Tratamento de águas residuais

1. D&S- Tratamento de Águas Residuais-Part II
Tratamento Biológico Anaeróbico
Aspectos gerais
Ø O Tratamento Biológico Anaeróbico baseia-se na conversão de MO
segundo a equacão geral:
Ø O processo ocorre em estágios:
Ø Fase de Hidrólise i.e matéria complexa e insolúvel é convertida em
substancias menos complexas e solúveis
Ø Fase acidogenica: substancias, originarias da primeira fase, como
açúcares, aminoácidos, ácidos gordos são convertidas em ácidos gordos
voláteis, como ácido fórmico, acético, etc.
l Fase acetogénica: caracterizada pela conversão dos produtos da fase
anterior para acido acético, acido formico etc
l Fase metanogenica: os produtos formados na fase acetogenica são
convertidos em CH2 ( Metano), CO2, H2O.
1
Tratamento AR-Trat anaeróbico-trata lodos
2
2
4
anaer
lodos
bact
CO
O
H
CH
MO +
+
¾
¾
¾
¾ ®
¾ +

2. D&S- Tratamento de Águas Residuais-Part II
Tratamento Biológico Anaeróbico
m Na digestão anaeróbica, os microrganismos envolvidos
não podem sobreviver na presença de oxigênio,
m a digestão anaeróbica é mais lenta que a aeróbica mas
tem a vantagem de produzir menos lamas. Para além
disso a maior parte da MO é convertida em CO2 e Metano
(CH4),
Ø Os gases formados (principalmente CH4 e CO2)
constituem o biogas que tem valor energético e
pode ser utilizado como combustível.
2
Tratamento AR-Trat anaeróbico-trata lodos

3. D&S- Tratamento de Águas Residuais-Part II
Tratamento Biológico Anaeróbico
Ø O lodo é um elemento fundamenta do tratamento biológico. A sua formacão e
estabilização é um processo lento e depende de factores como
Ø Na operacão de sistemas de tratamento anaeróbico é importante limitar as
variacões de temperatura e cargas orgânicas
3
Tratamento AR-Trat anaeróbico-trata lodos

4. D&S- Tratamento de Águas Residuais-Part II
Tratamento Biológico Anaeróbico
Comparacão Tratamento aeróbico e anaeróbico
4
Tratamento AR-Trat anaeróbico-trata lodos

5. D&S-Tratamento de Águas Residuais –Part II
Tratamento Biológico Anaeróbico
Tipos
5
Tratamento AR-Trat anaeróbico-trata lodos
Digestores Anaeróbico de fluxo ascendente (c/ manto de logos)
Digestores Anaeróbico de contacto (leito fluidizado)

6. D&S- Tratamento de Água Residual
Tratamento Primário
Tanques Imohff
§ Geralmente tanques rectangulares providos de
um fundo tronco-cónico que combinam a
decantação e digestão de lamas
§ A zona de decantação é geralmente
dimensionada com base em 2 parâmetros:
§ Carga hidráulica superficial 1,1 à 1,4 (m/h) para o
caudal médio
§ Tempo de retenção: 2-5 h para o caudal médio
§ A zona de digestão é dimensionada com base
na carga de sólidos afluente (0.06-0.09
m3/hab.ano) e o grau de estabilização
pretendido (6 meses)
6
Tratamento AR comunitárias

7. D&S- Tratamento de Água Residual
Tratamento Primário - Tanques Imohff
§ A forma geométrica da zona de decantação é escolhida por forma a
respeitar as seguinte relações
§ Comprimento/largura ≈ 3
§ Comprimento /profundidade ≈ 1,5
§ Uso é geralmente recomendado para pequenas comunidades ou
aglomerado de habitações. Na concepção dos sistemas é comum
usar-se um mínimo 2 células de decantação
§ A DBO máxima recomendada é de 300mg/l. Para cargas maiores é
comum diluir-se a carga afluente por meio da recirculação dos
efluentes da decantação primária aduzidos ao tanque de
igualizacão
7
Tratamento AR comunitárias

8. D&S- Tratamento de Águas Residuais-Part II
Tratamento Biológico Anaeróbico
Tipos comuns
UASB- Upflow Anaerobic Sludge blanket)
8
Tratamento AR-Trat anaeróbico-trata lodos
• Reactor no interior do qual estabelece-se um manto
de lodos anaeróbios constituído por
microrganismos e substrato que naturalmente
formam grânulos (0,5 a 2 mm) que tem uma
velocidade de sedimentação alta e assim resistem
a lavagem do sistema mesmo em altas cargas
hidráulicas.
• O processo de degradação anaeróbica resultante é
responsável pela produção de gás (biogás
contendo CH4 e CO2).
• O movimento ascendente de bolhas de gás
libertado produz a turbulência hidráulica necessária
à mistura no reactor sem uso de equipamento
mecânica.
• Na parte superior do reactor, a fase de água é
separada de lamas sólidos e gases através de um
separador gás-líquido-sólido).

9. D&S- Tratamento de Águas Residuais-Part II
Tratamento Biológico Anaeróbico
Tipos comuns
EGSB- expanded granular Sludge blanket)
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Tratamento AR-Trat anaeróbico-trata lodos
• Variante do reactor UASB na qual aplicam-se taxas de
fluxo ascendente maiores que as do desenho original.
• Uso de velocidades altas permite maior fluidificação
do manto de lodos = è maior contacto do lodo com o
esgoto; maior segregação de partículas e
possibilidade de pequenas partículas suspensas
inactivas do manto de lodos também participarem do
processo.
• Variante obriga a digestores mais altos ou ao
estabelecimento de um circuito de recirculação
• Adequado à ARs fracas (menos de 1000 - 2000 mg
COD/l) ou para efluentes pouco biodegradáveis.

10. D&S- Tratamento de Águas Residuais-Part II
Tratamento Biológico Anaeróbico
UASB/EGSB-Aplicacões
Ø Tratamento de águas residuais brutas (CQO > 200 mg/l)
Ø Tratamento de lodos primários e secundários de ETARs
aeróbicas
Ø Tratamento de águas residuais industriais (alimentar e não
alimentar)
10
Tratamento AR-Trat anaeróbico-trata lodos

11. D&S- Tratamento de Águas Residuais-Part II
Tratamento Biológico Anaeróbico
UASB-Configuracão tipo para tratamento AR domésticas
Ø Grades e desarenacão
Ø Reactor UASB
Ø Sistema de recolha de gás, conversão e aducão
Ø Leitos de secagem (lodos)
Ø Tratamento secundário (efluente)
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Tratamento AR-Trat anaeróbico-trata lodos

12. D&S- Tratamento de Águas Residuais-Part II
Tratamento Biológico Anaeróbico
UASB-Dimensionamento -Parâmetros
Ø Carga hidráulica supericial (ls= 0.5 m/h)
Ø Carga orgânica Volumétrica
Ø Tempo de retencão Hidráulica (TRH)
12
Tratamento AR-Trat anaeróbico-trata lodos
)
(m
Area
/h)
Caudal(m
2
3
=
s
l
h)
/
(m
caudal
)
(m
reactor
Vol
3
3
=
TRH
TRH
reactor
Altura
up =
V
tipos)
(outros
/dia
kgDQO/m
5
(UASB)
/d
kgDQO/m
30
.
3
3
=
=
V
C
Q I
v
l

13. D&S- Tratamento de Águas Residuais-Part II
Tratamento Biológico Anaeróbico
UASB-Dimensionamento -Parâmetros
Ø Velocidade de fluxo (ascendente)
Ø < 0.5 m/h (caudal médio)
Ø < 1.2 m/h (caudal de ponta)
Ø Producão de gás
m Y = factor de produção de lodos (0.1 Kglodos /KgDQO removida)
m R = Percentagem de remoção de DQO (-)
m Ci = concentração de DQO do afluente (kg/m3)
m β = factor de produção de gás
m 13
Tratamento AR-Trat anaeróbico-trata lodos
/d]
[m
.
)
1
( 3
b
´
´
´
-
= i
C
Q
R
Y
M

14. D&S- Tratamento de Águas Residuais-Part II
Tratamento Biológico Anaeróbico
Tratamento secundário pós tratamento anaeróbico
m Lagoas de estabilizacão
l Se o objectivo é remover apenas matéria orgânica presente
nos lodos
¡ TRH de cerca de 1 dia
¡ profundidade de cerca de 1m
l Se o objectivo é também a eliminacão de microrganismos
patogénicos
¡ TRH total deve ser de 10 – 20 dias.
¡ Usar 3 ou 4 lagoas em série com uma profundidade de 0,5
-1,0 m e TRH de 3- 5 dias
14
Tratamento AR-Trat anaeróbico-trata lodos

15. D&S- Tratamento de Águas Residuais-Part II
Tratamento Biológico Anaeróbico
Tratamento secundário pós tratamento anaeróbico
m Digestor de lamas
m Na digestão anaeróbica uma parte importante dos lodos
(biomassa) é convertida em biogas.
m O teor de sólidos nos lodos produzidos é de cerca de 5% ( 50
kg/m3). Devido a estas características a velocidade de digestão
anaeróbica é relativamente lenta =è TRH no reactor deve ser de
15 ate 20 dias se o mesmo funcionar a 30 – 35 ºc (disgestão
mesofílica).
m A capacidade de digestão é de cerca de 1,3 kg de MO/m3 de
volume do reactor ( lV = 1,3 kg/m3.d).
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Tratamento AR-Trat anaeróbico-trata lodos

16. D&S- Tratamento de Águas Residuais-Part II
Tratamento Biológico Anaeróbico
Tratamento secundário pós tratamento anaeróbico
m Exemplo de um digestor de lamas
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Tratamento AR-Trat anaeróbico-trata lodos