Sistemas anaeróbios

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Sistemas anaeróbios

  1. 1. Maceió –abril de 2014
  2. 2. Tratamento de Resíduos INSTITUTO FDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE ALAGOAS equipe CRISTIANBERNARDO JOELAVELINO KELINESOARES RODOLFOAMORIM WILLIAMMONTEIRO professor DANIELMENDONÇA
  3. 3. SISTEMAS ANAERÓBIOS o1905–DesenvolvimentodoTanqueImhoff(bicompartimentado). o1970–LettingaeseusseguidorescomeçamapesquisarotratamentoanaeróbioparadespejosconcentradosindustriaiseesgotosanitárionaUniversidadedeWagenigennaHolanda. o1980–IníciodeOperaçãodaEstaçãodetratamentodeesgotoBelémdacidadedeCuritibacomlodosativadoscomAeraçãoProlongada. o1981–ProjetodeTratamentodeesgotodePiraídoSulutilizandotanquesImhoffereatordemantodelodo–Eng.CelsoSaveliGomes. Histórico dos Reatores Anaeróbio
  4. 4. SISTEMAS ANAERÓBIOS o1982–Projetodeumreatoranaeróbiodemantodelôdoparatratamentoprimário(tdh=2horas)paranúcleohabitacionalCaiçaras/Curitiba–Eng.ArvidEricson. o1983–ProjetodaEteSuleNortedeLondrinautilizandodecantadoresprimáriosedigestoresseguidodereatoresanaeróbiosdemantodelodo-Eng.LuisC. Baréa. o1985–ProjetodemódulosdeRalfsparaváriascidadesdoParaná–Eng.ArvidEricson/CelsoSavelli/DécioJurgensen/LuisC.Baréa. o1986–ApartirdestadataosEngenheirosProjetistasdaSaneparcomeçaramautilizarosreatoresRalfemquasetodasasEtesnoParaná
  5. 5. SISTEMAS ANAERÓBIOS Processofermentativo, semapresençadeoxigênio(O2),emqueamatériaorgânicaédegradadaacompostosmaissimples,formando,basicamente, metano(CH4)egáscarbônico(CO2). Digestão anaeróbia - Composição média do biogás Compostos químicos %Voldo biogás em geral H2(Hidrogênio) 1a 2% O2(Oxigênio) 0,1 a 1% N2(Nitrogênio) 0,5 a 2,5% CO2(Dióxido de Carbono) 25 a 40% CH4(Metano) 50 a 80% H2S (Sulfeto deHidrogênio) 1 a 2% Fonte: Adaptado de COMGÁS(2013)
  6. 6. SISTEMAS ANAERÓBIOS
  7. 7. SISTEMAS ANAERÓBIOS1 -Hidrólise: Rompimentodascadeiaspoliméricas,emcompostosmaissimples,aníveldemonômeros,cujootamanhopermiteapassagemdomesmoatravésdamembranacelular. 2 -Acidogênese: Osmonômerosquesãoosprodutosdahidrólisesãoentãoreduzidosaácidosgraxosvoláteis,CO2eH2medianteumprocessointracelulardeoxidaçãoredução.Estasreduçõessãopossíveisporaçãocatalisadoradeumgrupodebactériaschamadasdeacidogênicas. Fases do processo anaeróbio 3 -Acetogênese: Nacontinuaçãooutrogrupodebactériasdenominadasacetogênicastransformamoscompostosanterioresemacetato.DeformasimilaraetapaanteriornestepassoseproduzCO2eH2. 4 -Metanogênese: Finalmente,outrogrupodebactérias,asmetanogênicas,cumpremafunçãodetransformaroacetatoemmetano.Alémdometano(70%)eCO2(30%)obiogáscontémoutrosgazescomonitrogênio, hidrogênioeácidosulfídrico(H2S)comconcentraçõesinferioresa1%.
  8. 8. CUIDADO: BACTÉRIAS TRABALHANDO SISTEMAS ANAERÓBIOS Descrição do processo Deformasimplificada,aconversãoanaeróbiasedesenvolveemduasetapas: Liquefaçãoeformaçãodeácidos(atravésdasbactériasacidogênicas);e Formaçãodemetano(atravésdasbactériasmetanogênicas). Microrganismos:predominânciadebactérias,seguidaspelosprotozoários, micrometazoáriosefungos.
  9. 9. SISTEMAS ANAERÓBIOS Classificação dos principais sistemasanaeróbios 1. Sistemas convencionais 2. Sistemas de alta taxa com crescimento aderido com crescimento disperso Reatores de manto de lodo Reatores de chicanas Reatores leito granular expandido Reatores com recirculação interna Reatores de 2 estágios tanques sépticos lagoas anaeróbias filtros anaeróbiosBiodiscoReatores de leito expandido/fluidizado
  10. 10. SISTEMAS ANAERÓBIOS Unidadecilíndricaouprismáticaretangular,defluxohorizontal,paratratamentodeesgotosporprocessosdesedimentação,flotaçãoedigestão. Separaçãogravitacionaldaescumaedossólidos,emrelaçãoaolíquidoafluente,vindoossólidosaseconstituiremlodo; -Digestãoanaeróbiaeliquefaçãoparcialdolodo; -Armazenamentodolodo. NBR7229indicatanquessépticospara: -Áreasdesprovidasderedepúblicacoletoradeesgotos; -Comoalternativadetratamentodeesgotosemáreasprovidasderedecoletoralocal; -Quandodautilizaçãoderedescoletorascomdiâmetroe/oudeclividadesreduzidos. Tanque Séptico
  11. 11. Tratamento complementarAlternativas para: Disposição final -Filtro anaeróbio; -Filtro aeróbio; -Filtro de areia; -Vala de filtração; -Escoamento superficial; -Desinfecção. Esgoto afluente Efluente líquido -Digestor; -Leito de secagem; -Estação de tratamento de esgoto. -Aterro sanitário; -Campo agrícola. -Sumidouro; -Vala de infiltração; -Corpo de água; -Sistema público. SISTEMAS ANAERÓBIOS Tanque Séptico
  12. 12. SISTEMAS ANAERÓBIOS Aslagoasanaeróbiastêmsidoutilizadasnotratamentodeesgotosdomésticosedespejosindustriaispredominantementeorgânicos, comaltosteoresdeDBO,comomatadouros, laticínios,bebidas,etc. Aconversãodamatériaorgânicaemcondiçõesanaeróbiasélenta,pelofatodasbactériasanaeróbiassereproduziremnumavagarosataxa.Atemperaturadomeiotemgrandeinfluêncianastaxasdereproduçãodabiomassaeconversãodosubstrato,oquefazcomqueasregiõesdeclimaquentesetornempropícioaestetipodelagoas. Lagoas Anaeróbias
  13. 13. SISTEMAS ANAERÓBIOS Lagoa anaeróbia –Lagoa facultativa
  14. 14. SISTEMAS ANAERÓBIOS Sistemaconstituídodeumleitodematerialaoqualosmicrorganismosaderemeatravésdoqualoefluenteépercolado,apósserdistribuídosobreotopodoleitoporumdistribuidorrotativogeralmenteacionadopelareaçãodojatodolíquido. OfiltroanaeróbioémuitoutilizadonoBrasil,nomeioruraleemcomunidadesdepequenoporte.Ossólidosemsuspensãosesedimentamnofundodeumafossaséptica,entãoseformamolodoondeocorreadigestãoanaeróbia.Olíquidoseencaminhaparaofiltroanaeróbioquepossuibactériasquecrescemaderidasaumacamadasuporteformandoabiomassa,quereduzacargaorgânicadosesgotos. Filtros Anaeróbios
  15. 15. SISTEMAS ANAERÓBIOS Filtro Anaeróbio
  16. 16. SISTEMAS ANAERÓBIOS Atecnologiadosreatoresbiológicosaeróbiosdebiodiscoéescolhadetratamentodeesgotoseefluentesemtodososcontinentes.DesenvolvidanaAlemanhanadécadade60éconhecidapelaeficiênciaerobusteznotratamentodeesgotosdomésticoseefluentes.Osistemabaseia-senageraçãodebiofilmesobrediscosgiratóriosquedigeremacargaorgânicacontinuamente.NoBrasilfoiobjetodeestudoemuniversidades,monitoradoereferenciadodesdeessaépoca. OReatordebiodiscoédesenhadoparaatendeatodososrequisitosoficiaisdeeficiênciaderemoçãodeDBO(cargaorgânica)enitrogênio.Purificaesgotoseefluentesdepequenasemédiasindústriasedenovasáreasurbanas.Oefluenteproduzidopodeserreutilizadoparairrigaçãooulançamentoemcorposdeágua.Otimizaotempoderetençãodeefluentesdealtacargaorgânicaealcança95% deremoçãomédiadeBOD5semdanoaomeioambiente. Biodisco
  17. 17. SISTEMAS ANAERÓBIOS BiodiscoEntradaSedimentação primária Clarificador Saída Lodo primário Retorno do lodo
  18. 18. SISTEMAS ANAERÓBIOS Reatoresanaeróbiosdeleitoexpandido/fluidizadosãosistemasdetratamentoqueutilizamoprincípiodafluidizaçãoparapromoveradequadatransferênciademassaentreolíquidoasertratadoeosmicrorganismosqueatuarãonadegradaçãodamatériaorgânica.Nesseprocessoabiomassacresceaderidaasuportesdepequenotamanhoeformambiofilmesdepoucaespessura.Ousodepartículasmuitofinasgaranteáreasuperficialelevadaepermiteoempregodetemposdedetençãohidráulicosreduzidos. Umdosmaisimportanteaspectosdosreatoresanaeróbiosdeleitofluidizadoéaformaçãodobiofilme.Acomposiçãodoesgotoeavelocidadesuperficialdolíquidosãodeterminantesparaadiversidademicrobiana,concentraçãodebiomassaeconsequentemente,densidadeeespessuradobiofilme. Reatores de Leito Expandido/Fluidizado
  19. 19. SISTEMAS ANAERÓBIOS Reatores de Leito Expandido/Fluidizado
  20. 20. SISTEMAS ANAERÓBIOS Construção de Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente emEscala Experimental Utilizando Materiais RecicláveisAssuperfíciesdomaterialsuporteservemdeapoioparaaocrescimentobacterianoaderido(formaçãodebiofilme), enquantoosespaçosvaziosexistentesnomaterialdeempacotamentosãoocupadospormicroorganismosquecrescemdispersos. Ocrescimentodemicroorganismosfazgerarumamaiorgeraçãodebiogás,jáqueelesconsumirãopartedamatériaorgânicaexistente.
  21. 21. SISTEMAS ANAERÓBIOS Funcionamento
  22. 22. SISTEMAS ANAERÓBIOS Vantagens e Desvantagens dos Sistemas Anaeróbios Vantagens Desvantagens baixaproduçãodesólidos; asbactériasanaeróbiassãosuscetíveisàinibiçãoporumgrandenúmerodecompostos; baixoconsumodeenergia; apartidadoprocessopodeserlentanaausênciadelododesemeaduraadaptado; baixademandadeárea; algumaformadepós-tratamentoéusualmentenecessária; baixoscustosdeimplantação; abioquímicaeamicrobiologiadadigestãoanaeróbiasãocomplexaseaindaprecisamsermaisestudadas; produçãodemetano; possibilidadedegeraçãodemausodores,porémcontroláveis; possibilidadedepreservaçãodabiomassa,semalimentaçãodoreator,porváriosmeses; possibilidadedegeraçãodeefluentecomaspectodesagradável; tolerânciaaelevadascargasorgânicas; remoçãodenitrogênio,fósforoepatogênicosinsatisfatória. aplicabilidadeempequenaegrandeescala; baixoconsumodenutrientes.
  23. 23. SISTEMAS ANAERÓBIOS
  24. 24. equipe CRISTIAN BERNARDO JOEL AVELINO KELINESOARES RODOLFO AMORIM WILLIAM MONTEIRO TRATAMENTO DE RESÍDUOSReferências: 1)ANVISA –Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Política Nacional de Resíduos Sólidos. 2)ANVISA –RDC nº 306, de 07 de dezembro de 2004. 3)CONAMA. RESOLUÇÃO n°20, de 18 de junho de 1986. Publicado no D.O.U.de 30/7/86. 4)BLANCO, V. D.; ENCINA, P. A. G.; FDZ-POLANCO, F. Effects of biofilmgrowth, Gas and Liquid Velocities on the Expansion of an Anaerobic Fluidized Bed Reactor (AFBR). Wat. Res. 29 (7), p. 1649-1654. 1995 5)GONÇALVES. R. F.; CHERNICHARO, C. A. L.; ANDRADE NETO, C. O.; ALEM SOBRINHO, P.; KATO, M. T.; COSTA, R. H. R.; AISSE, M. M.; ZAIAT, M. Pós- Tratamento de Efluentes de Reatores Anaeróbios por Reatores com Biofilme. p.171-278. In: CHERNICHARO, C. A. L. (coord.) Pós-Tratamento de Efluentes de ReatoresAnaeróbios. Belo Horizonte: Projeto PROSAB, 2001. 544p. 6)ENGER, W.; HEIJNEN, J. J. Review on the Application of Anaerobic Fluidized Bed Reactors in Wastewater Treatment. Biotec(Biosens. Environ. Biotech.) v. 2, p. 89-111. 1988 7)ALEM SOBRINHO, P. e JORDÃO, E. P. Pós-Tratamento de Efluentes de Reatores Anaeróbios –Uma Análise Crítica. p.491-513. In: CHERNICHARO, C. A. L.(coordenador) Pós-Tratamento de Efluentes de Reatores Anaeróbios. BeloHorizonte: Projeto PROSAB, 2001. 544p. SISTEMAS ANAERÓBIOS

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