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Apostila trat-esgoto capitulo-5

  1. 1. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.brCapítulo 5: Tratamento Anaeróbio. Em 1776 Alessandro Volta, físico Italiano, descobriu o “ar combustível”, formadoem sedimentos no fundo de lagos e rios. Oitenta anos mais tarde Reiset detectou aformação de metano em estrumeiras e propôs o estudo desse tipo de manejo de resíduospara explicar o processo de decomposição anaeróbia. Bechamp, em 1868, concluiu que o gás metano é formado por microrganismos.Sendo que em 1875, Popoff , investigou a formação de metano a partir de váriossubstratos. Em 1890, Van Senus verificou que a decomposição anaeróbia era feita por váriosmicrorganismos e Omeliansui isolou organismos que produziam hidrogênio, ácidoacético e butírico, a partir da celulose. Deduziu também que o metano seria produzido apartir da redução do gás carbônico por hidrogênio. 4 H2 + CO2 → CH4 + 2 H2O Em 1910, Sohngen verificou que a fermentação de materiais orgânicos produzemcompostos reduzidos como hidrogênio, ácido acético e gás carbônico. Demonstroutambém que ocorre a redução de CO2 para a formação de metano e assumiu que o ácidoacético é descarbonizado para fermentação de metano. Essa hipótese, hoje consideradacorreta, permaneceu em controvérsia por várias décadas. Em 1914, Thum e Reichle concluíram que o processo se dava em duas fases:ácida e metânica. Em 1916, Imhoff, denominou de digestão ácida e digestão metânica asfases do processo. Em 1940, Barker isolou a Methano Bacterium Omelianski que oxida etanol,, a 14acetato, a metano. Em 1948, Buswell e Sollo, utilizando C provaram que o metanovindo do acetato não ocorre através de redução de CO2 . Em 1956 Jerris verificou que 70% do metano produzido vinha do acetato. Em1967 Briant publicou que existem 2 espécies de bactérias que convertem a metano. Umapela via do acetato e outra pelo hidrogênio.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 196Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  2. 2. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br5.1 A microbiologia da digestão anaeróbia: De uma forma simplificada, o processo anaeróbio ocorre em quatro etapas. Naprimeira etapa, a matéria orgânica complexa é transformada em compostos mais simplescomo ácidos graxos, amino ácidos e açucares, pela ação dos microrganismos hidrolíticos. Na segunda etapa as bactérias acidogênicas transformam os ácidos e açucares emcompostos mais simples como ácidos graxos de cadeia curta, ácido acético, H2 e CO2 . Na terceira etapa, estes produtos são transformados principalmente em ácidoacético, H2 e CO2, pela ação das bactérias acetogênicas. Por fim, na última etapa, os microrganismos metanogênicos transformam essessubstratos em CH4 e CO2.- As bactérias hidrolíticas: O primeiro passo na digestão anaeróbia é a hidrólise dos polímeros de cadeialonga que é feita pelas bactérias hidrolíticas. Os principais compostos a seremhidrolisados são a celulose, as proteínas e os lipídios. A celulose é um polímero de cadeia longa, facilmente degradado por bactériasaeróbias, mas nos processos anaeróbios as bactérias aeróbias não sobrevivem, sendoentão a hidrólise mais dificultada. Um bom número de protozoários também contribuempara a fermentação da celulose. As bactérias celulósicas, podem entrar no esgoto atravésda fezes humana e principalmente de animais como o cavalo, o boi e o porco. O pH ótimo para a sobrevivência destas bactérias é de cerca de 6 e a temperaturaótima é 45o C. A fase de hidrólise compreende também a Liguinina, que compreende de 20% a30% da biomassa. É geralmente resistente à degradação anaeróbia, deve estar numatemperatura e pH altos e é parcialmente solubilizada e transformada em pequenascompostos que são facilmente digeridos para metano e CO2 .Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 197Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  3. 3. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br Pectina é um grupo complexo de polissacarídios. Os lipídios consistem deglicerina de cadeia - longa de ácidos carbônicos. As proteínas são cerca de 50% do totalda biomassa. Percebe-se que a hidrólise é um passo limitante para a conversão de matériaorgânica em metano. Os produtos das reações hidrolíticas são fermentados e depoistransformados em metanos. A tabela 1 mostra o produto da fermentação das principaisbactérias hidrolíticas.Tabela 1: bactérias envolvidas na fase hidrolítica da digestão anaeróbia. Organismos Origem Substrato Produtos Bacteroides Succinogenes Rumem Celulose F, A, S Bacteroides Fibrisolvens Rumem Celulose F, L, H2, CO2 Bacteroides Ruminicola Rumem Hemicelulose F,B,L,H2,CO2 Ruminococcus flavefaciens Rumem Celulose F,A,B,L,M,H2,CO2 Neocallimastix Frontalis Rumem Celulose F,A,L,S,M Rumem Spirochetes Rumem Pectina F,A,S,M Lachnospira Multiparus Rumem Pectina F,A,L,M,E,H2,CO2 Acetivibrio Cellulolyticus Digester Celulose A,E,H2,CO2 Clostridium Thermocellum Digester Celulose A,E,H2,CO2 Clostridium Papyrosolvens Sedimento Celulose F,A,L,E Clostridium Butyricum Sedimento Pectina A,B,M,E,H2,CO2F = Formol, A = Acetato, P = Propianato, B= butirato, S = Sucinato, lL = lactado,M = metanol, E = Etanol, IP = Isopropanol.Fonte: Chynoweth, D. P. e Isaacson R.(1987)Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 198Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  4. 4. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br- As bactérias transicionais: A bactéria transicional transforma a matéria orgânica solúvel produzida pelabactéria hidrolítica em substrato para metanogênese. Acetato no efluente pode sermetabolizado diretamente pela bactéria metanogênica, independente de iteraçõescatabólicas com outras bactérias. Alguns substratos são hidrolisados para amino - ácidosque podem ser usados com carbono servindo de energia para reações fermentativas. A bactéria fermentativa na digestão anaeróbia converte material orgânico solúvelpara ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, H2 e CO2 . Alguns produtos dasbactérias fermentativas como acetato e H2 , podem ser metabolizados diretamente pelabactéria metanogênica, mas outros como ácidos propiônicos e ácidos butírico não podemser digeridos diretamente. Segundo Chynoweth & Isaacson (1987), uma porção do acetato é sintetizado paraH2 e CO2 na digestão e uma pequena parte para ácido propiônico, ácido acético e ácidobutírico. Outros estudos indicam que culturas mistas produzem ácidos voláteis do H e 2CO2 ou do metanol.- As bactérias acidogênicas: Os açúcares e aminoácidos são absorvidos pelos organismos acidogênicos efermentados intracelularmente a ácidos graxos de cadeias mais curtas, como ácidopropiônico, butírico, além de CO2, H2 e acetato. As vias bioquímicas pelos quais osubstrato é fermentado, e a natureza do produto(tipo de ácido volátil produzido)dependerão, principalmente, do tipo de substrato e da pressão parcial de hidrogênio.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 199Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  5. 5. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br- As bactérias acetogênicas: As bactérias acetogênicas desempenham um importante papel entre a acidogênesee a metanogênese. Bactérias acetogênicas, produtoras de hidrogênio são capazes deconverter ácidos graxos com mais de 2 carbonos a ácidos acéticos, CO2, H2 que são ossubstratos para as bactérias metanogênicas.- As bactérias metanogênicas: As bactérias metanogênicas são o final do processo de decomposição anaeróbiada biomassa. Metano é o produto final da mineralização da digestão anaeróbia. Comocontraste a bactéria aeróbia metaboliza através da oxidação dos polímeros para CO2 eH2 O. As bactérias metanogênicas podem utilizar ácido fórmico e acético, além demetanol, metilamina, H2 e CO2 para a produção de metano. Cerca de 70 % do metanoproduzido pelas bactérias metanogênicas provém do acetato. As reações bioquímicas desse grupo de bactérias contribuem para a redução dapressão parcial de hidrogênio, viabilizando as etapas anteriores do processo dedegradação anaeróbia. A formação de metano como produto final do processo depende da existência depopulações com funções distintas , e em proporções tais que permitam a manutenção dofluxo de substratos e energia sob controle.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 200Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  6. 6. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.brTabela 2. Bactérias metanogênicas e seus respectivos substratos. Espécies SubstratosMethanobacterium formicicum DSM 863 H2-CO2Methanobacterium thermoautrophicum H2-CO2Methanobacterium bryantii M. O. H. H2-CO2Methanobacterium wolfei DSM2970 H2-CO2Methanobacterium uliginosum P2St H2-CO2Methanobacterium alcaliphilum WeN4 H2-CO2Methanobrevbacter ruminantium M1 H2-CO2Methanobrevbacter smithii PS H2-CO2Methanobrevbacter arboriphilicus DH1 H2-CO2Methanothermus fervidus DSM 2088 H2-CO2Methanococcus vannielii DSM 1224 H2-CO2Methanococcus Methanobacterium voltae PS H2-CO2Methanococcus thermolihotrophicus DSM 2095 H2-CO2Methanococcus maripaludis JJ H2-CO2Methanococcus jannaschii JAL-1 H2-CO2Methanococcus halophilus INMIZ - 7982 MethanolMethanospirillun hungatei JF1 H2-CO2Methanomicrobium mobile BP H2-CO2 Espécies SubstratoMethanomicrobium paynteri G - 2000 H2-CO2Methanogenium cariaci JR1 H2-CO2Methanogenium marisnigri JR1 H2-CO2Methanogenium thermophilicum CR1 H2-CO2Methanogenium aggregans MSt H2-CO2Methanogenium bourgense MS2 H2-CO2Methanosarcina barkeri MS H2-CO2, methanol e acetatoMethanosarcina mazei S-6 Methanol e acetatoMethanosarcina aceitivorans C2A H2-CO2, methanol e acetatoMethanosarcina thermophila TM-1 Methanol e acetatoMethanoplanus limicola DSM 2279 H2-CO2Methanococcoides methylutens TMA – 10 MethanolMethanolobus tindarius Tindari 3 MethanolMethanothrix soehngenii Opfikon AcetatoMethanothrix concilii GP6 AcetatoMethanosphaera stadmanae MCB-3 Methanol plus H2Fonte: Chynoweth, D. P. e Isaacson R.(1987)Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 201Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  7. 7. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br Figura 1. O ciclo do carbono O2 CO2 Respiração fotossíntese O2 Carbono Processo Aeróbio CO2 + Processo Carbono Ácidos H2 + CO2 CH4 + CO2 Orgânicos, H3COOHFonte: Chynoweth, D. P. e Isaacson R.(1987).Figura 2. Reações Metanogênicas.1. Hidrogênio: 4 H2 + CO2 → CH4 + 2 H2O;2. Acetato : 4 CH3COOH → CH4 + CO2;3. Formol : 4 CH3OH → 3 CH4 + CO2 + 2 H2O;4. Metamos: 4 CH3OH → 3 CH4 + CO2 + 2 H2O;5. Trimetilanina : 4 (CH3)3N + 6 H2O → 9 CH4 + 3 CO2 + 4 NH3;6. Dimetilanina : 2 (CH3)2NH+ 2 H2O → 3 CH4 + CO2 + 2 NH3;7. Monometilanina : 4 (CH3)NH2 + 2 H2O → 3 CH4 + CO2 + 4 NH3.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 202Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  8. 8. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br FIGURA 3 : Balanço da digestão anaeróbia MATERIAL ORGÂNICO EM SUSPENSÃO PROTEÍNAS, CARBOIDRATOS E LIPÍDIOS 21 40 5 39 HIDRÓLISE 34 AMINO ÁCIDOS , AÇUCARES ÁCIDOS GRAX0S 66 3 ACIDOGÊNESE PRODUTOS 2 INTERMEDIÁRIOS PROPIANATO, BUTIRATO, ETC ACETOGÊNESE 2 1 2 1 8 3 11 ACETATO HIDROGÊNIO ? 70 30 METANOGÊNESE METANO fonte: LETTINGA e HAANDEL (1994)Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 203Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  9. 9. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.brFigura 4 :Estágios do processo de digestão anaeróbia.ESTÁGIO GRUPO DE MICRORGANISMOSSOLUBILIZAÇÃO lipídios proteínas carboidratos ↓ ↓ ↓ HIDROLÍTICO ac. graxos amino ácido açucares ↓↓ ACIDOGÊNICOSACIDOGÊNESE ac. graxos de cadeia curta + H2 + CO2 ( prop., butírico, acético ) ↓ACETOGÊNESE ácido acético + H2 + CO2 ACETOGÊNICOS ↓ ↓METANOGÊNESE CH4 + CO2 CH4 METANOGÊNICOSFonte: Sam-Soon, P.A.L.N.S.et al., 1987, apud Oliva L. C. H. V.,(1992).5.2 A Termodinâmica da digestão anaeróbia. O conhecimento da acetogênese foi significativamente ampliado peloentendimento dos aspectos termodinâmicos envolvidos, tendo resultado na elucidação dealguns mecanismos de auto – controle do processo. O estudo das trocas de ene rgia que ocorrem em reatores anaeróbios é difícil nãoapenas porque o processo e por si só complexo; mas, também, pela dificuldade de semedirem os produtos finais e intermediários que se apresentam em concentrações muitobaixas. Assim, as considerações sobre a termodinâmica do processo se restringem àanálise da variação da energia livre padrão das principais reações.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 204Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  10. 10. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.brNo quadro 1 apresentam-se algumas relações redox importantes no processo de digestãoanaeróbia.Quadro 1: Reações importantes nos processos anaeróbios:Oxidações (doadoras elétrons ) ∆ G0 , kJPropionato → acetato CH3 CH2 COO + 3 H2 O → CH3 COO + H + HCO3 + H2 - - + - + 76,1Butirato → acetato CH3 CH2 CH2 COO- + 2 H2 O → 2 CH3 COO- + H+ + 2 H2 + 48,1Etanol → acetato CH3 CH2 OH + H2 O → CH3 COO- + H+ + 2 H2 + 9,6Lactato → acetato CH3 CHOHCOO- + H2 O → CH3COO- + HCO-3 + H + 2H2 - 4,2Acetato → metano CH3 COO- + H2 O → HCO3 - + CH4 - 31Reduções (recebe elétrons)HCO3 - → acetato 2 HCO3 - + 4 H2 + H+ → CH3 COO- + 4 H2 O - 104,6HCO3 - → metano HCO3 - + 4 H2 + H → CH4 + 3 H2 O -135,6Sulfato → sulfeto SO4 2- + 4 H2 + H+ → HS- + 4 H2 O -151,9Sulfato → sulfeto SO4 2- + CH3 COO- + H+ → 2 HCO3 - + H2 S -59,9Nitrato → amônia NO3 - + 4 H2 + 2H+ → NH4 + + 3 H2 O -559,9Nitrato → amônia NO3 - + 4 H2 + 2H+ → NH4 + + 3 H2 O -511,4Nitrato → nitrogênio 2 NO3 - + 5 H2 + 2 H+ → N2 + 6 H2 O -1120,5 O quadro 1 mostra claramente que, em sua maioria, as reações bioquímicasacetogênicas são termodinamicamente desfavoráveis ( ∆Go > 0) nas condições padrão.Isto é, caso as espécies químicas indicadas à direita estejam presentes nas concentraçõesindicadas pela reação, ela se dá no sentido de formar as espécies químicas à esquerda. Como a metanogênese depende da disponibilidade de acetato, é importante que oequilíbrio das reações acetogênicas seja deslocado para a direita, o que é conseguido coma remoção contínua de H2 , através das reações recebedoras de elétrons. Os cálculos termodinâmicos, associados a essas reações, estão ilustrados na fig. 5e indicam que a oxidação de ácido propiônico a acetato ( linha 1 ) torna-setermodinamicamente favorável à pressão parcial de H2 menor que 10-4 atm, enquanto quea oxidação de ácido butírico torna-se favorável a pressão parcial de H igual ou menor 2que 10-3 atm. Similarmente, a oxidação de etanol e lactato ( linhas 3 e 4) é inibida àpressão parcial de H2 próxima a 1 atm ( Harper e Pohland, 1986).Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 205Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  11. 11. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br A avaliação da energia livre das reações possíveis de ocorrer no meio informa nãosó sobre a viabilidade e condições em que ocorrem, mas, também, indicam quais reações,dentre as que utilizam o mesmo substrato, são mais favoráveis, estabelecendoordenamento hierárquico entre elas, em função dos valores de ∆G0 . Assim, entre duasreações do mesmo substrato, a de menor ∆G0 deverá prevalecer. Embora outros fatoresambientais possam influir no processo como um todo, essa ordem hierárquica tem sidoconfirmada experimentalmente para a maioria das reações mostradas no quadro 1. Observa-se, por exemplo, que a redução de sulfato a sulfeto ( linha 7) é maisfavorável que a metanogênese do bicarbonato. Pode-se constatar, também que, parapressões de H2 acima de 10-4 atm, a respiração metanogênica do bicarbonato é maisfavorável que a metanogênese a partir do acetato (linha 9). Verifica-se, ainda que, doponto de vista termodinâmico, a redução de sulfato a partir do acetato ( linha 10 ) é maisfavorável que a metanogênese acetoclástica. Cabe ressaltar, no entanto, que essapreferência, amplamente reportada em ambientes marinhos, não tem sido confirmada emexperimentos com reatores de bancada ( Rinzena e Lettinga, 1986; Callado e Foresti,1992). A redução de sulfato por H2 ( linha 7) é mais favorável que a oxidação do acetatopelas BRS ( linha 10), para pressões de H2 acima de 10-4 atm, com os demais reagentesnas concentrações indicadas.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 206Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  12. 12. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br5.3 A digestão anaeróbia A digestão anaeróbia é um processo fermentativo que tem como finalidade aremoção de matéria orgânica, a formação de biogás e a produção de biofertilizantes maisricos em nutrientes, portanto é uma alternativa atraente para alguns casos de esgotoindustrial e esgoto sanitário. Uma das dificuldades encontradas inicialmente era odesconhecimento dos fatores que influenciavam a digestão anaeróbia. A dificuldade atual a ser superada na aplicação da digestão anaeróbia para àestabilização de águas residuárias , é alcançar a alta retenção da biomassa ativa no reatoranaeróbio, usando-se meios simples e baratos. Como um método de tratamento de águas residuárias, a digestão anaeróbiaoferece um número de vantagens significantes sobre os sistemas de tratamento aeróbiosconvencionais disponíveis atualmente.- Vantagens: •Baixa produção de lodo biológico, •Dispensa energia para aeração, •Há produção de metano, •Há pequena necessidade de nutrientes, • O lodo pode ser preservado ativo durante meses sem alimentação, • O processo pode trabalhar com altas e baixas taxas orgânicas,- Desvantagens: •Nem sempre atende a legislação; • A partida dos reatores pode ser lenta devido as bactérias metanogênicas; • Falta de tradição em sua aplicação.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 207Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  13. 13. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br5.4. Os fatores que influenciam a digestão anaeróbia. Segundo Souza(1983), os principais fatores que prejudicam a digestão anaeróbiasão o desequilíbrio entre os microrganismos, o aumento repentino da carga orgânica, ograu de contato entre as bactérias e o esgoto, a mudança de temperatura e a influência decompostos tóxicospH e ALCALINIDADE: O pH e alcalinidade de bicarbonato são fatores relacionados. SegundoForesti(1993), o pH ótimo para a digestão anaeróbia é de 6.8 - 7.5, mas o processo aindacontinua bem sucedido num limite de 6.0 - 8.0, embora numa taxa mais baixa. Oprincipal fator de tamponamento num digestor é o sistema gás-carbonico/bicarbonato.Uma quantidade adequada de alcalinidade de bicarbonato deveria sempre estar disponívelpara prevenir uma queda de pH abaixo de 6.0 devido à rápida formação de ácidos voláteisdo material orgânico complexo e devido à metanogênese retardada (como por exemplo oresultado de uma queda de temperatura). Os ácidos voláteis não dissociados, que penetram na membrana celular maisfacilmente , são a forma tóxica, porque uma vez dentro da célula, diminuirão o pHcomo um resultado de sua dissociação.Resultados publicados(Letinga,1980), indicam que certos metanogêneses,particularmente aqueles degradantes de ácido acético, podem adaptar-se de um certomodo a valores de pH mais baixos. Deveria ser reconhecido que na digestão de ácidos voláteis neutralizados umaquantia de substâncias de alcalinidade de bicarbonato é sempre produzida, ao passo quena produção de ácidos o inverso é verdadeiro. Por exemplo, em culturas de fermento dometanol, baixos valores de pH podem ser tolerados desde que o metanol seja degradadodiretamente e não via formação intermediária de ácidos. Ao examinar o efeito do pH na estabilidade dos processos de tratamentoanaeróbio deveria ser enfatizado que as restrições mencionadas acima aplicam-se apenasCurso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 208Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  14. 14. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.brao pH do líquido misturado no digestor, e não ao pH do afluente. Resultados obtidos comágua residuária, mostram que valores de pH baixos no afluente podem ser tolerados..Obviamente o processo deveria ser estritamente controlado em se tratando de resíduosácidos, em particular medidas de pH devem ser feitos na parte inferior do reator, perto daentrada alimentadora. Para prevenir riscos de transtornos no pH é benéfico aplicar comfreqüência recirculação efluente. Os principais indicadores de distúrbios nos processos anaeróbios são o aumentona concentração de ácidos voláteis, aumento da porcentagem de CO2 no biogás,diminuição do pH, diminuição na produção total de gás e diminuição na eficiência doprocesso. A importância da alcalinidade é manter o sistema sempre em equilíbrio, para quenão varie o pH mesmo com a produção de H+. A alcalinidade total de um sistema é asoma das alcalinidades devida ao bicarbonato (AB) e aos próprios ácidos voláteis (AV):AT = AB + 0,85 x 0,833 x AV onde 0,85 é a porcentagem de ácidos voláteis que sãodetectados, e 0,833 é o fator de transformação de CH3COOH para CaCO3. O nitrogênioamoniacal, em concentrações elevadas, contribui para a formação de alcalinidade, entãoajuda também na estabilização do processo. Para o ajuste do pH é necessário que seadicione cal até se atingir o pH entre 6,8 e 7,0(Souza, M.E.,1980). Segundo Foresti (1993), o pH varia menos quando ocorre mudanças naalcalinidade a altas concentrações de CaCO3, conforme tabela abaixo. Verifica-se que para altas concentrações de CaCO3 ( > que 2000mg/l) o pHótimo (entre 6,8 e 7,0) só é atingido com uma produção muito grande de CO2, indicandoque a metanogênese não esta ideal, e que a concentração de bicarbonato deve variar entre250 mg/l e 1000 mg/l ( figura 6).Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 209Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  15. 15. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br FIGURA 6: A importância do bicarbonato no efeito do tamponamento.% CO2 50 640 6,2 6,4 6,630 6,8 7,0 7,220 7,4 7,6 7,8 8,0 8,2 10 8,4 250 500 1000 2500 5000 10000 25000 Mg / l de CaCO3 fonte : Foresti, E. (1993) TEMPO DE DETENÇÃO CELULAR: Nos processos anaeróbios a eficiência do contato entre as bactérias e a matéria orgânica esta no material de enchimento e no seu índice de vazios que serve de suporte para as bactérias sem permitir seu acarreamento. Com um grande tempo de detenção celular supostamente a biomassa não está sendo utilizada em sua capacidade máxima: se U = DS/DT , θc = DX/DT , 1 = Y . U - Kd e DS/DT = K S ; X DX θc X Ks + S Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 210 Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  16. 16. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br (1) (2) (3) (4)então percebe-se que pela equação 3, quanto maior o θc menor será a taxa de utilizaçãodo substrato ( U ) e que aumentando o substrato ( S ) a taxa de utilização ( U ) aumentatambém (equação 4). Esta hipótese explica porquê as variações nas concentraçõesafluentes do substrato So provocam flutuações pouco significativas na concentração doefluente.TEMPERATURA: Outro fator preocupante é o da temperatura, as bactérias metanogênicas sãobastante sensíveis a variações, especialmente a elevações de temperatura. O processopode ocorrer nas faixas mesofílica (15°C a 45°C ) ou termofílica (50°C a 65°C). Naverdade as temperaturas ótimas são de 35°C a 37°C para mesofílicas e 57°C a 62°Cpara as termofílicas. Trabalhar em temperatura ótima parece ser vantajoso quando se tem compostostóxicos, pois segundo Souza, M. E.(1984) " ensaios realizados em escala piloto, com lodode esgoto contendo elevadas concentrações de compostos tóxicos, parecem indicar que adigestão anaeróbia resiste mais a cargas de choque de compostos tóxicos, quando atemperatura está mais próxima da temperatura ótima". Temperatura: Três limites de temperatura podem ser distinguidos no tratamentoanaeróbio: • termofílica, 50 - 65°C, e às vezes até mais alta, • mesofílica, 20 -40°C, • psicrofílica 0 - 20°C. Será evidente que os limites exatos de temperatura não podem ser fornecidos, eexistem informações pouco relevantes para os limites termofílicos e psicrofílicos. Delonge obteve-se o mais completo corpo de dados para digestão sob condiçõesCurso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 211Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  17. 17. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.brmesofílicas, mas há algum potencial para processos sob condições psicrofílicas,particularmente para dissolver formas de resíduos. Em vista da baixa taxa de hidrólise em temperaturas abaixo de 15 - 20°C, estepotencial não parecia aplicar-se à matéria orgânica complexa (não dissolvida). Digestãotermofílica poderia comprovar ser uma opção interessante para uma digestão mais rápidada matéria orgânica complexa, mas ainda assim há pouca experiência prática nesta faixade temperatura. Os resultados obtidos em novas pesquisas, indicam que o aumento deácido propiônico representa um fator limitante na iniciação dos processos de digestãotermofílica. Além do mais o processo parece estar mais propenso a não dar certo sobcondições termofílicas comparada com condições mesofílicas(Souza,1984). Com respeito à dependência da temperatura de culturas mesofílicas, dadosexistentes indicam que mesmo em temperaturas tão baixas quanto 10 - 15°C ocorre umaconsiderável atividade metanogênica . Entretanto, em vista da acentuada queda da taxa deorganismos mesofílicos em temperaturas acima de 42°C, deveriam ser evitados choquesde temperatura acima de 42°C, particularmente se eles durarem mais do que um dia. Adespeito das taxas lentas de hidrólise em temperaturas mais baixas, o potencial dotratamento anaeróbio, mesmo para esgotos mais complexos, não deveria ser subestimadoporque existe uma certa adaptação de bactérias às condições psicrofílicas que podeocorrer depois de um tempo.(Lettinga,1980) Deveria ser lembrado que processos de lodos ativados de taxa baixa possuemcarregamento orgânico menor que 0.5kg DQO.m -3.dia -1. Resultados (Lettinga,1980) deexperimentos UASB em planta piloto com águas residuárias ao natural mostraram quepode-se alcançar remoções de DQO eficazes (60 - 80%) com taxas de carregamentoorgânico de até 1.5kg DQO.m -3.dia -1 em temperaturas tão baixas quanto 7 - 10°C. Os sistemas de tratamento anaeróbio podem tolerar flutuações acentuadas natemperatura num raio de 10 - 42°C, desde que essas flutuações não iniciem condiçõesadversas. Ambos os processos de digestão termofílica e psicrofílica combinam umnúmero de vantagens e desvantagens sobre os processos de digestão mesofílica.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 212Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  18. 18. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br5.5 A toxicidade nos processos anaeróbios: Segundo Foresti, E. (1993) "durante décadas difundiu-se o conceito errôneo deque os processos anaeróbios seriam extremamente sensíveis a cargas tóxicas queprovocariam a morte da biota, e, consequentemente, o colapso dos reatores, na seguinteseqüência de eventos: exposição das metano-bactérias a agentes tóxicos, acúmulogradativo de ácidos voláteis e abaixamento do pH”. Os compostos tóxicos podem ter diferentes efeitos sobre as bactérias, podem serbactericida quando as bactérias não se adaptam a determinadas concentrações do tóxico ebacterostático quando se adaptam a determinadas concentrações de tóxico. Veremos nafigura 7 o efeito do produto tóxico quando for bacterostático.FIGURA 7: Gráfico produção de metano X tempo, com a aplicação de produtotóxico de efeito bacterostático.PRODUÇÃO DE PRODUTOS TÓXICOSMETANO CURVA DE RECUPERAÇÃO PRODUTOS TÓXICOS DIAS FONTE: Foresti (1993).Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 213Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  19. 19. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br A forma da curva de recuperação é similar a fornecida pela equação de oxigêniodissolvido em rios submetidos à poluentes orgânicos.Gt : A e-k1 t + B e k2 tGt : produção de metano;A e B : constantes empíricas;t : tempo após a adição de tóxico;k1 e k2 : constantes;k1 : taxa de toxicidade;k2 : taxa de recuperação ou adaptação. Além da aclimatação, outra maneira de combater os compostos tóxicos é oantagonismo, onde produtos tóxicos são anulados na presença de outros. Como exemploo Sódio e Potássio que se anulam, diminuindo o efeito tóxico dos dois. Precipitaçãoatravés do sulfeto é a maneira de combater os metais pesados.As metanos bactérias apresentam taxas de crescimento baixo e utilizam apenas umapequena fração da DQO para a síntese celular. Portanto, caso o tóxico seja realmentebactericida, o período de reajuste pode ser demorado. Segundo Foresti,E.(1993), " Recentes estudos em laboratório mostram que oefeito da grande maioria dos tóxicos sobre as metanos-bactérias é bacterostáticos nasconcentrações em que ocorrem normalmente". A população anaeróbia tem grande capacidade de adaptação a cargas tóxicas, masé necessário um tempo de adaptação para que seu funcionamento seja normal.. Empopulações não adaptadas, as características tem seguido o mesmo padrão:a- decréscimo da produção de metanob- recuperação do reator que volta rapidamente a exibir o mesmo desempenho da faseanterior à exposição de tóxicos.c- o tempo em que o reator perde capacidade é proporcional à concentração de tóxicosadicionados.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 214Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  20. 20. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br É importante salientar que populações adaptadas podem ser submetidas aconcentrações tóxicas muito maior que as não adaptadas. A seguir algumas concentrações aceitáveis pelas bactérias metanogênicas.Nitratos: Inibição para concentrações > que 50 mg de N / L; Mac Carty - 1964Cianetos: Inibição a partir de 40 mg / L; Yang - 1980Fenóis: Inibição a partir de 700 mg / L; Neufeld - 1980Metais Alcalinos: Concentração mg / LCátions Estimulante Pouco inibitório Muito inibitórioSódio 100 - 200 3500 - 5500 8000Potássio 200 - 400 2500 - 4500 12000Cálcio 100 - 200 2500 - 4500 8000Magnésio 75 - 150 1000 - 1500 3000 Mac Carty - 1964Metais Pesados : toxicidade apenas para materiais solúveis. Mac Carty - 1964Nitrogênio Amoniacal: inibição a partir de 5000 mg / L. Velsen - 1979Oxigênio: inibição a partir de 1300 mg/ L. Fillds - 1971Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 215Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  21. 21. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br5.6 Tipos de biodigestores anaeróbios; Os biodigestores convencionais são reatores anaeróbios que normalmenterecebem o lodo decantado de decantadores primários e secundários. São sistemasdestinados ao tratamento da fase sólida, com as finalidades de eliminação de mausodores e transformação do material em um lodo menos instável e com menor teor deumidade, de destruir ou reduzir a níveis previamente estabelecidos os microorganismospatogênicos, estabilizar total ou parcialmente as substâncias instáveis e a matériaorgânica presente nos lodos frescos, reduzir o volume de lodo através dos fenômenos deliquefação, gaseificação e adensamento e permitir o uso do lodo, quando este estiverestabilizado convenientemente, como fonte de Húmus ou condicionador de solo para finsagrícolas. As fossas sépticas: são unidades de escoamento horizontal e contínua, que realizaa separação de sólidos, decompondo-os anaerobiamente. A fossa séptica não é umsimples decantador e digestor, mas é uma unidade que realiza simultaneamente váriasfunções como: decantação e digestão de sólidos em suspensão que irá formar o lodo queirá se acumular na parte inferior, ocorrerá a flotação e uma retenção de materiais maisleves e flotáveis como: óleos e graxas que formarão uma escuma na parte superior, osmicroorganismos existentes serão anaeróbios e ocorrerá a digestão do lodo com produçãode gases. Os tanques Imhoff tem as finalidades idênticas às unidades de tratamentoprimário, possuindo no mesmo tanque as principais finalidades daquele tratamento, ouseja, decantação ou digestão de sólidos. funciona como se fossem unidades separadas.Apresenta grandes vantagens em relação as fossas sépticas devido a ausência departículas de lodo no efluente, a não ser em operações anormais. O efluente líquidoapresenta geralmente eficiência variando com as seguinte reduções: sólidos suspensos( 50- 70%), remoção de DBO( 30 - 50 %). Tem como principais problemas uma grandequantidade de sólidos flutuantes e acumulação de escuma. O reator de contato anaeróbio: tem semelhanças com lodos ativados, só que osmicrorganismos são anaeróbios, há mistura, aquecimento e tanque de equalização, seuCurso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 216Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  22. 22. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.brtempo de detenção é de 24 horas, com reciclo o tempo de detenção hidráulico é menorque o tempo de retenção celular e tem alta qualidade depuradora. O filtro anaeróbio tem como principais características seu fluxo ser ascendente,não ter mistura, pode haver aquecimento, tempo de detenção hidráulico costuma serpróximo de 24 horas, os microorganismos podem se manter por longos períodos,dificuldade de remoção de sólidos suspensos. O Reator Anaeróbio de Manta de Lodo (UASB) é uma unidade de fluxoascendente que possibilita o transporte das águas residuárias através de uma região queapresenta elevada concentração de microrganismos anaeróbios. O reator deve ter seu afluente criteriosamente distribuído junto ao fundo, demaneira que ocorra o contato adequado entre os microrganismos e o substrato. O reatoroferece condições para que grande quantidade de lodo biológico fique retida no interiordo mesmo em decorrência das características hidráulicas do escoamento e também danatureza desse material que apresenta boas características de sedimentação , esta éconseqüente dos fatores físicos e bioquímicos que estimulam a floculação e a granulação. Na parte superior do reator existe um dispositivo destinado à sedimentação desólidos e à separação das fases sólido - líquido - gasoso. Esse dispositivo é defundamental importância pois é responsável pelo retorno do lodo e consequentementepela garantia do alto tempo de detenção celular do processo.5.7. O UASB:5. 7. 1 O estado da arte na Europa: O tratamento anaeróbio na Europa, tem se desenvolvido muito. De 1977 a 1983 osdigestores anaeróbios aumentaram de 20 para 500 unidades(industriais e agrícolas).Nestes últimos anos a indústria química começa a aceitar a tecnologia anaeróbia, emboracautelosamente. Com a crise de energia de 1974 iniciou-se busca de alternativas de energia. Aesse respeito sabia-se que a fermentação da matéria orgânica produz biogás. Nos anos 70a preocupação com a energia foi acoplada a um segundo conceito, o desenvolvimentodo conhecimento de ciências biológicas, com isto, os antigos digestores anaeróbiosCurso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 217Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  23. 23. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.brpoderiam ser alterados, transformando-se em reatores de alto desempenho, com oprimeiro objetivo a produção de gás e com segundo de diminuir a poluição causada. A produção de gás permitia que durante o período de altos preços de energia oreembolso investido era de 5 a 10 anos. No momento, os preços dos combustíveis, estãomais baixos, sendo o reembolso de 15 a 20 anos. Existe uma configuração em Bavel, Holanda. Um UASB é operado com esgotodoméstico numa taxa de 10 Kg DQO / m3 d., com uma remoção de DQO de 80 a 90%. Na indústria alimentícia, a digestão anaeróbia tem sido aceita vagarosamentecomo uma técnica confiável. Já na indústria química, a digestão anaeróbia ganhaaceitação apenas recentemente. Atualmente se focaliza o fenômeno da formação degrânulos , a remoção de sulfato e na degradação e detoxificação anaeróbia dassubstâncias químicas. No presente, está claro que o Reator UASB é o tipo mais predominante para otratamento anaeróbio de esgoto. Há poucos relatórios publicados declarando que estatecnologia não é aceita para um esgoto específico.5. 7. 2 A eficiência do UASB: Como um método de tratamento de águas residuárias, a digestão anaeróbiaoferece um número de vantagens significantes sobre os sistemas de tratamento aeróbiosconvencionais disponíveis atualmente. - Vantagens • Baixa produção de lodo biológico, • Dispensa energia para aeração, • Há produção de metano, • Há pequena necessidade de nutrientes, • O lodo pode ser preservado ativo durante meses sem alimentação, • O processo pode trabalhar com altas e baixas taxas orgânicas,Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 218Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  24. 24. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br - Desvantagens• A digestão anaeróbia pode ser sensível na presença de compostos CHCL3, CCL4 e CN • O período de partida para reatores pode ser relativamente demorado devido a baixa taxa de crescimento celular das bactérias metanogênicas, • Falta de tradição em sua aplicação; • Não promove a nitrificação. A maior dificuldade a ser superada na aplicação da digestão anaeróbia para àestabilização de águas residuárias , é alcançar a alta retenção da biomassa ativa no reatoranaeróbio, usando-se meios simples e baratos. Este problema tem sido amplamentesolucionado com o desenvolvimento do reator anaeróbio de manta de lodo(UASB) . As idéias básicas sustentando o conceito UASB são: • o lodo anaeróbio possui características de sedimentabilidade excelentes, uma vez que condições favoráveis para o crescimento de bactérias e floculação do lodo são mantidas, • A manta de lodo deve resistir às altas forças da mistura, isto é não deve haver dispersão das partículas da manta de lodo em grande quantidade, • o desgaste das partículas desprendidas da manta de lodo pode ser minimizado criando-se uma zona inativa dentro do reator, e instalando um dispositivo na parte superior do reator que force a sedimentação das mesmas, Para a operação satisfatória do dispositivo , deve ser efetuada uma separaçãoeficaz dos gases aprisionados e retidos do lodo, e o sistema deve promover o retorno dolodo assentado de volta ao compartimento do digestor. Para atingir uma separação eficaz,a área da superfície da interface (superfície comum entre dois corpos) dos gás líquido nocoletor de gás deveria ser dimensionada para que as bolhas de gás retidas nos flocos delodo possam escapar facilmente.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 219Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  25. 25. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br O potencial dos processos anaeróbios para tratamento de esgotos sanitários écertamente maior do que é geralmente aceito hoje em dia. Também, o processo éaplicável mesmo em temperaturas consideravelmente abaixo de 35o, sendo muitofavorável para climas tropicais. Como mencionado , um dos principais problemas no processo UASB pode ser olongo período de tempo envolvido na partida: • o processo deveria ser iniciado com uma carga de lodo de aproximadamente 0.05 kg DQO.kg SSV-1.dia -1, • o carregamento orgânico aplicado no reator não deveria variar repentinamente, • as condições de meio ambiente para o crescimento deveriam ser ótimas,Na maioria dos tipos de esgoto, um lodo com uma boa assentabilidade e atividadeespecífica razoavelmente alta (0.75 kg DQO.kg SSV-1.dia -1) se desenvolverá dentro deum período de 6 a 12 semanas, e então cargas de até 10 kg. DQO.m -3.dia -1 podem entãoser aplicadas(Lettinga, 1980). Um ótimo início é essencial para desenvolver um lodo comas características requeridas, especialmente no que diz respeito às suas propriedades desedimentação. Uma das principais características do processo UASB é que, com tempo,um lodo granular se desenvolverá tendo uma boa sedimentação. Estudos extensivos (Lettinga,1980) são realizados em laboratórios para elucidaro mecanismo da formação de grânulos. Pelo menos dois tipos de grânulos podem sercultivados: • um grânulo composto de bactérias com forma de bastão • um grânulo composto de bactérias fibrosas, Ambos os tipos de grânulos tem uma atividade específica alta, excedendo 1.5 kgDQO.kg SSV-1.dia -1) até 30°C, e uma alta assentabilidade. Fatores importantes noprocesso de granulação são:Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 220Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  26. 26. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br • a condição para crescimento, especialmente para aqueles organismos que granulam facilmente, • condições de floculação para o lodo devem ser favoráveis: O UASB é um processo bom para selecionar os organismos adequados paragranulação do lodo semeado, permitindo que os materiais mais pesados e mais ásperosacumulem dentro do sistema, e os organismos fibrosos purificados. Uma vez que oprocesso de granulação ocorre, cada vez menos problemas serão encontrados na retençãoda biomassa desde que gradativamente tornem-se mais pesados e maiores em tamanho.Também, a medida que os grânulos preliminares acumulam-se nas regiões mais baixas doreator, perto da entrada de alimentação, o crescimento das bactérias presentes nosgrânulos é favorecido em relação ao das bactérias dispersas na parte superior do reator,devido à falta de substrato em cima(Lettinga,1980).5.7.3 Fatores ambientais importantes no tratamento de águas residuárias peloUASB. Requisitos necessários para nutrimento: Um desempenho ótimo dos processos detratamento biológicos requer a presença e disponibilidade de todos nutrientes essenciaispara o crescimento bacteriano (N,P,S, traços) em quantias apropriadas. Toxicidade: Obviamente, um conhecimento adequado no que diz respeito aconcentrações tóxicas deveria ser utilizado para a maioria dos componentes relevantes.Entretanto, ao estudar toxicidade generalizações radicais têm sido feitas com freqüênciana literatura de quantia limitada de dados experimentais. Isto é particularmenteverdadeiro para o efeito da salinidade. Em experiências com resíduos descobriu-se queconcentrações de NaC1 significantemente altas podiam ser mais toleradas do que preditascom base nos dados da literatura para culturas de enriquecimento de acetato. Osresultados obtidos mostram que um processo de digestão estável e altamente ativopoderia ser mantido a 10g Na+ /1 e ainda mais alto, ao passo que afirma-se que Na+ sejatóxico numa concentração de 8g/1 . O problema é o tempo que deveria ser permitido paracapacitar os organismos a se adaptarem ao novo ambiente. Na interpretação dos dados dealgumas literaturas este fato não é considerado.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 221Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  27. 27. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br Evidência clara da importância da adaptação tem sido obtida particularmentepara o efeito NH4+, para o qual um valor tóxico para culturas não adaptadas de 3g/1 tersido registrado. Em experiências de digestão com resíduos de suínos descobriu-se que adigestão estável é possível numa concentração excedente à 3g NH4+ -N/1 . A adaptaçãotambém ocorre para outros compostos (Lettinga,1980). Organismos metanogênicos não se aclimatam significantemente aos compostoscomo CHC14, CHC13, CH2C12 etc., que são extremamente tóxicos mesmo emconcentrações baixas . Medidas a serem tomadas em tratamentos como esgoto contendocomponentes clorinatados transitórios poderiam ser a de estabilizar o esgoto antes dadigestão anaeróbia(Souza,1984). Um outro componente tóxico que causa problemas é o formol. Embora menostóxico do que CN e CHC13 etc., o formol pode ocorrer em alguns esgotos emconcentrações altas o suficiente para causar um sério transtorno ao sistema anaeróbio. Oformol mata os organismos, e uma vez que a concentração for tal, que a taxa de morte dasbactérias exceda o crescimento delas, o processo passa por um transtorno irreversível,que é difícil de retificar uma vez que os organismos anaeróbios parecem ser incapazes deadaptar-se a este componente. A mesma coisa é verdadeira para o sulfito, embora neste caso a adaptação dametanogênese seja possível. Além do mais, organismos específicos (redutores de sulfato)podem reduzir SO3 2- , tornando os sistemas de tratamento anaeróbio resistentes paraconcentrações altas de SO3 2- . Obviamente a redução de SO3 2- e outras contendocomponentes S resulta na formação de H2S, um composto que é apenas moderadamentetóxico apesar de ser particularmente incômodo devido ao seu acentuadoodor(Souza,1984).Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 222Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  28. 28. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br5.7.4 A Importância dos parâmetros envolvidos no processo. À parte os vários fatores ambientais, a digestão anaeróbia é também afetada porum número de outros fatores tais como os carregamentos orgânicos e hidráulicosaplicados, intensidade das mistura mecânica, e as características de alimentação.• Cargas Orgânicas e Hidráulicas Duas situações extremas podem ser consideradas: subcarregamento esupercarregamento. Supercarregamento em sistemas de tratamento, principalmente de esgotodissolvido, resultará numa queda de eficiência dos mesmos, provavelmente devido àinibição temporária da metanogêneses pelos ácidos voláteis acumulados. No tratamento de esgoto não dissolvido supercarregado também resultará numaacumulação de alimentação de sólidos suspensos, e consequentemente numa acentuadaqueda na capacidade de metanogênese no lodo, uma fraca decomposição doscomponentes e um fraco grau de estabilização dos sólidos. O efeito do subcarregamento é muito menos drástico, desde que a temperaturado digestor não seja mantida a uma temperatura acima de 25°C por um extenso período(meses, por exemplo). Segundo Lettinga(1980), descobriu-se que o lodo anaeróbio podeser preservado sem alimentação por vários meses e mesmo anos sem qualquer perdadramática na atividade metanogênica específica, isto se a temperatura for mantida abaixode 15°C. As cargas orgânicas e hidráulicas são fatores inter-relacionados à concentraçãodo esgoto a ser tratado. A carga hidráulica se tornará apenas num fator limitante notratamento de esgoto de baixa concentração, ao passo que para o esgoto de concentraçãomédia e alta a carga orgânica é sempre fator limitante. O principal efeito das cargas hidráulicas muito altas é a queda na eficiência dotratamento devido os contatos curtos demais . Além do mais o desgaste da massabacteriana viável pode ultrapassar o crescimento desta, levando o digestor ao colapso.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 223Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  29. 29. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br• Mistura Mistura mecânica pode às vezes ser requisitada para prevenir a montagem deuma camada de espuma, e também para prevenir curto-circuito (canalização) na manta delodo de uma reator UASB, ou seja efetuar o contato desejado entre o lodo e a água deesgoto ao ser tratada. A agitação pode ser efetuada pelo recirculação do gás, recirculaçãode lodo ou pela mistura mecânica. No entanto, como foi mencionado anteriormente, uma das principais idéiassustentando o conceito do UASB é evitar qualquer mistura mecânica no digestor, ouconserva-lo no mínimo para manter uma assentabilidade satisfatória do lodo. Além domais a agitação mecânica afeta adversamente a partida da digestão.• Características da alimentação. Uma importante consideração ao aplicar a digestão anaeróbia ao tratamento deáguas e esgoto é se os poluentes orgânicos estão ou não presentes numa forma dissolvida. Como mencionado anteriormente, um acúmulo significante de alimento na manta delodo pode ocorrer num tratamento de esgoto contendo uma apreciável fração de materialinsolúvel, e este acúmulo depende da assentabilidade e características de floculação destematerial, a carga aplicada, é importante na biodegradabilidade da matéria orgânica.5.7.5. Operação do reator Para uma operação prática é essencial que o processo de tratamento de águasresiduárias aplicado seja um processo estável, mesmo sob condições sub-ótimas.Geralmente os processos de tratamento anaeróbio encontram essa condição, emboradevesse sempre ser lembrado que organismos anaeróbios podem ser bastante sensíveis auma variedade de fatores, e que o tratamento anaeróbio é essencialmente um método detratamento secundário. Obviamente os problemas mais sérios são encontrados nosCurso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 224Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  30. 30. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.brtratamentos de esgotos contendo componentes tóxicos. Todos os métodos deveriam seraplicados para prevenir que problemas ocorram, por exemplo despejo dos componentestóxicos voláteis; aplicação de uma fase separadora de gênese ácida para converter ocomponente nocivo em um componente menos nocivo, e, adições químicas queneutralizassem os compostos existentes. Segundo Lettinga(1980), no caso onde altas concentrações de formol estãopresentes, o esgoto pode ser tratado com Ca(OH)2 ou NaOH em temperaturas elevadas(90 - 100°) para converter o formol em uma mistura de açúcares (com Ca(OH)2) ou emácido fórmico e metanol (como NaOH). Como este esgoto é descarregado em altastemperaturas, tal método de pré-tratamento poderia ser viável. Entretanto, se atemperatura do esgoto for relativamente baixa alguma outra solução deve ser encontrada. Em vista da sensibilidade dos organismos anaeróbios, é evidente que osprocessos de tratamento deveriam ser devidamente controlados, como por exemplo: •.medida dos valores DQO do afluente, •.medida da produção de gases. Pode ser benéfico controlar a carga volumétrica (isto é a taxa de fluxo do afluente) baseando-se na taxa da produção de gás, •.medida da composição de gases, que pode ser copulada com o fornecimento de álcali, •.medida da concentração de ácidos voláteis na solução efluente, •.medida da concentração de sólidos suspensos no efluente, •.medida da altura da manta de lodo, •.pH do afluente, e em particular, o pH na parte inferior do reator. A medida do pH deveria ser acoplada com o fornecimento de álcali para o afluente.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 225Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  31. 31. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br5.8 O filtro anaeróbio. Baseando-se em trabalhos de Coulter et al (1995), o filtro anaeróbio foireintroduzido por Young e McCarty (1969). Até agora o sistema é utilizadoprincipalmente para tratamento de águas residuárias industriais. O filtro anaeróbio foi oprimeiro tratamento anaeróbio que demonstrou viabilidade técnica de se aplicar cargaselevadas. No filtro anaeróbio o lodo é imobilizado pela sua agregação a corpos deenchimento que se encontram no mesmo. A água residuária escoa pelos vazios entre oscorpos. Sendo que quanto maior os vazios no reator melhor será o tratamento. Éimportante que os vazios não sejam muito pequenos para que não ocorra o entupimentodos mesmos. Esta dimensão depende da natureza da água residuária (concentração desólidos em suspensão) Filtros biológicos em boas condições de funcionamento podem apresentareficiência elevada de remoção de DQO e não exigem unidade de decantaçãocomplementar, pois nesses casos o teor de sólidos no efluente é bastante baixo e osresíduos arrastados pela água apresentam aspecto semelhante ao de pequenas partículasde carvão suspensas em líquido bastante clarificado. É muito importante que o efluente a tratar tenha teores de sólidos suspensos e deóleos e graxas relativamente baixos. O uso do filtro anaeróbio conforme o nível deconhecimento que se dispõe atualmente, é uma excelente solução para pequenascomunidades. O filtro anaeróbio é um processo de tratamento de esgotos, na qual bactériasanaeróbias fazem a digestão da matéria orgânica existente. Suas principais característicassão que o fluxo é ascendente, sendo a entrada por baixo e a saída pela parte alta,internamente é dividido em duas camadas, sendo as duas afogadas. A camada inferior é vazia, e a superior suporta o recheio, a separação destas duascamadas é chamada de fundo falso. Os recheios tem a função de meio de suporte demicrorganismos, dando sustentação para estes crescerem e se aglutinarem sem que sedesloquem para fora do reator. Os tipos de recheios mais usuais são as britas 4 e os anéisCurso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 226Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  32. 32. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.brplásticos, sendo o segundo mais eficiente e mais caro. Estuda-se o uso de bambu, que éum material mais leve que o anel, mais barato e de boa eficiência. O fundo falso deve ter furos igualmente distribuídos para que não ocorra zonas demaior concentração ou até mesmo o curto circuito (figura 8).Figura 8: Detalhe do Fundo Falso de um Filtro Anaeróbio. 0,03 0,15 metros metros cada de Fonte: NBR 7229 / 1982De acordo com a NBR 7229 / 1982 a altura da primeira camada deve ser da ordem de0,20 até 0,50 metros, a camada de recheio deve ter altura de 0,60 até 1,20 metros, acimadestas medidas a remoção praticamente não aumenta. Pela pequena altura, as unidadespodem ser executadas facilmente, as paredes podem ser totalmente em alvenaria (paredes de um tijolo), com armadura bastante reduzida. Neste caso deve-se fazerimpermeabilização interna e externa. A limpeza das unidades pode ser efetuadafacilmente através de descarga de fundo e da eventual remoção manual de algas dasuperfície do leito e do dispositivo de coleta de efluentes.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 227Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  33. 33. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br FIGURA 9 : Esquema do Fluxo de um Filtro Anaeróbio. SAÍDA CAMADA 0,60 ATÉ 1,20 COM RECHEIO ENTRADA 0,20 ATÉ 0,50 D Fonte: NBR 7229 / 1982 Para o dimensionamento da área de um filtro anaeróbio (figura 9) o principalparâmetro é o θ h (tempo de detenção hidráulico), que deve ser maior que 8 horas, sendoindicado pela NBR 7229 / 1982 o valor de 1 dia. Os parâmetros de projeto devem seradotados de acordo com as exigências ambientais.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 228Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  34. 34. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br Exemplo de dimensionamento de um Filtro Anaeróbio: Adota-se: θh = 8 horas; H1 = 1 metros; H2 = 0,3 metros;θh = volume de vazios (V) / vazão (Q);V = p x Vtotal, sendo p = 0,75 para o bambu; p = 0,90 para anéis plástico; p = 0,50 para brita 4;V = 0,90 x H1 x π x D^2 / 4 → V = 0,90 x 1 x π x D^2 / 4 ;θh = 0,90 x π x D^2 / 4 x 1,245 m^3/dia → 1/3 dias = 0,90 x π x D^2 / 4 x 1,245;1 x 1,245 x 4 / 0,90 x 3 x π = D^2 ; D = 0,766 metros As vantagens do filtro anaeróbio podem ser:• Ausência de gastos com aeração;• Aplicação para resíduos com qualquer concentração;• Flexibilidade operacional;• Baixa produção de lodo ( já estabilizado );• Possibilidade de ficar longo tempo sem alimentação;• Fácil construção pela pequena altura necessária.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 229Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  35. 35. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br Indústrias indicadas para o uso do Filtro Anaeróbio:• Usinas de açúcar e álcool;• Águas de lavagem de garrafa;• Matadouros e frigoríficos;• Laticínios;• Cítricos;• Curtumes;• Indústria alimentícia;• Indústria farmacêutica;• Indústria química;• Coqueria;• Indústria petroquímica;• Cervejarias;• Indústria têxtil;5.8.1 O fluxo: POLPRASERT e HOANG (1983) publicaram que o FA pode ser considerado umreator de filme fixo. Esta afirmação baseia-se no fato de que a remoção de substrato estáassociada primeiramente ao crescimento de biofilmes presos à superfície do meio e emseus espaços vazios. VAN DER BERG e LENTZ (1985) compararam 2 tipos de Filtros Anaeróbios: defluxo ascendente e de fluxo descendente. Trabalhando com um TDC estimado entre 8 e15 dias atingiram remoções de até 93 %. As principais diferenças associadas à mudançade fluxo foram a capacidade de funcionar como reator de filme fixo no sistema de fluxodescendente e como leito fluidizado ou expandido na metade inferior do reator no sistemade fluxo ascendente.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 230Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  36. 36. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br KENNEDY e DROSTE (1986) num estudo da aplicação do Filtro Anaeróbio notratamento de esgotos ricos em carboidratos concluíram que não havia gradientesignificativo de remoção dos parâmetros DQO e ácidos voláteis considerando a altura doreator. A alta concentração da biomassa faz com que o Filtro anaeróbio opere mais comoum reator CFSTR de crescimento suspenso que um reator de filme fixo, assemelhando-sea um reator de manta de lodo, contrapondo-se ao modelo de fluxo a pistão ( plug-flow )proposto por YOUNG E McCARTY ( 1969)”. SHAFIE e BLOODGOOD (1973) estudaram o comportamento de um sistemaonde seis filtros anaeróbios eram colocados em série. O objetivo era atingir condiçõesótimas para as diversas comunidades de microrganismos envolvidos no processo. Estefoi um dos primeiros trabalhos no qual se pensou na separação da digestão anaeróbia emfases. Foram localizados ácidos voláteis em todos os reatores, embora houvesse umaacentuado diminuição na sua concentração em relação do primeiro com o sexto.5.8.2 Os recheios utilizados: YONG e McCARTY (1969) publicaram um trabalho pioneiro sobre o processo detratamento denominado de Filtro Anaeróbio, onde o crescimento da biomassa ficavaretido a um meio constituído de britas onde o fluxo de esgoto era obrigado a passar. Ospropulsores do processo ressaltaram ainda, a capacidade do FA em aceitar altas cargasorgânicas instantâneas, sem alterar a qualidade do efluente. O estudo de recheio de bambu para filtros anaeróbios é muito atual, apesar de seruma excelente solução para o problema de tratamento de esgoto, existem poucaspublicações sobre o assunto. Um dos trabalhos publicados neste assunto foram os dospesquisadores Tritt, Zadrazil, Menge - Hartmann and Schwarz. Segundo Tritt et.al. (1993), quando usa-se material sintético para a fixação dematéria orgânica os resultados são positivos em termos de purificação, mas esbarra noproblema dos altos custos. Por este motivo o uso de material sintético pode se tornarinviável em países do terceiro mundo, pois além do custo de aquisição, necessita-se dotransporte, já que nos países do terceiro mundo dificilmente eles são fabricados.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 231Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  37. 37. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br O bambu pode ser um material alternativo, porquê sua distribuição é vasta e o seupreço sem transporte é na média 13 vezes menor do que o material sintético. O trabalhorealizado por Tritt et.al (1993), mostra com sucesso o uso do bambu como materialsuporte de filtros anaeróbios, principalmente pela quantidade de índices de vazios e naretenção da biomassa. O estudo mostrou que antes de transportar os troncos são tratadoscom pesticidas (Bromomethane). Neles são especificados data, dimensões, espécie edemais dados para a sua caracterização. Os troncos de bambu são serrados com espessura de 2,5-cm aproximadamente ecolocados dentro do reator. Os reatores foram carregados com esgoto doméstico, o pH foimantido entre 7,4 e 7,9 , o fluxo era ascendente com uma carga de 1 a 4 Kg / m3. d. e atemperatura do substrato constante em 37 ° C . A duração do experimento foi de 2 anos, e verificou-se que tanto as espessurasdas paredes dos anéis de bambu como o comprimento são sujeitos a mudanças.Comparado com os valores do início do experimento, os resultados de compressão até ofinal do experimento foram abaixo de 21 %. Durante os primeiros 6 meses 11 % damassa seca foi perdida, mas o resto do experimento mostrou que a perda foi de 15 % nototal de 2 anos de experimento, ou seja o material se estabiliza, sendo viável o seu usodurando muito tempo. O outro trabalho publicado foi a tese de mestrado do eng.° civil Luiz Carlos CostaCouto, que comparou a eficiência da remoção de matéria orgânica em três reatoresidênticos com diferentes tipos de recheio: bambu, anel plástico e brita 4, sendo que obambu teve um rendimento tão bom quanto os outros recheios, verificou-se que aremoção variou entre 60% e 80 %. Vale observar que o experimento foi feito apenas durante 30 semanas,necessitando-se de um maior tempo para se analisar uma ligação entre o envelhecimentodo material com a respectiva eficiência na remoção. O estudo mostrou que para umtempo de detenção menor que 8 horas existe uma lavagem do reator, diminuindo muito oseu rendimento, já quando se aumentou para 12 e para 24 horas o rendimento do filtronão aumentou, mostrando-se de 8 horas até 12 horas o tempo de detenção hidráulicoideal.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 232Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  38. 38. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br5.8.3 A microbiologia: KURODA et al. ( 1988) com a utilização de três substratos diferentes: ácidoacético , mistura ácida de glucose e peptona, em reatores tipo Filtro Anaeróbio com umtempo de detenção hidráulico de 20 (vinte) dias, estudaram o processo de formação debiomassa e o dividiram em três fases: indução, onde as bactérias aderem ao meio suporte,tem um período aproximado de 14 a 20 dias; acumulação, é caracterizado pela fase decrescimento logaritmo do biofilme, que termina quando se atinge a espessura críticaocorrendo a descamação da biomassa; balanço dinâmico, quando a velocidade dedesprendimento é igual a velocidade de formação no biofilme. A quantidade de biofilmevaria conforme as características do suporte.5.8.4 A eficiência: Daltro, J. F. & Povinelli, J.(1989) verificou que ao operar um filtro com 1,86metros de altura e outro com 0,67 metros, a eficiência praticamente não mudou,concluindo-se que a altura do filtro não é limitante, sendo importante preocupar-se maiscom outros fatores. Suas recomendações foram para que se estudasse a hidráulica, omaterial de enchimento e os inóculos para a partida.5.9 Comentários conclusivos: Detalhes de projeto, dados operacionais e dimensionamento serão vistos commaiores detalhes na apostila 9. Todos os dados desta apostila foram tirados de anotações e material da disciplinaministrada pelo professor Eugênio Foresti, portanto não necessitam de revisãobibliográfica.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 233Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  39. 39. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br5.10. Questionário:1. Quais os principais indicadores de distúrbios nos processos anaeróbios e quais suas principais causas?2. Descreva a seqüência de eventos no desbalanceamento de reatores causados por sobrecarga orgânica. É possível recuperar o reator sem a necessidade de nova partida? Em que estágio? Porque?3. Quais as vantagens dos sistema anaeróbios em comparação com os aeróbios?4. Qual é a relação entre sulfetos e metais pesados em processos anaeróbios?5. Qual é os principais parâmetros operacionais?6. Descreva o funcionamento de um reator UASB?7. Descreva o funcionamento de um Filtro Anaeróbio?8. As bactéria acetogênicas produtoras de hidrogênio tem seu metabolismo regulado pela pressão parcial de H2 . Justifique a afirmativa utilizando conceitos de termodinâmica química e transferência de hidrogênio inter – espécies.9. Em qual situação a redução de sulfato pode favorecer a metanogênese? Por quê?10. Em artigo recente sobre o controle de processos anaeróbios, os autores propões o monitoramento do pH como estratégico para ações corretivas. Comente sobre essa proposta.11. Justifique a necessidade de pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios em comente sobre a utilização de processos biológicos nesta etapa?12. Comente sobre a influência do Tempo de detenção celular na estabilidade de reatores anaeróbios submetidos a cargas de choque?13. O requerimento de nutrientes nos processos anaeróbios é menor que nos aeróbios. Comente esta afirmação.14. Descreva um grânulo anaeróbio.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 234Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  40. 40. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br5.11. Bibliografias consultadas:01. NB-570/ABNT (1990). Projeto de estações de tratamento de esgoto sanitário. Associação Brasileira de Normas Técnicas.02. CAMPOS, J.R. (1990). Alternativas para Tratamento de Esgotos Sanitários. Consórcio Intermunicipal das bacias dos rios Piracicaba e Capivari. 0303. NB-7229/ABNT (1993). Projeto, construções e operação de sistemas de tanques sépticos. Associação Brasileira de Normas Técnicas04. FORESTI, E. (1998) – “Notas da aula de Processos e Operações em Tratamento de Resíduos SHS-705”, Pós Graduação em Hidráulica e Saneamento na Escola de Engenharia de São Carlos.05. IMHOFF, K. R. (1986) – Manual de Tratamento de Águas Residuárias. São Paulo.06. METCALF & EDDY (1979) – “Wastewater engineering – treatment, disposal, reuse”2nd ed. New York. McGraw-Hill, p. 920.07. NUNES, J.A. (1996) - Tratamento Físico Químico de Águas Residuárias Industriais. 2ª edição Editora J. Andrade.08. TSUTIYA, M. J. & SOBRINHO, P. A. (1999) – Coleta e transporte de esgoto sanitário. 1ª Edição: Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.09. SPERLING, M. V. (1996) – Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 1ª edição: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental; Universidade Federal de Minas Gerais.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 235Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ
  41. 41. EEA – Empresa de Engenharia Ambiental Ltda. eea@eea.eng.br9. MARÇAL, E. J (1997) – Estudo de Autodepuração de esgotos sanitários: Relatório realizado na SANASA – Campinas como parte do trabalho de despoluição de córregos urbanos.11. NB-569/ABNT (1989) – Projeto de estações elevatórias de esgoto sanitário: Associação Brasileira de Normas Técnicas.12. FORTES, J., CUNHA, C. (1994). Influência das águas continentais sobre asregiões costeiras: Enfoque da legislação atual. Qualidade de águas continentais noMercosul. ABRH publicação n º 2, dez. 1994. 420p.13. REALI M. A. (1991). - Concepção e Avaliação de um Sistema Compacto para Tratamento de Águas de Abastecimento Utilizando Processo de Flotação por Ar Dissolvido e Filtração com Taxa. Declinante. Tese de Doutorado EESC-USP 1991.14. CAMPOS, J. R. (1998) – “Notas da aula de Tratamento de Águas Residuárias”,Pós Graduação em Hidráulica e Saneamento na Escola de Engenharia de São Carlos.Curso de Tratamento de Esgoto – texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA 236Divulgação neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Câmara Técnica de Saneamento (CT-SA) dos Comitês PCJ

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