Aula 7 lagoas anaeróbias e lagoas aeradas

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Aulas de Tratamento de Águas Residuárias e Tratamento de Efluentes. Aulas não revisadas. Vários autores.

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Aula 7 lagoas anaeróbias e lagoas aeradas

  1. 1. TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS Aula 7 – Sistema de lagoas anaeróbias seguidas por lagoas facultativas
  2. 2. Introdução As lagoas anaeróbias constituem-se uma alternativa de tratamento, onde a existência de condições estritamente anaeróbias é essencial. Tal é alcançado através do lançamento de uma grande carga de DBO por unidade de volume da lagoa, fazendo com que a taxa de consumo de oxigênio seja várias vezes superior à taxa de produção. No balanço de oxigênio, a produção pela fotossíntese e pela reaeração atmosféricas neste caso, desprezíveis.
  3. 3. Introdução As lagoas anaeróbias têm sido utilizadas no tratamento de esgotos domésticos e despejos industriais predominantemente orgânicos, com altos teores de DBO, como matadouros, laticínios, bebidas, etc. A conversão da matéria orgânica em condições anaeróbias é lenta, pelo fato das bactérias anaeróbias se reproduzirem numa vagarosa taxa. A temperatura do meio tem grande influência nas taxas de reprodução da biomassa e conversão do substrato, o que faz com que as regiões de clima quente se tornem propício a este tipo de lagoas.
  4. 4. Introdução As lagoas anaeróbias são usualmente profundas, da ordem de 3m a 5m. A eficiência de remoção da DBO nas lagoas anaeróbias é usualmente da ordem de 50% a 70%. A DBO efluente é ainda elevada, implicando na necessidade de uma unidade posterior de tratamento. A remoção da DBO na lagoa anaeróbia proporciona uma substancial economia de área para lagoa facultativa.
  5. 5. Lagoa Anaeróbia – Lagoa Facultativa Sistema Australiano Grade Fase Sólida Cx de areia Fase Sólida Medição de vazão Lagoa Anaeróbia Lagoa Facultativa
  6. 6. Descrição do Processo De forma simplificada, a conversão anaeróbia se desenvolve em duas etapas:   Liquefação e formação de ácidos (através das bactérias acidogênicas); e Formação de metano (através das bactérias metanogênicas).
  7. 7. Descrição do Processo Primeira fase Não há remoção de DBO, apenas a conversão da matéria orgânica a outras formas (moléculas mais simples e depois ácidos)  Segunda fase A DBO é removida, com matéria orgânica (ácidos produzidos na primeira etapa) sendo convertida a metano, gás carbônico e água. 
  8. 8. Descrição do Processo Bactérias metanogênicas são bastante sensíveis às condições ambientais, caso sua taxa de reprodução reduza, haverá o acúmulo dos ácidos formandos na primeira etapa, com as seguintes conseqüências:   Interrupção da remoção da DBO; Geração de maus extremamente fétidos. odores, os ácidos são É fundamental o equilíbrio entre as duas comunidades de bactérias.
  9. 9. Descrição do Processo Condições para o desenvolvimento das bactérias metanogênicas:    Ausências de oxigênio dissolvido; Temperatura do líquido adequada (acima de 15°C); pH adequado (próximo ou superior a 7)
  10. 10. Descrição do Processo A crosta cinzenta escura de escuma, típica de lagoas anaeróbias extremamente benéfica , pois:  Interpõe à penetração de luz solar na lagoa, impedindo assim o desenvolvimento de algas, que produzem oxigênio na camada superior;
  11. 11. Descrição do Processo     Protege a lagoa contra curto – circuitos, agitação provocada pelos ventos, e transferência d oxigênio da atmosfera; Conserva e uniformiza a temperatura no meio líquido, impedindo a sua alteração por súbita modificação no meio externo; Impede o maior aquecimento da superfície líquida durante o dia, e o rápido esfriamento durante a noite. impede o desprendimento de gás sulfídrico para a atmosfera;
  12. 12. Características gerais    Lagoas são profundas, de 4 a 5 metros, para reduzir a possibilidade de penetração do oxigênio produzido na superfície (pela fotossíntese e pela reaeração atmosférica) para as demais camadas. O tempo de detenção hidráulica (t) se situa na faixa de 3 a 6 dias; e Taxa de aplicação volumétrica (Lv) comumente adotada e 0,1 a 0,3 kg DBO/m3.d.
  13. 13. Configuração de Lagoas Anaeróbias Classificação das lagoas anaeróbias em dois modelos hidráulicos básicos : Lagoa anaeróbia convencional; Lagoa anaeróbia de alta taxa.
  14. 14. Configuração de Lagoas Anaeróbias a) Convencional Grade Cx de areia Fase Sólida Medição de vazão Fase Sólida Lagoa Anaeróbia Banco de lodos Nas lagoas convencionais o escoamento do efluente líquido ocorre de forma horizontal, definido pela posição de entrada e saída.
  15. 15. Configuração de Lagoas Anaeróbias As lagoas anaeróbias de alta taxa, apresentam fluxo hidráulico ascendente junto a zona de entrada, a qual esta localizada na parte inicial da lagoa, ao fundo de uma câmara profunda. Apresentam menores tempos de retenção de sólidos, uma vez que permitem um maior contato com a biomassa ativa e ao sistema de alimentação. Grade Cx de areia Fase Sólida Fase Sólida b)Alta Taxa Banco de lodos
  16. 16. Rotinas gerais de operação • conferir, periodicamente, as condições estruturais da lagoa, minimizando a possibilidade de ocorrência de erosão dos taludes e de infiltração no solo, observando-se a variação do nível da lâmina d’água; • evitar os entupimentos nos dispositivos de entrada, para garantir a distribuição uniforme do esgoto na lagoa; • promover a retirada de materiais grosseiros que, eventualmente, possam passar pelo tratamento preliminar;
  17. 17. Rotinas gerais de operação • conservar limpos os dispositivos de saída; • conservar as margens da lagoa sem qualquer tipo de vegetação, para evitar a proliferação de insetos; • fazer diariamente a leitura das vazões com freqüência horária e anotar os valores no livro de registro de operação.
  18. 18. Critérios de Projeto para as Lagoas Anaeróbias Os principais parâmetros de projeto das lagoas anaeróbias são:  Tempo de detenção hidráulico;  Taxa de aplicação volumétrica;  Profundidade;  Geometria(relação comprimento/largura).
  19. 19. Critérios de Projeto para as Lagoas Anaeróbias Taxa de aplicação volumétrica (Lv) Principal parâmetro de projeto das lagoa anaeróbias, é função da temperatura. Locais mais quentes permitem uma maior taxa (menor volume). A consideração da carga volumétrica é importante, pois certos despejos, como os industriais, podem variar bastante a relação entre a vazão e a concentração de BBO. 
  20. 20. Critérios de Projeto para as Lagoas Anaeróbias  Taxas de aplicação volumétrica admissíveis para projeto de lagoas anaeróbias em função da temperatura. Temperatura média do ar mais frio-T(°C) Taxa de aplicação volumétrica admissível-Lv (KgDBO/m3.d) 10 a 20 0,02T-0,10 20 a 25 0,01T-0,10 >25 0,35
  21. 21. Critérios de Projeto para as Lagoas Anaeróbias  Volume útil determinado em função de: V = L/Lv L = carga de DBO total afluente (KgDBO/d) Lv = Taxa de aplicação Volumétrica (kg DBO/m3.d) V = volume requerido para a lagoa
  22. 22. Critérios de Projeto para as Lagoas Anaeróbias Para esgotos domésticos, o volume final a ser adotado para a lagoa anaeróbia é um compromisso entre os dois critérios (tempo de detenção e taxa de volumétrica), devendo, tanto quanto possível, satisfazer a ambos. Para efluentes industriais, o critério definidor é o da taxa de aplicação volumétrica.
  23. 23. Critérios de Projeto para as Lagoas Anaeróbias Tempo de detenção hidráulico (θh) Deve ser suficiente para a sedimentação dos sólidos e degradação anaeróbia da matéria orgânica solúvel.  Nas lagoa anaeróbias convencionais tempos inferiores a 3 dias, poderá ocorrera a saída das bactérias metanogênicas com o efluente da lagoa (fatores hidráulicos) seja superior a própria taxa de reprodução, a qual é lenta (fatores biológicos).
  24. 24. Critérios de Projeto para as Lagoas Anaeróbias Tempo de detenção hidráulico(θh), expresso em dias (Faixas admissíveis) Temperatura da lagoa (°C) 10-15 Tempo de detenção (θh) (dias) 4-5 Remoção de provável de DBO5 (%) 30-40 15-20 3-4 40-50 20-25 25-30 2,5-3 2-5 50-60 60-70
  25. 25. Critérios de Projeto para as Lagoas Anaeróbias  Tempo de detenção hidráulico θh= V/ Q Q = Vazão média afluente (m3/d) θh = Tempo de detenção hidráulica (d) V = Volume requerido para a lagoa (m3)
  26. 26. Critérios de Projeto para as Lagoas Anaeróbias  Profundidade Projetar uma lagoa mais profunda, com 3,5 a 5,0 metros de profundidade. Vantagens da lagoa mais profunda: • Menor área superficial; • Menor ação do meio externo sobre o meio líquido; • Volume adequada para acumulação de sólidos.
  27. 27. Critérios de Projeto para as Lagoas Anaeróbias Geometria (relação comprimento/largura) As lagoas anaeróbias variam entre quadradas ou levemente retangulares, com relação:  Comprimento/largura (L/B) = na ordem de 1 a 3
  28. 28. Estimativa da concentração efluente de DBO da Lagoa Anaeróbia Uma vez estimada a eficiência de remoção (E), calcula-se a concentração efluente pelas fórmulas: E = (S0 – DBOefl) x 100/S0 DBOefl = S0 (1 – E/100) Onde: 100  E xL0 L 100 S0= concentração de DBO total afluente (mg/L); DBOefl= concentração de DBO total efluente(mg/L); E= eficiência de remoção(%).
  29. 29. Dimensionamento das Lagoas Facultativas após Lagoas Anaeróbias As lagoas facultativas secundárias podem ser dimensionadas segundo os critérios de taxa de aplicação das lagoas facultativas. O tempo de detenção resultante será agora menor, devido à prévia remoção da DBO a lagoa anaeróbia. Para o dimensionamento segundo a taxa de aplicação superficial, tem-se que a concentração e a carga de DBO afluentes à lagoa facultativa são as mesmas efluentes da lagoa anaeróbia.
  30. 30. Dimensionamento das Lagoas Facultativas após Lagoas Anaeróbias A estimativa da concentração de DBO efluente da lagoa facultativa pode ser efetuada segundo metodologia das lagoas facultativas. O coeficiente de remoção K será neste caso um pouco menor, devido a matéria orgânica de estabilização mais fácil ter sido removida na lagoa anaeróbia. K = 0,25 a 0,32 d-1 (20°C, lagoas facultativas secundárias, modelo de mistura completa)
  31. 31. Lagoa Anaeróbia – Lagoa Facultativa
  32. 32. Acúmulo de Lodo nas lagoas Anaeróbias A taxa de acúmulo é da ordem de 0,03 a 0,10m3/hab.ano. As lagoas anaeróbias devem ser limpas segundo uma das seguintes estratégias :  Quando a camada de lodo atingir aproximadamente 1/3 da altura útil.  Remoção de um certo volume anualmente, em um determinado mês, de forma a incluir a etapa de limpeza de uma forma sistemática na estratégica operacional da lagoa.
  33. 33. Dimensionamento lagoa anaeróbia – lagoa facultativa  • • • • • • Dimensionar uma lagoa anaeróbia para os seguintes dados: População: 20.000 hab. Vazão afluente: 3.000 m3/d S0 Concentração de DBO = DBOafluente :350mg/L - ( 350mg/L = 350g/m3 ) Temperatura: T=23°C e Lv = 0,15kgDBO5 /m3.d (taxa de aplicação volumétrica LV) Eficiência de remoção de DBO desejada de 60% H = 4,5m
  34. 34. Passo 1 - carga afluente de DBO  Carga (L) = concentração (g/m3) x Vazão (m3/d) 1050kg DBO/d
  35. 35. Passo 2 – Cálculo do volume requerido Volume (V)=________Carga__(L)_________ Carga de Aplicação Volumétrica (Lv) V 7000m3
  36. 36. Passo 3 – Verificação do tempo de detenção Tempo = __V__ Q T 2,3 d Obs: lagoa com esse baixo tempo de detenção deve ter sua entrada pelo fundo.
  37. 37. Passo 4 – Determinação da área Área = ___Volume_(V)__ Profundidade (H) 1556m2 Obs: Adotar duas lagoas. Área de cada lagoa:____________m2
  38. 38. Passo 5 – Determinação das dimensões das lagoas Caso seja adotadas 2 lagoas em paralelo e uma relação comprimento/largura(L/B) igual a 1,5 em cada lagoa ter-se-á: L = 1,5B A=B.L L= B= Possível dimensões de cada lagoa: 34 x 23
  39. 39. Passo 6 – Concentração de DBO efluente Eficiência de remoção de DBO desejada de 60% DBOefl = (1 – _E_). S0 100 140mg/l O efluente da lagoa anaeróbia é o afluente da lagoa facultativa.
  40. 40. Passo 7 – Acúmulo de lodo na lagoa anaeróbia Dado: Adoção de 0,04m3/hab.ano Acumulação anual = Acumulo ano x população 800m3/ano
  41. 41. Passo 8 – Espessura da camada de lodo em 1 ano Espessura = __Acumulação anual x tempo___ Área da lagoa total 51cm/ano Esta taxa de acúmulo anual, expressa em cm/ano, é bem superior aos valores usuais, provavelmente devido ao fato da lagoa, no presente exemplo, ser profunda e com baixo tempo de detenção (menor área superficial para espalhamento do lodo).
  42. 42. Passo 9 – Tempo para atingir 1/3 da altura útil das lagoas Tempo = _____H/3__(m)__ Elevação anual (m/ano) 2,9anos Elevação anual em m/ano O volume de lodo acumulado ao longo deste período corresponde a 1/3 do volume útil das lagoas, ou seja, 7000m3/3 = 2333 m3 de lado. O volume deverá ser removido aproximadamente a cada 3 anos (volume de 2333m3) ou, anualmente (remoção de 800m3)
  43. 43. Dimensionamento da Lagoa Facultativa Passo 10 – Carga afluente à lagoa facultativa A carga efluente da lagoa anaeróbia é a carga afluente à lagoa facultativa. Com a eficiência de remoção 60% na lagoa anaeróbia, a carga afluente à lagoa facultativa é: Carga (L) = __(100 – E ) x L0-_(carga lagoa anaeróbia)_ 100 420 Kg DBO/d
  44. 44. Passo 11 – Área requerida A = __L_(carga)_ LS 1,9 ha ou 19000m2 LS = Taxa de aplicação superficial – Adotar 220kg DBO/ha.d Adotar duas lagoas = A/2
  45. 45. Passo 12 – Dimensões da lagoa Relação L/B = 2,5 - L=2,5B Calcular para cada lagoa. A = L. B Possíveis dimensões: L = 155m e B=62m
  46. 46. Passo 13 – Volume resultante V = Atotal x H 34200m3 Adoção de um valor para a profundidade de H = 1,80m
  47. 47. Passo 14 – Cálculo do tempo de detenção resultante T = __V__ Q 11,4 d T
  48. 48. Passo 15 – Correção do coeficiente de temperatura Adotado - K = 0,27 d-1 regime de mistura completa a 20°C. Coeficiente de temperatura Ѳ = 1,05 Correção para temperatura de 23ºC KT = K20 . Ѳ(T-20) 0,31d-1 KT = Coeficiente de remoção da DBO em uma temperatura do líquido T qualquer (d-1) K20 = Coeficiente de remoção da DBO na temperatura do líquido de 20°C (d-1) Ѳ = Coeficiente de temperatura (-)
  49. 49. Passo 16 – Estimativa de DBO Solúvel Utilizando-se o modelo de mistura completa (Fórmula) S = ___S0 (DBO efluente Lagoa anaeróbia)____ 1 + KT . t 31mg/l
  50. 50. Passo 17 – Estimativa de DBO Particulada Admitindo se uma concentração de SS efluente igual a 80mg/l, e considerando-se que cada 1 mgSS/l implica numa DBO5 em torno de 0,35mg/l. DBO5particulado = Concentração de SS efluente x da DBO5 Valor 28mgDBO5-/l Deve-se lembrar que a DBO particulada é detectada no teste da DBO, mas poderá não ser exercida no corpo receptor, dependendo das condições de sobrevivência das algas.
  51. 51. Passo 18 – DBO Total DBO total efluente = DBO solúvel + DBO particulada 59mg/l
  52. 52. Passo 19 – Cálculo da eficiência total do sistema de lagoa anaeróbia-lagoa facultativa na remoção da DBO E = __S0 – DBOTotal__ . 100 = S0 83%
  53. 53. Passo 20 – Área útil total (lagoas anaeróbias + Facultativas) Área útil total = ALAGOA ANAERÓBIA + ALAGOA FACULTATIVA Lagoas Anaeróbia Lagoas Facultativa
  54. 54. Passo 21 - Área total requerida para todo o sistema A área requerida para a lagoa, incluindo os taludes, urbanização, vias internas, laboratório, estacionamento e outras áreas de influência, é cerca de 25% a 33% maior do que a área líquida calculada a meia altura. Assim: Atotal = 1,3 . A liquida 2,7ha finep.gov.br
  55. 55. Passo 22 – Área per capita Área per capita = Atotal (m2)/ População
  56. 56. Passo 23 – Comparação dos dados  • • Compare os dados apresentados neste exercício com os valores da lagoa facultativa. Observe: Tempo de detenção total; e Área
  57. 57. Sugestão de leitura http://w3.ufsm.br/ppgepro/dissertacoes/Gabrieli_Irrigaray_Bohrz.pdf GERAÇÃO DE METANO EM LAGOA ANAERÓBIA: UM ESTUDO DE CASO EM ABATEDOURO DE BOVINOS AUTORA: GABRIELI IRRIGARAY BOHRZ ORIENTADOR: DJALMA DIAS DA SILVEIRA, 2010. http://www.ppe.ufrj.br/ppe/production/tesis/zanette_luiz.pdf POTENCIAL DE APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO BIOGÁS NO BRASIL. André Luiz Zanette, 2009. http://www.emater.tche.br/site/br/arquivos/area/frentes/3/producao_biog as.pdf PRODUÇÃO DE BIOGÁS E BIOFERTILIZANTE A PARTIR DE LAGOAS DE TRATAMENTO DE DEJETOS SUÍNOS: EXPERIÊNCIA DA GRANJA VENDRAME. Armando Vendrame. Marilei Fontana Batisti, Carlos Alberto Angonese. 2005
  58. 58. TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS Aula- 08 – Sistema de lagoas aeradas de mistura completa seguidas de lagoas de decantação.
  59. 59. Introdução As lagoas aeradas de mistura completa são essencialmente aeróbias. O aeradores servem, não só para garantir a oxigenação do meio, mas também para manter os sólidos em suspensão (biomassa) dispersos no meio líquido. O tempo de detenção típico de detenção em uma lagoa desse tipo é da ordem de 2 a 4 dias.
  60. 60. Princípio de Funcionamento Grade Fase Sólida Cx de areia Medição de vazão Lagoa Aerada de Mistura Completa Lagoa de Decantação Fase Sólida A qualidade do efluente de uma lagoa aerada de mistura completa não é adequada para o lançamento direto, pelo fato de conter teores elevados de sólidos em suspensão. Por essa razão são seguidas de outras lagoas, onde a estabilização e a sedimentação desses sólidos podem ocorrer.
  61. 61. Princípio de Funcionamento O tempo de detenção nas lagoas de decantação são baixos, da ordem de 2 dias. A capacidade de acúmulo de lodo é relativamente reduzida, implicando na necessidade de remoção de 1 a 5 anos. A área requerida por este sistema de lagoas é a menor dentre os sistemas de lagoas. Os requisitos de energia são similares aos demais sistemas com lagoas aeradas.
  62. 62. Descrição do Processo A denominação mistura completa é, advinda do alto grau de energia por unidade de volume, responsável pela total mistura dos constituintes em toda a lagoa. Entre os sólidos mantidos em suspensão na mistura completa se incluem, além da matéria orgânica do esgoto bruto, também as bactérias, o contato entre matéria orgânica e bactéria, possibilita uma maior eficiência da lagoa aeróbia permitindo uma redução do volume. As partículas entram no tanque e são imediatamente dispersas em todo o corpo do reator
  63. 63. Descrição do Processo Apesar da boa eficiência das lagoas aeradas na remoção da matéria orgânica originalmente presente nos esgotos, a qualidade do seu efluente não é satisfatória para o lançamento direto no corpo receptor. Após passar pela lagoa de decantação o efluente sai com menor teor de sólidos.
  64. 64. Critérios de projeto das lagoas aeradas Principal critério é o tempo de detenção.  Tempo de detenção Tempo de detenção hidráulica = tempo de retenção celular Ou t = Ѳc O tempo de detenção hidráulica (t) é o tempo médio de permanência das moléculas do líquido no reator. O tempo de retenção celular, ou idade do lodo (Ѳc ) é o tempo médio de permanência das células bacterianas no reator.
  65. 65. Critérios de projeto das lagoas aeradas Nas lagoas aeradas de mistura completa, o tempo de detenção hidráulica (= idade do lodo) constitui-se no principal parâmetro. t=2a4d Caso adote mais de uma célula em série, o tempo de detenção em cada uma poderá ser próximo a 2 dias.
  66. 66. Critérios de projeto das lagoas aeradas Profundidade A profundidade da lagoa deve ser selecionada de forma a satisfazer os requisitos do sistema de aeração, em termos de mistura e de oxigenação.  H = 2,5 a 4,0 m
  67. 67. Estimativa da concentração de DBO efluente da lagoa aerada A estimativa da concentração efluente segue um procedimento similar ao utilizado para as lagoas aeradas facultativas. O efluente das lagoas aeradas é constituído de matéria orgânica dissolvida (DBO solúvel) e matéria orgânica em suspensão (DBO particulado) DBOtotal = DBOsolúvel + DBOparticulado
  68. 68. DBO solúvel A estimativa de DBO solúvel efluente da lagoa aerada pode ser feita utilizando as mesmas fórmulas para lagoas facultativas e aeradas. O valor do coeficiente de remoção K é, mais elevado, se deve ao fato de maior concentração de biomassa. Valores típicos: K = 1,0 a 1,5 d-1
  69. 69. DBO solúvel O coeficiente K pode ser desmembrado em duas frações: K = K’ . Xv Onde: K’ = coeficiente de remoção da DBO (mg/l)-1 (d)-1 . O valor de k’ está na faixa de 0,01 a 0,03 (mg/l)-1 (d)-1 Xv = concentração de sólidos em suspensão voláteis (mg/l) Quanto maior a concentração de biomassa (Xv), maior o coeficiente K (K’ é constante) e , em decorrência, maior a eficiência na remoção da DBO.
  70. 70. DBO solúvel A concentração da DBO solúvel efluente da lagoa aerada é dada por: S = ____S0 _____ 1 + K’ . Xv . t A concentração da biomassa (Xv ) é resultante do crescimento bruto (fator positivo) e do decaimento bacteriano (fator negativo). A fórmula para o cálculo de Xv é: Xv = _____Y . (S0 – S) ____ 1 + Kd . t onde: Y = Coeficiente de produção celular (mg Xv /mgDBO5 ). Retrata a quantidade de biomassa (mg Xv ) que é produzida de substrato utilizado (mgDBO5 ) Kd = coeficiente de decaimento bacteriano (d-1 ) . Retrata a taxa de mortalidade da biomassa durante o metabolismo endógeno.
  71. 71. DBO particulado Para se calcular a DBO particulada do efluente da lagoa aerada de mistura completa, é necessário que se estime a concentração de sólidos em suspensão no efluente da lagoa, já que esta DBO é causada pelos sólidos suspensos. A DBO particulada pode ser estimada em: DBOparticulado = 0,4 a 0,8 mgDBO5 / mgXv
  72. 72. DBO particulado Nas lagoas aeradas a relação entre os sólidos em suspensão voláteis (SSV ou XV ) e os sólidos em suspensão totais (SS ou X) é da ordem de: XV /X = 0,7 a 0,8 Assim a DBO particulada pode ser estimada também em função dos sólidos em suspensão totais, agregando-se as duas ultimas relações: DBOparticulado = 0,3 a 0,6 mgDBO5 / mg.SS A eficiência de remoção de SS na lagoa de sedimentação em torno de 80 a 85%
  73. 73. Requisitos de Oxigênio na Lagoa Aerada A quantidade de oxigênio a ser fornecida pelos aeradores para a estabilização aeróbia da matéria orgânica é usualmente igual a DBO total. Os requisitos de oxigênio podem ser então calculados por: RO = Requisito de Oxigênio (kgO /d) 2 RO = _a . Q . ( S0 – S )_ 1000 a = coeficiente consumo de oxigênio (1,1 a 1,4 (kgO2 /kgBDO5 ) removida) Q = vazão afluente (m3 /d) S0 = Concentração de DBO total (solúvel + particulado) Afluente (g/m3 ) S = concentração de DBO solúvel efluente (g/m3 ) 1000 = conversão de Kg pra g
  74. 74. Requisitos energéticos da lagoa aerada Densidade de potência: ɸ = Pot / V Onde: ɸ = densidade de potência ( W/m3 ) Pot = Potência instalada (W) V = Volume do reator (m3 ) Sendo que a densidade de potencia atuará na faixa de: ɸ ≥ 3,0 W/m3 A quantidade de sólidos em suspensão no meio líquido é função do nível de turbulência introduzido pelos aeradores. Isso é avaliado através do conceito de densidade de potência.
  75. 75. Dimensionamento da lagoa de decantação Para o dimensionamento da lagoa de decantação sevem ser previstos volumes destinados (a) à clarificação (decantação) e (b) ao armazenamento e digestão do lodo. Volume destinado à clarificação (decantação) Tempo de detenção: t ≥ 1 d Profundidade: H ≥ 1,5 m 
  76. 76. Dimensionamento da lagoa de decantação  Volume total da lagoa: Tempo de detenção (final de plano): t ≤ 2,0 d (para evitar o crescimento de algas) Profundidade: H ≥ 3,0 m (para permitir uma camada aeróbia acima do lodo)
  77. 77. Dimensionamento da lagoa de decantação O acumulo de lodo pode ser calculado assumindo-se os seguintes, dados: Relação SSV/SS nos sólidos afluentes à lagoa de decantação: 0,70 a 0,80 (70 a 80% dos SS são voláteis) Taxa de redução dos sólidos voláteis: KLV = 0,5 ano-1 (50% de remoção por ano).
  78. 78. Sistemas de lagoas Item geral Item específico Sistemas de lagoas Facultativas Anaerób.-facult. Aerada facult Aerada de mist. completa-decan. DBO(%) 75-85 65-80 65-80 65-80 65-80 SS(%) 70-80 70-80 70-80 80-87 <50 <50 <30 <30 Nitrogênio(%) <60 <60 <30 <30 Fósforo(%) <35 <35 <35 <35 Coliformes Custos 75-85 Amônia(%) Requisitos 75-85 DQO(%) Eficiência 75-85 90-99 90-99 90-99 90-99 Área(m2/hab) 2,0-4,0 1,5-3,0 0,25-0,5 0,2-0,4 Potência(W/hab) 0 0 1,2-2,0 1,8-2,5 Implantação(r$/hab) 40-80 30-75 50-90 50-90 Operação(R$/hab.ano) 2,0-4,0 2,0-4,0 5,0-9,0 5,0-9,0
  79. 79. Bibliografia    Lagoas de estabilização, volume 3, Marcos Von Sperling 2ª Edição Ampliada; 2ª 2006. Editora UFMG (publicação do DESA) Giordano,Gandhi.TRATAMENTO E CONTROLE DE EFLUENTES INDUSTRIAIS. Universidade Estadual do Rio de Janeiro Fundação Estadual do Meio Ambiente . F981o Orientações básicas para operação de estações de tratamento de esgoto / Fundação Estadual do Meio Ambiente. —- Belo Horizonte: FEAM, 2006.

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