carência de oxigénio aumenta com o aumento
do número de bactérias e de algas. O número de
bactérias e de algas aumenta com a quantidade
de alimento disponível ou seja, com a carga
orgânica da água residual.
 Nas lagoas existem duas fontes de oxigénio: uma
é a difusão do oxigénio do ar e a outra é a do
oxigénio libertado pelas algas durante o dia
(fotossíntese).
 Como as algas necessitam de luz solar, elas
distribuem-se próximo da superfície da lagoa, -
camada aeróbia. A profundidade (espessura)
depende do clima e da (densidade) concentração
das algas. Normalmente varia entre 15 a 50
cm, mas pode atingir os 125 cm em lagoas com
boa capacidade de mistura. Durante o dia elas
são produtoras de oxigénio, durante a noite elas
são unicamente consumidoras de oxigénio
(respiração). 34
O oxigénio utilizado
nos processos
respiratórios é
chamado Carência
de Oxigénio e o
oxigénio restante,
ou seja, o existente
no meio e que ainda
não foi utilizado é o
Oxigénio
Dissolvido.
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lagunagem - O Papel das Algas
 Há diferentes tipos de algas que podem ser
encontradas nas lagoas, no entanto dois
grupos delas podem ser indicadores da
qualidade da água da lagoa:
 1- As algas verdes originam a cor verde da
lagoa e são um indicador do seu bom
funcionamento, o que está associado a valores
de pH elevados e a uma água residual de alto
valor nutricional.
 2 - As algas azuis filamentosas que aparecem
quando os nutrientes e o pH apresentam
valores baixos ou como sobreviventes à
depredação das algas verdes efectuada pelos
protozoários (predadores). O aparecimento de
algas azuis numa lagoa é um indicador do seu
mau funcionamento.
35
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lagunagem - O Papel das Algas
 Quando o afluente entra na lagoa, os sólidos mais
pesados sedimentam próximo da entrada e a
matéria orgânica aí depositada é estabilizada por
dois tipos diferentes de bactérias anaeróbias. Esta
estabilização ocorre em duas fases:
 Os subprodutos da decomposição anaeróbia são
solúveis na água e vão servir de alimento às
bactérias aeróbias e às algas. As algas necessitam
de carbono, azoto, nutrientes e luz solar. A energia
solar (luz) necessária à sobrevivência das algas
pode atingir a profundidade de 30 a 50 cm, por
isso as algas só se encontram próximo da
superfície.
 Durante o dia as algas libertam oxigénio que vai
ser utilizado pelas bactérias aeróbias quando a luz
solar não está disponível como acontece durante a
noite ou quando a superfície das lagoas está
coberta de gelo ou de vegetação
36
Ilustração 8-Reacções numa lagoa.
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lagunagem
 As bactérias aeróbias (da camada superficial)
utilizam o oxigénio nas suas funções
respiratórias e alimentam-se das substâncias
orgânicas solúveis existentes nas águas
residuais e dos subprodutos da decomposição
anaeróbia. Por outro lado produzem
substâncias inorgânicas que sedimentam, e
sulfatos, nitratos, fosfatos e carbonatos sob a
forma dissolvida, que vão servir como fonte de
energia às bactérias anaeróbias. Pode-se assim
afirmar que o processo de tratamento nas
lagoas consiste numa interacção complexa
entre dois tipos de comunidades bacterianas e
as algas, originando cada uma delas o que a
outra necessita.
37
Produtos resultantes da actividade
aeróbia e anaeróbia.
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lagunagem
 Podemos ter vários tipos de lagoas de acordo com
processos de degradação da matéria orgânica:
 a) Anaeróbias: são lagoas profundas, com cerca
de 3 metros de altura útil de líquido, no qual não
existe oxigénio dissolvido e onde predominam
bactérias anaeróbias. Apresentam um pH entre 7 e
8. Necessitam ser descarregadas periodicamente
(mais ou menos de 2 em 2 anos).
 b) Facultativas: são lagoas onde se distinguem
três zonas: a zona superior, com elevado teor de
oxigénio dissolvido e onde abundam as algas e as
bactérias aeróbias; a zona inferior, onde se
acumulam as lamas, não existe oxigénio e
proliferam as bactérias anaeróbias; a zona
intermédia, situada entre as anteriores, onde vivem
bactérias ditas facultativas, funcionam como
aeróbias ou como anaeróbias consoante existe ou
não algum oxigénio dissolvido. Estas lagoas podem
atingir 1,5 m de profundidade. 38
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lagunagem
 c) Aeróbias: são lagoas pouco profundas; nestas
lagoas a luz solar penetra até ao fundo e existe
oxigénio dissolvido em toda a massa do líquido.
 d) Maturação: são lagoas destinadas à afinação
do efluente anteriormente tratado, em termos de
remoção de microrganismos patogénicos.
 e) Arejadas: são lagoas em que o oxigénio
necessário é fornecido por um arejador mecânico,
podem atingir 3 m de profundidade.
 A melhor época para proceder ao início de um
sistema de lagunagem é na Primavera ou no
Verão, pois as elevadas temperaturas ambientes
favorecem a velocidade dos processos bioquímicos
de depuração
39
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lagunagem
 Para a obtenção de um efluente depurado a
partir do sistema de lagunagem é exigido a
utilização de mais do que uma lagoa, pois
trabalhar-se apenas com uma lagoa torna o
processo muito pouco flexível e pouco eficiente.
 As duas primeiras lagoas têm uma profundidade
de 1 a 2 metros e a terceira uma profundidade de
cerca de 0,50 a 0,90 metros. Esta pode conter
vegetais aquáticos (algas) e mesmo certos peixes.
Nelas desenvolve-se, naturalmente, uma
abundante flora bacteriana a qual se alimenta da
matéria orgânica existente no esgoto e consome
o oxigénio fornecido pelas micro-algas
(princípio da fotossíntese)
40
Este tipo de ETAR pode também ser utilizado como tratamento
complementar, secundário ou terciário. Neste caso a superfície requerida
será significativamente menor (cerca de metade).
41
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
Esquema de tratamento em lagoas.
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Lagunagem
 As vantagens deste processo são:
 boa qualidade do efluente final;
 regularidade de funcionamento;
 baixos custos de operação;
 consumo de energia eléctrica nulo;
 gestão das lamas muito simplificada, somente
uma remoção das lamas na 1ª lagoa em
intervalos de 2 a 3 anos;
 eliminação total ou quase de germes.
 Os seus principais inconvenientes são:
 a necessidade de grandes áreas de terreno;
 necessidade da sua prévia impermeabilização
quando os mesmos são demasiadamente
porosos;
 risco de proliferação de mosquitos.
42
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Canais de oxidação
 Têm por base os mesmos princípios teóricos
que os processos de tratamento por lamas
activadas com arejamento prolongado. As
principais diferenças consistem no facto do
tanque ser substituído por um canal, aberto no
terreno, da turbina ser de eixo horizontal em
vez de vertical, e da decantação ser efectuada
no próprio canal. Este actua, portanto, tanto
como tanque de arejamento como de
decantador secundário. O seu funcionamento
é sempre em circuito fechado.
43
Esquema de um canal de
oxidação.
6. Operações
Biológicas Unitárias
Operações e processos
Operações biológicas
 Canais de oxidação
 A fase de arejamento alterna com a
sedimentação por meio de arranques e
paragens sucessivas das escovas. A entrada do
esgoto é feita entre a fase de sedimentação e a
fase de arejamento, intermitentemente, de
modo que o esgoto introduzido no canal
desloque, de cada vez, igual volume de líquido
decantado.
 As lamas são removidas periodicamente, para
os leitos de secagem.
 As suas principais vantagens são: boa
qualidade do efluente final; investimento
médio; exige pouco espaço.
 Como inconvenientes referem-se: operação
delicada; pessoal qualificado; elevado
consumo de energia eléctrica.
44
45

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

4 operações físicas unitárias
4 operações físicas unitárias4 operações físicas unitárias
4 operações físicas unitárias
Gilson Adao
 
Quimica SoluçõEs
Quimica SoluçõEsQuimica SoluçõEs
Quimica SoluçõEs
Thiago
 
introdução ao balanço de massa
introdução ao balanço de massaintrodução ao balanço de massa
introdução ao balanço de massa
mlbf23
 

Mais procurados (20)

4 operações físicas unitárias
4 operações físicas unitárias4 operações físicas unitárias
4 operações físicas unitárias
 
Aula 08 - Tecnicas de tratamento - parte 4 - 15.09
Aula 08 - Tecnicas de tratamento - parte 4 - 15.09Aula 08 - Tecnicas de tratamento - parte 4 - 15.09
Aula 08 - Tecnicas de tratamento - parte 4 - 15.09
 
Aula 09 tecnologia da engenharia química - operações unitárias ii - 01.04
Aula 09   tecnologia da engenharia química - operações unitárias ii - 01.04Aula 09   tecnologia da engenharia química - operações unitárias ii - 01.04
Aula 09 tecnologia da engenharia química - operações unitárias ii - 01.04
 
Exercício dimensionamento de lagoa facultativa (1)
Exercício dimensionamento de lagoa facultativa (1)Exercício dimensionamento de lagoa facultativa (1)
Exercício dimensionamento de lagoa facultativa (1)
 
Digestor anaerobio de fluxo ascendente
Digestor anaerobio de fluxo ascendenteDigestor anaerobio de fluxo ascendente
Digestor anaerobio de fluxo ascendente
 
Aula 3 tratamentos e tratamento preliminar
Aula 3 tratamentos e tratamento preliminarAula 3 tratamentos e tratamento preliminar
Aula 3 tratamentos e tratamento preliminar
 
Quimica SoluçõEs
Quimica SoluçõEsQuimica SoluçõEs
Quimica SoluçõEs
 
Aula de Digital de Química - Sais
Aula de Digital de Química - SaisAula de Digital de Química - Sais
Aula de Digital de Química - Sais
 
Tratamento de efluentes
Tratamento de efluentes Tratamento de efluentes
Tratamento de efluentes
 
Aula 4 explicação decantadores dimensionamento
Aula 4 explicação decantadores dimensionamentoAula 4 explicação decantadores dimensionamento
Aula 4 explicação decantadores dimensionamento
 
5.operacoes unitarias slides
5.operacoes unitarias slides5.operacoes unitarias slides
5.operacoes unitarias slides
 
exercicio
exercicioexercicio
exercicio
 
Balanceamento de equações
Balanceamento de equaçõesBalanceamento de equações
Balanceamento de equações
 
Aula 6 oxirredução (1)
Aula 6   oxirredução (1)Aula 6   oxirredução (1)
Aula 6 oxirredução (1)
 
Funções inorgânicas (sais e óxidos)
Funções inorgânicas (sais e óxidos)Funções inorgânicas (sais e óxidos)
Funções inorgânicas (sais e óxidos)
 
Tratamento da água
Tratamento da águaTratamento da água
Tratamento da água
 
Relatório exp. 01
Relatório exp. 01Relatório exp. 01
Relatório exp. 01
 
2 ano quimica
2 ano quimica2 ano quimica
2 ano quimica
 
introdução ao balanço de massa
introdução ao balanço de massaintrodução ao balanço de massa
introdução ao balanço de massa
 
Aula 7a dimensionamento lagoa anaeróbia
Aula 7a dimensionamento lagoa anaeróbiaAula 7a dimensionamento lagoa anaeróbia
Aula 7a dimensionamento lagoa anaeróbia
 

Destaque

Aula 07 estados da materia - sólidos, líquidos e gases - 16.03
Aula 07   estados da materia - sólidos, líquidos e gases - 16.03Aula 07   estados da materia - sólidos, líquidos e gases - 16.03
Aula 07 estados da materia - sólidos, líquidos e gases - 16.03
Nelson Virgilio Carvalho Filho
 
Aula 13 controle das reações químicas - parte i (cinética química) - 27.04.11
Aula 13   controle das reações químicas - parte i (cinética química) - 27.04.11Aula 13   controle das reações químicas - parte i (cinética química) - 27.04.11
Aula 13 controle das reações químicas - parte i (cinética química) - 27.04.11
Nelson Virgilio Carvalho Filho
 
Processos de conservação dos alimentos
Processos de conservação dos alimentosProcessos de conservação dos alimentos
Processos de conservação dos alimentos
Tânia Reis
 

Destaque (20)

Relatorio3
Relatorio3Relatorio3
Relatorio3
 
Ete cedae
Ete cedaeEte cedae
Ete cedae
 
Projeto água2.5
Projeto água2.5Projeto água2.5
Projeto água2.5
 
Aula 07 estados da materia - sólidos, líquidos e gases - 16.03
Aula 07   estados da materia - sólidos, líquidos e gases - 16.03Aula 07   estados da materia - sólidos, líquidos e gases - 16.03
Aula 07 estados da materia - sólidos, líquidos e gases - 16.03
 
Aula 06 Estados da materia - sólidos, líquidos e gases - Prof. Nelson Virgilio
Aula 06   Estados da materia - sólidos, líquidos e gases - Prof. Nelson VirgilioAula 06   Estados da materia - sólidos, líquidos e gases - Prof. Nelson Virgilio
Aula 06 Estados da materia - sólidos, líquidos e gases - Prof. Nelson Virgilio
 
Aula 09 legislação aplicada e padrões - prof. nelson (area 1)
Aula 09   legislação aplicada e padrões - prof. nelson (area 1)Aula 09   legislação aplicada e padrões - prof. nelson (area 1)
Aula 09 legislação aplicada e padrões - prof. nelson (area 1)
 
Aula 07 - Tecnicas de tratamento - parte 3 - 08.09
Aula 07 - Tecnicas de tratamento - parte 3 - 08.09Aula 07 - Tecnicas de tratamento - parte 3 - 08.09
Aula 07 - Tecnicas de tratamento - parte 3 - 08.09
 
Aula 04 - Interpretação de analises e elaboração de laudos
Aula 04 - Interpretação de analises e elaboração de laudosAula 04 - Interpretação de analises e elaboração de laudos
Aula 04 - Interpretação de analises e elaboração de laudos
 
Aula 05 - Considerações projeto eta - tecnica tratamento 25.08
Aula 05 - Considerações projeto eta - tecnica tratamento 25.08Aula 05 - Considerações projeto eta - tecnica tratamento 25.08
Aula 05 - Considerações projeto eta - tecnica tratamento 25.08
 
Aula 13 controle das reações químicas - parte i (cinética química) - 27.04.11
Aula 13   controle das reações químicas - parte i (cinética química) - 27.04.11Aula 13   controle das reações químicas - parte i (cinética química) - 27.04.11
Aula 13 controle das reações químicas - parte i (cinética química) - 27.04.11
 
Aula 13 - Tratamentos fisicos-quimico - 20.10
Aula 13 - Tratamentos fisicos-quimico - 20.10Aula 13 - Tratamentos fisicos-quimico - 20.10
Aula 13 - Tratamentos fisicos-quimico - 20.10
 
Aula 02 - Caracterização das águas
Aula 02 - Caracterização das águasAula 02 - Caracterização das águas
Aula 02 - Caracterização das águas
 
Aula 12 introdução aos metodos tratamento - prof. nelson (area 1) - 13.10
Aula 12   introdução aos metodos tratamento - prof. nelson (area 1) - 13.10Aula 12   introdução aos metodos tratamento - prof. nelson (area 1) - 13.10
Aula 12 introdução aos metodos tratamento - prof. nelson (area 1) - 13.10
 
Aula 01 inicial - apresentação e introdução
Aula 01   inicial - apresentação e introduçãoAula 01   inicial - apresentação e introdução
Aula 01 inicial - apresentação e introdução
 
Aula 15 - Tratamento do lodo e reuso - 03.11
Aula 15 - Tratamento do lodo e reuso - 03.11Aula 15 - Tratamento do lodo e reuso - 03.11
Aula 15 - Tratamento do lodo e reuso - 03.11
 
Aula 06 - Tecnicas de tratamento - parte 2 - 01.09
Aula 06 - Tecnicas de tratamento - parte 2 - 01.09Aula 06 - Tecnicas de tratamento - parte 2 - 01.09
Aula 06 - Tecnicas de tratamento - parte 2 - 01.09
 
Aula 11 introdução tratamento de efluentes - prof. nelson (area 1) - 06.10
Aula 11   introdução tratamento de efluentes - prof. nelson (area 1) - 06.10Aula 11   introdução tratamento de efluentes - prof. nelson (area 1) - 06.10
Aula 11 introdução tratamento de efluentes - prof. nelson (area 1) - 06.10
 
Aula 03 - Caracterização das águas (parte 2)
Aula 03 - Caracterização das águas (parte 2)Aula 03 - Caracterização das águas (parte 2)
Aula 03 - Caracterização das águas (parte 2)
 
Processo de refrigeração e congelamento dos alimentos
Processo de refrigeração e congelamento dos alimentosProcesso de refrigeração e congelamento dos alimentos
Processo de refrigeração e congelamento dos alimentos
 
Processos de conservação dos alimentos
Processos de conservação dos alimentosProcessos de conservação dos alimentos
Processos de conservação dos alimentos
 

Semelhante a 6 tratamentos biológicos unitários

Como funciona estação de tratamento de água
Como funciona estação de tratamento de águaComo funciona estação de tratamento de água
Como funciona estação de tratamento de água
Animais Amados
 
Saneamento basico
Saneamento basicoSaneamento basico
Saneamento basico
Nubia Lopes
 
Biorremediação
BiorremediaçãoBiorremediação
Biorremediação
Lucas Costa
 
Trabalho tratamento esgoto final.ppt 2
Trabalho tratamento esgoto final.ppt 2Trabalho tratamento esgoto final.ppt 2
Trabalho tratamento esgoto final.ppt 2
João Boos Boos
 

Semelhante a 6 tratamentos biológicos unitários (20)

tratamento de efluentes
tratamento de efluentestratamento de efluentes
tratamento de efluentes
 
Como funciona estação de tratamento de água
Como funciona estação de tratamento de águaComo funciona estação de tratamento de água
Como funciona estação de tratamento de água
 
Saneamento basico
Saneamento basicoSaneamento basico
Saneamento basico
 
Saneamento basico
Saneamento basicoSaneamento basico
Saneamento basico
 
Micro-organismos no tratamento de água
Micro-organismos no tratamento de águaMicro-organismos no tratamento de água
Micro-organismos no tratamento de água
 
Caracteristicasdos efluentesliquidossistemastratamento
Caracteristicasdos efluentesliquidossistemastratamentoCaracteristicasdos efluentesliquidossistemastratamento
Caracteristicasdos efluentesliquidossistemastratamento
 
Efluentes
EfluentesEfluentes
Efluentes
 
Aula 06 - Princípios básicos do tratamento biológico de esgotos.pdf
Aula 06 - Princípios básicos do tratamento biológico de esgotos.pdfAula 06 - Princípios básicos do tratamento biológico de esgotos.pdf
Aula 06 - Princípios básicos do tratamento biológico de esgotos.pdf
 
Descarte de resíduos
Descarte de resíduosDescarte de resíduos
Descarte de resíduos
 
Apresentação1
Apresentação1Apresentação1
Apresentação1
 
Efluentes
EfluentesEfluentes
Efluentes
 
TRATAMENTO DE ESGOTO DOADO PELA CORSAN AO MUNICÍPIO DE MONTENEGRO EM 2007.
TRATAMENTO DE ESGOTO DOADO PELA CORSAN AO MUNICÍPIO DE MONTENEGRO EM 2007.TRATAMENTO DE ESGOTO DOADO PELA CORSAN AO MUNICÍPIO DE MONTENEGRO EM 2007.
TRATAMENTO DE ESGOTO DOADO PELA CORSAN AO MUNICÍPIO DE MONTENEGRO EM 2007.
 
Efluentes domésticos e industriais.pdf
Efluentes domésticos e industriais.pdfEfluentes domésticos e industriais.pdf
Efluentes domésticos e industriais.pdf
 
Eta Rs
Eta RsEta Rs
Eta Rs
 
9 pequenas eta rs
9 pequenas eta rs9 pequenas eta rs
9 pequenas eta rs
 
Filtros biologicos
Filtros biologicosFiltros biologicos
Filtros biologicos
 
Biorremediação
BiorremediaçãoBiorremediação
Biorremediação
 
AULA-4-Agatha.pdf
AULA-4-Agatha.pdfAULA-4-Agatha.pdf
AULA-4-Agatha.pdf
 
AULA-4-exemplo da agua potavel .pdf
AULA-4-exemplo da agua potavel .pdfAULA-4-exemplo da agua potavel .pdf
AULA-4-exemplo da agua potavel .pdf
 
Trabalho tratamento esgoto final.ppt 2
Trabalho tratamento esgoto final.ppt 2Trabalho tratamento esgoto final.ppt 2
Trabalho tratamento esgoto final.ppt 2
 

Mais de Gilson Adao

14ª e 15 ª aulas variáveis biofisicas e sócio económicas [modo de compatibili...
14ª e 15 ª aulas variáveis biofisicas e sócio económicas [modo de compatibili...14ª e 15 ª aulas variáveis biofisicas e sócio económicas [modo de compatibili...
14ª e 15 ª aulas variáveis biofisicas e sócio económicas [modo de compatibili...
Gilson Adao
 

Mais de Gilson Adao (20)

20ª aula desenvolvimento sustentável em angola
20ª aula desenvolvimento sustentável em angola20ª aula desenvolvimento sustentável em angola
20ª aula desenvolvimento sustentável em angola
 
18ª aula análise ambiental em ordenamento do território [modo de compatibilid...
18ª aula análise ambiental em ordenamento do território [modo de compatibilid...18ª aula análise ambiental em ordenamento do território [modo de compatibilid...
18ª aula análise ambiental em ordenamento do território [modo de compatibilid...
 
17 ª aula cartografia e informação geográfica
17 ª aula cartografia e informação geográfica17 ª aula cartografia e informação geográfica
17 ª aula cartografia e informação geográfica
 
16ª aula condicionantes ao uso do solo
16ª aula condicionantes ao uso do solo16ª aula condicionantes ao uso do solo
16ª aula condicionantes ao uso do solo
 
14ª e 15 ª aulas variáveis biofisicas e sócio económicas [modo de compatibili...
14ª e 15 ª aulas variáveis biofisicas e sócio económicas [modo de compatibili...14ª e 15 ª aulas variáveis biofisicas e sócio económicas [modo de compatibili...
14ª e 15 ª aulas variáveis biofisicas e sócio económicas [modo de compatibili...
 
3 ª aula a necessidade do ordenamento do território [modo de compatibilidade]
3 ª aula a necessidade do ordenamento do território [modo de compatibilidade]3 ª aula a necessidade do ordenamento do território [modo de compatibilidade]
3 ª aula a necessidade do ordenamento do território [modo de compatibilidade]
 
2ª aula conceitos
2ª aula conceitos2ª aula conceitos
2ª aula conceitos
 
Aula 1- Ordenamento do Territorio
Aula 1- Ordenamento do TerritorioAula 1- Ordenamento do Territorio
Aula 1- Ordenamento do Territorio
 
novas perspectivas do ordenamento do território [modo de compatibilidade]
novas perspectivas do ordenamento do território [modo de compatibilidade]novas perspectivas do ordenamento do território [modo de compatibilidade]
novas perspectivas do ordenamento do território [modo de compatibilidade]
 
trabalho de economia-indicadores ambientais-2011
 trabalho de economia-indicadores ambientais-2011 trabalho de economia-indicadores ambientais-2011
trabalho de economia-indicadores ambientais-2011
 
Alteracao Climatica
Alteracao ClimaticaAlteracao Climatica
Alteracao Climatica
 
Ozono
Ozono Ozono
Ozono
 
Diagnostico da Gestao dos Residuos gerados durante a producao Petrolifera no ...
Diagnostico da Gestao dos Residuos gerados durante a producao Petrolifera no ...Diagnostico da Gestao dos Residuos gerados durante a producao Petrolifera no ...
Diagnostico da Gestao dos Residuos gerados durante a producao Petrolifera no ...
 
Clima de angola
Clima de angolaClima de angola
Clima de angola
 
Probabilidades
ProbabilidadesProbabilidades
Probabilidades
 
Principios de gestão da qualidade
Principios de gestão da qualidadePrincipios de gestão da qualidade
Principios de gestão da qualidade
 
Press ao atmosférica e ventos.
Press ao atmosférica e ventos.Press ao atmosférica e ventos.
Press ao atmosférica e ventos.
 
Precipitacao
Precipitacao Precipitacao
Precipitacao
 
Precipitacao
PrecipitacaoPrecipitacao
Precipitacao
 
Pgaerna aula5
Pgaerna aula5Pgaerna aula5
Pgaerna aula5
 

6 tratamentos biológicos unitários

  • 1. ERNA | 4º ano @2012 6. Tratamentos Biológicos unitários
  • 2. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Tratamentos Biológicos  O objectivo dos tratamentos biologicos é transformar os contaminantes organicos dissolvidos (ex: CBO) de uma forma soluvel em materia suspensa, na forma de biomassa, que posteriormente podera ser removida por processos de separação de particulas (por ex: sedimentação).  Os processos mais eficazes para remoção de orgânicos dissolvidos, são os processos aerobios uma vez que são rapidos e os produtos são inofensivos (H2O , CO2).  De uma forma geral o Oxigenio tem de ser adicionado à agua residual para o suporte do processo. Pode ser adicionado ou por arejamento ou adição 2 Matéria Orgânica + Bactérias + O2 Biomassa + CO2 + H2O + NH3
  • 3. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Tratamentos Biológicos  Existem vários processos possíveis que funcionam sobre princípios semelhantes, como por exemplo, os sistemas aeróbios intensivos, quer por biomassa (microrganismos) suspensa (lamas activadas), quer por biomassa fixa (leitos percoladores e biodiscos ou discos biológicos), e os sistemas aquáticos por biomassa suspensa – lagunagem. O efluente resultante deste tratamento tem uma elevada concentração de microrganismos mas poucos materiais poluentes remanescentes. Os microrganismos são removidos após sedimentarem – sedimentação secundária 3
  • 4. 4 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas Diagramas de fluxo típicos para processos biológicos usados no tratamento de aguas residuais. a) Processos lamas ativadas b) Lagoas arejadas c) Filtros percoladores d) Discos biologicos rotativos
  • 5. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Percolação Biológica- Leitos Percoladores ou bacterianos  Leitos Percoladores são órgãos de tratamento que funcionam na sequencia dos tratamentos primários  Tanque cheio de material (carvão escória ou brita), com granulometria 40 – 100 mm por onde se escoa ou percola o liquido a tratar.  As pedras recobrem-se de um filme biológico que serve de habitat as bactérias, sendo estas as responsáveis pela redução da matéria orgânica. 5
  • 6. Operações e processos Operações biológicas 6 6. Operações Biológicas Unitárias
  • 7. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Percolação Biológica- Leitos Percoladores ou bacterianos  A água residual, ao atravessar o meio de percolação, “escoa” sobre a superfície do material de percolação, dando origem à formação sobre essa superfície de uma película com aspecto gelatinoso onde se desenvolvem os microrganismos que são os responsáveis pela assimilação da matéria orgânica contida na água residual - Película biológica.  À medida que a água residual atravessa o meio de percolação, os microrganismos que estão na película vão-se alimentando da matéria orgânica e, em consequência, dá-se o aumento da espessura da película biológica. 7 Desenvolvimento da película biológica em leitos percoladores.
  • 8. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Percolação Biológica- Leitos Percoladores ou bacterianos  Quando a espessura da película biológica for tal que não permita que os microrganismos da sua camada interior, isto é, localizados junto da superfície do material de percolação, tenham acesso ao alimento e ao oxigénio atmosférico, esses microrganismos morrem.  Quando tal acontece, a película biológica desprende-se da superfície do material de percolação e sai do leito percolador em suspensão na água residual percolada. Atendendo a que a película biológica não apresenta o mesmo desenvolvimento em todos os pontos do material de percolação, o desprendimento dessa película não ocorre simultaneamente em todos esses pontos. Nos pontos em que ocorre o desprendimento da película biológica, recomeça a formação de nova camada de película. 8
  • 9. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Percolação Biológica- Leitos Percoladores ou bacterianos  A água percolada é recirculada, objectivo ajustar as condições de funcionamento do leito percolador às características qualitativas e quantitativas da água residual pré-tratada. Efeitos:  Diluição da água residual a tratar biologicamente  Humidificação da película biológica  Redução da tendência de colmatação do meio de percolação devido ao crescimento excessivo da película biológica  Amortecimento dos picos de caudal e de carga orgânica da água residual  Adição do oxigénio dissolvido na água residual recirculada à água residual a tratar  Eliminação da ocorrência das moscas que, de uma maneira geral, proliferam junto dos leitos 9
  • 10. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Percolação Biológica- Leitos Percoladores ou bacterianos  Após a passagem, ou passagens através do leito percolador, a água residual passa a ser constituída por água contendo em suspensão pequenas partículas de película biológica que, como se disse, correspondem a aglomerados de microrganismos activos, que se desprenderam da superfície do material de percolação, assim como, alguns sólidos em suspensão que não foram assimilados pelos microrganismos.  Assim, este tratamento biológico, realizado no leito percolador, tem que ser completado com a operação de decantação secundária para que as partículas da película biológica se separem, por sedimentação, da água residual tratada 10
  • 11. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Percolação Biológica- Leitos Percoladores ou bacterianos  Por se tratar de um processo biológico aeróbio, é necessário que a água residual, ao atravessar o leito percolador, contenha oxigénio dissolvido Assim, o oxigénio, indispensável à vida daquelas bactérias, é fornecido pelo ar que circula nos interstícios das mesmas pedras a partir do fundo. Este arejamento realiza-se por ventilação natural do interior do leito, devido à diferença de temperatura entre o interior e o exterior desse meio de percolação  A simplicidade e economia deste processo, a nível de operação e equipamentos, são a sua maior vantagem. Porém, é muito influenciado pela temperatura ambiente e a qualidade do efluente tratado é geralmente inferior à obtida com lamas activadas. 11
  • 12. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Biodiscos  As Estações de Tratamento de Águas Residuais funcionando com biodiscos são análogas às ETARs com leitos percoladores de alta carga (com recirculação do líquido percolado), só com a diferença de que são utilizados os biodiscos.  A anteceder o tanque onde estão instalados os discos existe um decantador primário, para redução da carga afluente.  Segue-se-lhe o tanque de discos biológicos. Estes, que têm secção circular e uma espessura reduzida, são constituídos geralmente por material plástico.  Os discos são dispostos lado a lado, em um ou mais veios horizontal. Estão parcialmente mergulhados no efluente a depurar, cerca de 40%, sendo o arejamento efectuado naturalmente por meio da rotação dos discos.  Os microrganismos desenvolvem-se à superfície formando o filme biológico. Este, aumenta gradualmente de espessura até que se desprende, sendo arrastado pelo efluente. 12
  • 13. Operações e processos Operações biológicas  (d) Rotating biological contactors 13 6. Operações Biológicas Unitárias
  • 14. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Biodiscos  Para assegurar que o filme biológico não é descarregado com o efluente final, após a unidade dos discos, existe, ainda, um decantador secundário.  Neste sistema de tratamento não existem, normalmente, quaisquer recirculações, quer do efluente, quer de lamas. Todavia, em unidades em que o efluente apresenta uma carga orgânica elevada, pode ser instalada uma recirculação do efluente final à cabeça do sistema de decantação secundária para redução da carga orgânica.  As lamas sedimentadas nos decantadores são encaminhadas directamente para os órgãos de tratamento de lamas. 14 Trat. Primário Clarificador secundário Ilustração 3-Sistema de Biodiscos, com decantação primária e secundária
  • 15. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Biodiscos  As lamas primárias, bem como as que se vão desprendendo dos discos e as recirculadas do decantador secundário, depositam-se no fundo do decantador primário, onde são digeridas, e do qual são retiradas de tempos a tempos para leitos de secagem, por carga hidráulica.  A apreciação de uma unidade de discos biológicos baseia-se nas características do efluente final, no desenvolvimento do filme biológico e no estado do equipamento. O efluente final deve apresentar-se límpido, sem cheiros e sem quaisquer traços de filme biológico.  As principais vantagens deste processo são: a razoável qualidade do efluente final; baixa produção de lamas (logo pequeno espaço ocupado); baixo consumo de electricidade em relação aos sistemas de lamas activadas; ausência de cheiros e de insectos; baixos custos de exploração. 15
  • 16. 16
  • 17. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lamas activadas  Este processo consiste em provocar, num tanque, a floculação das partículas orgânicas e inorgânicas existentes na água residual (esgoto), por meio de agitação mecânica (turbina), ou através da insuflação de ar, mantendo os respectivos flocos em suspensão.  Estes são o “habitat” das bactérias, as quais se alimentam da matéria orgânica existente no esgoto, depurando-o, e sobrevivem à custa do oxigénio introduzido pela forte agitação (líquido-ar) provocada pela turbina.  Pode-se afirmar que este processo se baseia no crescimento de biomassa, em suspensão no efluente, e na sua posterior separação por gravidade. 17
  • 18. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lamas activadas  Esta metodologia consiste num processo biológico aeróbio que se realiza em unidades de tratamento denominadas tanques de arejamento.  O objectivo deste processo consiste na estabilização da matéria orgânica (sólidos dissolvidos e sólidos em suspensão) da água residual que aflui ao tanque de arejamento.  Para tal, nestes tanques, a água residual é submetida a arejamento por meio de um sistema mecânico, turbina ou por difusor e estabelecem- se condições que permitam a formação e manutenção de aglomerados de microrganismos designados por flocos biológicos ou lamas activadas, responsáveis pela estabilização da matéria orgânica, pois esta constitui o alimento, transformando, assim, essa matéria orgânica no seu próprio material celular. 18
  • 19. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lamas activadas  O teor de oxigénio dissolvido deverá manter-se entre 1 e 2 mg/l. Do tanque de arejamento sai água residual arejada, constituída por uma parte líquida liberta ou com baixo teor de matéria orgânica, e por uma parte sólida que consiste em flocos biológicos. 19 Ilustração -Sistema de lamas activadas, com arejamento por difusor Para a remoção destes flocos, a água residual proveniente do tanque de arejamento é enviada para um decantador secundário, no qual se pretende separar, por meio de sedimentação, os flocos biológicos formados no tanque de arejamento, obtendo-se, água residual decantada que constitui a água residual tratada, a ser lançada no meio receptor do efluente final da estação e, os flocos biológicos sedimentados, (lamas secundárias) constituídas essencialmente por aglomerados de microrganismos activos.
  • 20. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lamas activadas  No tanque de arejamento, tem que existir uma quantidade de microrganismos (ou flocos biológicos) que seja suficiente para garantir a estabilização de toda a matéria orgânica que aflui a este órgão.  É necessário que no tanque de arejamento se verifique uma determinada relação entre a quantidade de alimento (ou de matéria orgânica a estabilizar) e a quantidade de microrganismos (ou flocos biológicos) existentes nesse órgão.  Valor de A/M se mantenha dentro de determinados limites para que de origem à formação e “engrossamento” dos flocos biológicos, caso contrario, eles “escapam-se” do decantador secundário em suspensão na água residual tratada 20
  • 21. Operações e processos Operações biológicas  Lamas activadas  A quantidade de flocos biológicos que se forma no tanque de arejamento devido à aglomeração dos microrganismos, pode ser insuficiente para garantir a estabilização de toda a matéria orgânica que aflui a este órgão.  Por tal razão, lança-se no tanque de arejamento, os flocos biológicos que sedimentaram no decantador secundário (lamas secundárias) em quantidade tal que perfaça a requerida pela relação A/M. 21 6. Operações Biológicas Unitárias
  • 22. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lamas activadas  A quantidade de lamas que, extraída do decantador secundário excede a que é necessária à manutenção da relação A/M dentro dos limites estabelecidos, constitui o que se denomina lamas em excesso, e devem ser lançadas nos leitos de secagem de lamas. Com a secagem pretende-se extrair a água das lamas em excesso, por meio de filtração e evaporação.  O objectivo desta operação consiste em permitir uma maior facilidade de condução das lamas até ao seu destino final. 22
  • 23. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lamas activadas  O tratamento por " lamas activadas " realiza-se misturando e agitando as águas residuais brutas com lamas activadas líquidas, bacteriologicamente muito activas. A degradação aeróbia dos poluentes realiza-se pela mistura íntima dos microrganismos depuradores e dos efluentes a tratar. A seguir, separam-se as fases " águas tratadas " e " lamas depuradoras " (Agences de l’Eau – 1999).  Uma instalação deste tipo envolve as seguintes etapas :  tratamentos preliminares e eventualmente primários;  tanque de activação (ou tanque de arejamento);  decantador secundário com recuperação de uma parte das lamas;  eliminação das águas tratadas;  digestores das lamas excedentes provenientes dos decantadores 23
  • 24. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lamas activadas - Tanque de arejamento  O tanque de arejamento é composto por:  um tanque propriamente dito;  um sistema de arejamento;  um sistema de recirculação das lamas sedimentadas no decantador secundário, ou sejam, flocos biológicos que como se disse, são constituídos por microrganismos;  dispositivos de entrada e de saída da água residual.  O arejamento é usualmente feito por acção de uma ou mais turbinas, com ou sem auxílio de difusores de ar comprimido. 24
  • 26. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lamas activadas - Tanque de arejamento  No tanque de arejamento têm que ser estabelecidas condições que permitam:  O desenvolvimento dos microrganismos aeróbios, de tal modo que esses microrganismos consigam assimilar a matéria orgânica  A manutenção dentro de determinados limites da relação entre as quantidades de alimento e de microrganismos (A/M) existentes no tanque arejamento  A aglomeração dos microrganismos em flocos biológicos com um peso que permita a fácil separação (no decantador secundário)  os flocos biológicos, que como se sabe são constituídos por microrganismos aeróbios, têm que ser mantidos em suspensão para terem um fácil acesso às partículas de matéria orgânica (para se alimentarem) e ao oxigénio dissolvido na água residual (para respirarem) 26
  • 27. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lamas activadas - Tanque de arejamento  Quanto aos sistemas de arejamento, a sua classificação é a seguinte:  sistema de arejamento superficial, segundo o qual o oxigénio atmosférico é introduzido através da superfície livre do líquido no tanque;  sistema de difusão de ar, segundo o qual o oxigénio atmosférico é introduzido sobre pressão através de um sistema de tubos munidos de dispositivos para saída do ar e que está mergulhado no líquido contido no tanque de arejamento  Tanto um sistema como o outro, além de introduzirem oxigénio atmosférico no líquido contido no tanque de arejamento, têm de assegurar a agitação do líquido e dos flocos biológicos de modo a não permitir a deposição dos flocos no fundo do tanque 27
  • 28. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lamas activadas - Tanque de arejamento  As principais vantagens do tratamento por lamas activadas são:  a boa qualidade do afluente;  custo de investimento médio;  boa tolerância às sobrecargas.  Tem também apresentado bons resultados no tratamento de efluentes industriais que se pensavam tóxicos para os sistemas biológicos.  Os seus principais inconvenientes residem no facto de exigir um controlo operacional muito cuidado e elevado consumo de energia eléctrica, o que se traduz em elevados custos de operação. 28
  • 29. Operações e processos Operações biológicas  (b) Lagoas de arejamento  Bacia – de 1 a 4 metros de profundidade  Água residual tratada continuamente ou com recirculação de sólidos  Microbiologia semelhante ao das lamas activadas  Diferenças associadas às grandes áreas da lagoa – mais efeitos da temperatura.  A água residual é oxigenada via superfície, turbina ou arejamento por difusão  A turbulência criada por arejamento é usada para manter os conteúdos da bacia em suspensão  Dependendo do tempo de retenção o efluente da lagoa contem aproximadamente de 1/3 a ½ do valor de entrada de BOD, na forma de massa celular.  A maioria desses sólidos tem que ser removidos numa bacia de sedimentação, antes da descarga final do efluente. 29 6. Operações Biológicas Unitárias
  • 30. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lagunagem  Processo de tratamento que se realiza em grandes tanques (ou lagoas), habitualmente escavados na terra, nos quais a matéria orgânica é depurada em geral por bactérias aeróbias e algas em simbiose, isto é, as bactérias aeróbias decompõem a matéria orgânica das águas residuais em produtos minerais assimiláveis pelas algas (fosfatos, nitratos e potássio), e estas, em presença da luz solar, decompõem o gás carbónico (CO2) que se forma nas reacções, em carbono e oxigénio de que as bactérias necessitam para a sua respiração 30
  • 31. Operações e processos Operações biológicas 31 6. Operações Biológicas Unitárias
  • 32. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lagunagem  A vida numa lagoa é constituída por biliões de plantas e animais microscópicos que coexistem na dependência uns dos outros. De facto é esta inter- relação que faz a lagoa funcionar. As diferentes formas de bactérias e algas utilizam as substâncias solúveis como alimento, absorvendo-as através das suas membranas.  O trabalho mais importante á efectuado por bactérias microscópicas que utilizam as substâncias orgânicas das águas residuais como alimento e, em condições normais agrupam-se, originando flocos, que devido ao seu peso sedimentam.  Porém, outros tipos de bactérias formam colónias filamentosas dificultando a sedimentação pelo que é indesejável o seu aparecimento nas lagoas. Estas bactérias aparecem em maior número quando o pH é baixo (6,5 ou menos) ou em águas residuais com grande quantidade de glúcidos (açucares). As algas verdes como as do género Clorella são desejáveis, pois são móveis e permanecem próximo da superfície. As algas azuis (filamentosas) são indesejáveis. 32
  • 33. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lagunagem  Papel das bactérias  As bactérias podem ser classificadas em:  aeróbias só podem viver em meios onde haja oxigénio produzindo anidrido carbónico (CO 2 ), amónia e fosfatos  anaeróbias só vivem em ambientes em que não há oxigénio produzindo produzem anidrido carbónico (CO 2 ), sulfureto de hidrogénio (H 2 S), amónia (NH 4 ) e outras substâncias solúveis, as quais se difundem na água, como gás ou são utilizadas como alimento pelas bactérias aeróbias.  facultativas podem viver em qualquer daqueles meios, ou seja, comportam-se como aeróbias na presença do oxigénio e como anaeróbias na sua ausência. 33 Todos os tipos de bactérias decompõem as substâncias orgânicas complexas em matéria mais simples e solúvel que atravessa as suas membranas plasmáticas e é convertida em energia, protoplasma e produtos finais (catabólicos) que atravessam a membrana para o exterior (líquido envolvente).
  • 34. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lagunagem – O Papel das Algas  A carência de oxigénio aumenta com o aumento do número de bactérias e de algas. O número de bactérias e de algas aumenta com a quantidade de alimento disponível ou seja, com a carga orgânica da água residual.  Nas lagoas existem duas fontes de oxigénio: uma é a difusão do oxigénio do ar e a outra é a do oxigénio libertado pelas algas durante o dia (fotossíntese).  Como as algas necessitam de luz solar, elas distribuem-se próximo da superfície da lagoa, - camada aeróbia. A profundidade (espessura) depende do clima e da (densidade) concentração das algas. Normalmente varia entre 15 a 50 cm, mas pode atingir os 125 cm em lagoas com boa capacidade de mistura. Durante o dia elas são produtoras de oxigénio, durante a noite elas são unicamente consumidoras de oxigénio (respiração). 34 O oxigénio utilizado nos processos respiratórios é chamado Carência de Oxigénio e o oxigénio restante, ou seja, o existente no meio e que ainda não foi utilizado é o Oxigénio Dissolvido.
  • 35. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lagunagem - O Papel das Algas  Há diferentes tipos de algas que podem ser encontradas nas lagoas, no entanto dois grupos delas podem ser indicadores da qualidade da água da lagoa:  1- As algas verdes originam a cor verde da lagoa e são um indicador do seu bom funcionamento, o que está associado a valores de pH elevados e a uma água residual de alto valor nutricional.  2 - As algas azuis filamentosas que aparecem quando os nutrientes e o pH apresentam valores baixos ou como sobreviventes à depredação das algas verdes efectuada pelos protozoários (predadores). O aparecimento de algas azuis numa lagoa é um indicador do seu mau funcionamento. 35
  • 36. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lagunagem - O Papel das Algas  Quando o afluente entra na lagoa, os sólidos mais pesados sedimentam próximo da entrada e a matéria orgânica aí depositada é estabilizada por dois tipos diferentes de bactérias anaeróbias. Esta estabilização ocorre em duas fases:  Os subprodutos da decomposição anaeróbia são solúveis na água e vão servir de alimento às bactérias aeróbias e às algas. As algas necessitam de carbono, azoto, nutrientes e luz solar. A energia solar (luz) necessária à sobrevivência das algas pode atingir a profundidade de 30 a 50 cm, por isso as algas só se encontram próximo da superfície.  Durante o dia as algas libertam oxigénio que vai ser utilizado pelas bactérias aeróbias quando a luz solar não está disponível como acontece durante a noite ou quando a superfície das lagoas está coberta de gelo ou de vegetação 36 Ilustração 8-Reacções numa lagoa.
  • 37. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lagunagem  As bactérias aeróbias (da camada superficial) utilizam o oxigénio nas suas funções respiratórias e alimentam-se das substâncias orgânicas solúveis existentes nas águas residuais e dos subprodutos da decomposição anaeróbia. Por outro lado produzem substâncias inorgânicas que sedimentam, e sulfatos, nitratos, fosfatos e carbonatos sob a forma dissolvida, que vão servir como fonte de energia às bactérias anaeróbias. Pode-se assim afirmar que o processo de tratamento nas lagoas consiste numa interacção complexa entre dois tipos de comunidades bacterianas e as algas, originando cada uma delas o que a outra necessita. 37 Produtos resultantes da actividade aeróbia e anaeróbia.
  • 38. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lagunagem  Podemos ter vários tipos de lagoas de acordo com processos de degradação da matéria orgânica:  a) Anaeróbias: são lagoas profundas, com cerca de 3 metros de altura útil de líquido, no qual não existe oxigénio dissolvido e onde predominam bactérias anaeróbias. Apresentam um pH entre 7 e 8. Necessitam ser descarregadas periodicamente (mais ou menos de 2 em 2 anos).  b) Facultativas: são lagoas onde se distinguem três zonas: a zona superior, com elevado teor de oxigénio dissolvido e onde abundam as algas e as bactérias aeróbias; a zona inferior, onde se acumulam as lamas, não existe oxigénio e proliferam as bactérias anaeróbias; a zona intermédia, situada entre as anteriores, onde vivem bactérias ditas facultativas, funcionam como aeróbias ou como anaeróbias consoante existe ou não algum oxigénio dissolvido. Estas lagoas podem atingir 1,5 m de profundidade. 38
  • 39. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lagunagem  c) Aeróbias: são lagoas pouco profundas; nestas lagoas a luz solar penetra até ao fundo e existe oxigénio dissolvido em toda a massa do líquido.  d) Maturação: são lagoas destinadas à afinação do efluente anteriormente tratado, em termos de remoção de microrganismos patogénicos.  e) Arejadas: são lagoas em que o oxigénio necessário é fornecido por um arejador mecânico, podem atingir 3 m de profundidade.  A melhor época para proceder ao início de um sistema de lagunagem é na Primavera ou no Verão, pois as elevadas temperaturas ambientes favorecem a velocidade dos processos bioquímicos de depuração 39
  • 40. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lagunagem  Para a obtenção de um efluente depurado a partir do sistema de lagunagem é exigido a utilização de mais do que uma lagoa, pois trabalhar-se apenas com uma lagoa torna o processo muito pouco flexível e pouco eficiente.  As duas primeiras lagoas têm uma profundidade de 1 a 2 metros e a terceira uma profundidade de cerca de 0,50 a 0,90 metros. Esta pode conter vegetais aquáticos (algas) e mesmo certos peixes. Nelas desenvolve-se, naturalmente, uma abundante flora bacteriana a qual se alimenta da matéria orgânica existente no esgoto e consome o oxigénio fornecido pelas micro-algas (princípio da fotossíntese) 40 Este tipo de ETAR pode também ser utilizado como tratamento complementar, secundário ou terciário. Neste caso a superfície requerida será significativamente menor (cerca de metade).
  • 41. 41 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas Esquema de tratamento em lagoas.
  • 42. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Lagunagem  As vantagens deste processo são:  boa qualidade do efluente final;  regularidade de funcionamento;  baixos custos de operação;  consumo de energia eléctrica nulo;  gestão das lamas muito simplificada, somente uma remoção das lamas na 1ª lagoa em intervalos de 2 a 3 anos;  eliminação total ou quase de germes.  Os seus principais inconvenientes são:  a necessidade de grandes áreas de terreno;  necessidade da sua prévia impermeabilização quando os mesmos são demasiadamente porosos;  risco de proliferação de mosquitos. 42
  • 43. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Canais de oxidação  Têm por base os mesmos princípios teóricos que os processos de tratamento por lamas activadas com arejamento prolongado. As principais diferenças consistem no facto do tanque ser substituído por um canal, aberto no terreno, da turbina ser de eixo horizontal em vez de vertical, e da decantação ser efectuada no próprio canal. Este actua, portanto, tanto como tanque de arejamento como de decantador secundário. O seu funcionamento é sempre em circuito fechado. 43 Esquema de um canal de oxidação.
  • 44. 6. Operações Biológicas Unitárias Operações e processos Operações biológicas  Canais de oxidação  A fase de arejamento alterna com a sedimentação por meio de arranques e paragens sucessivas das escovas. A entrada do esgoto é feita entre a fase de sedimentação e a fase de arejamento, intermitentemente, de modo que o esgoto introduzido no canal desloque, de cada vez, igual volume de líquido decantado.  As lamas são removidas periodicamente, para os leitos de secagem.  As suas principais vantagens são: boa qualidade do efluente final; investimento médio; exige pouco espaço.  Como inconvenientes referem-se: operação delicada; pessoal qualificado; elevado consumo de energia eléctrica. 44
  • 45. 45