O documento descreve sistemas anaeróbios para tratamento de resíduos, incluindo: (1) Tanques sépticos e lagoas anaeróbias, que usam processos de sedimentação e digestão anaeróbia; (2) Filtros anaeróbios, que usam bactérias aderidas a um meio filtrante; (3) Reatores de biodisco e leito expandido/fluidizado, que promovem a formação de biofilmes.

1. Maceió –abril de 2014

2. Tratamento de
Resíduos
INSTITUTO FDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE ALAGOAS
equipe
CRISTIANBERNARDO
JOELAVELINO
KELINESOARES
RODOLFOAMORIM
WILLIAMMONTEIRO
professor
DANIELMENDONÇA

3. SISTEMAS ANAERÓBIOS
o1905–DesenvolvimentodoTanqueImhoff(bicompartimentado).
o1970–LettingaeseusseguidorescomeçamapesquisarotratamentoanaeróbioparadespejosconcentradosindustriaiseesgotosanitárionaUniversidadedeWagenigennaHolanda.
o1980–IníciodeOperaçãodaEstaçãodetratamentodeesgotoBelémdacidadedeCuritibacomlodosativadoscomAeraçãoProlongada.
o1981–ProjetodeTratamentodeesgotodePiraídoSulutilizandotanquesImhoffereatordemantodelodo–Eng.CelsoSaveliGomes.
Histórico dos Reatores Anaeróbio

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. 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. SISTEMAS ANAERÓBIOS

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. CUIDADO:
BACTÉRIAS TRABALHANDO
SISTEMAS ANAERÓBIOS
Descrição do processo
Deformasimplificada,aconversãoanaeróbiasedesenvolveemduasetapas:
Liquefaçãoeformaçãodeácidos(atravésdasbactériasacidogênicas);e
Formaçãodemetano(atravésdasbactériasmetanogênicas).
Microrganismos:predominânciadebactérias,seguidaspelosprotozoários, micrometazoáriosefungos.

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. SISTEMAS ANAERÓBIOS
Unidadecilíndricaouprismáticaretangular,defluxohorizontal,paratratamentodeesgotosporprocessosdesedimentação,flotaçãoedigestão. Separaçãogravitacionaldaescumaedossólidos,emrelaçãoaolíquidoafluente,vindoossólidosaseconstituiremlodo;
-Digestãoanaeróbiaeliquefaçãoparcialdolodo;
-Armazenamentodolodo.
NBR7229indicatanquessépticospara:
-Áreasdesprovidasderedepúblicacoletoradeesgotos;
-Comoalternativadetratamentodeesgotosemáreasprovidasderedecoletoralocal;
-Quandodautilizaçãoderedescoletorascomdiâmetroe/oudeclividadesreduzidos.
Tanque Séptico

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. SISTEMAS ANAERÓBIOS
Aslagoasanaeróbiastêmsidoutilizadasnotratamentodeesgotosdomésticosedespejosindustriaispredominantementeorgânicos, comaltosteoresdeDBO,comomatadouros, laticínios,bebidas,etc.
Aconversãodamatériaorgânicaemcondiçõesanaeróbiasélenta,pelofatodasbactériasanaeróbiassereproduziremnumavagarosataxa.Atemperaturadomeiotemgrandeinfluêncianastaxasdereproduçãodabiomassaeconversãodosubstrato,oquefazcomqueasregiõesdeclimaquentesetornempropícioaestetipodelagoas. Lagoas Anaeróbias

13. SISTEMAS ANAERÓBIOS
Lagoa anaeróbia –Lagoa facultativa

14. SISTEMAS ANAERÓBIOS
Sistemaconstituídodeumleitodematerialaoqualosmicrorganismosaderemeatravésdoqualoefluenteépercolado,apósserdistribuídosobreotopodoleitoporumdistribuidorrotativogeralmenteacionadopelareaçãodojatodolíquido. OfiltroanaeróbioémuitoutilizadonoBrasil,nomeioruraleemcomunidadesdepequenoporte.Ossólidosemsuspensãosesedimentamnofundodeumafossaséptica,entãoseformamolodoondeocorreadigestãoanaeróbia.Olíquidoseencaminhaparaofiltroanaeróbioquepossuibactériasquecrescemaderidasaumacamadasuporteformandoabiomassa,quereduzacargaorgânicadosesgotos.
Filtros Anaeróbios

15. SISTEMAS ANAERÓBIOS
Filtro Anaeróbio

16. SISTEMAS ANAERÓBIOS
Atecnologiadosreatoresbiológicosaeróbiosdebiodiscoéescolhadetratamentodeesgotoseefluentesemtodososcontinentes.DesenvolvidanaAlemanhanadécadade60éconhecidapelaeficiênciaerobusteznotratamentodeesgotosdomésticoseefluentes.Osistemabaseia-senageraçãodebiofilmesobrediscosgiratóriosquedigeremacargaorgânicacontinuamente.NoBrasilfoiobjetodeestudoemuniversidades,monitoradoereferenciadodesdeessaépoca.
OReatordebiodiscoédesenhadoparaatendeatodososrequisitosoficiaisdeeficiênciaderemoçãodeDBO(cargaorgânica)enitrogênio.Purificaesgotoseefluentesdepequenasemédiasindústriasedenovasáreasurbanas.Oefluenteproduzidopodeserreutilizadoparairrigaçãooulançamentoemcorposdeágua.Otimizaotempoderetençãodeefluentesdealtacargaorgânicaealcança95% deremoçãomédiadeBOD5semdanoaomeioambiente.
Biodisco

17. SISTEMAS ANAERÓBIOS
BiodiscoEntradaSedimentação primária
Clarificador
Saída
Lodo primário
Retorno do lodo

18. SISTEMAS ANAERÓBIOS
Reatoresanaeróbiosdeleitoexpandido/fluidizadosãosistemasdetratamentoqueutilizamoprincípiodafluidizaçãoparapromoveradequadatransferênciademassaentreolíquidoasertratadoeosmicrorganismosqueatuarãonadegradaçãodamatériaorgânica.Nesseprocessoabiomassacresceaderidaasuportesdepequenotamanhoeformambiofilmesdepoucaespessura.Ousodepartículasmuitofinasgaranteáreasuperficialelevadaepermiteoempregodetemposdedetençãohidráulicosreduzidos.
Umdosmaisimportanteaspectosdosreatoresanaeróbiosdeleitofluidizadoéaformaçãodobiofilme.Acomposiçãodoesgotoeavelocidadesuperficialdolíquidosãodeterminantesparaadiversidademicrobiana,concentraçãodebiomassaeconsequentemente,densidadeeespessuradobiofilme.
Reatores de Leito Expandido/Fluidizado

19. SISTEMAS ANAERÓBIOS
Reatores de Leito Expandido/Fluidizado

20. SISTEMAS ANAERÓBIOS
Construção de Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente emEscala Experimental Utilizando Materiais RecicláveisAssuperfíciesdomaterialsuporteservemdeapoioparaaocrescimentobacterianoaderido(formaçãodebiofilme), enquantoosespaçosvaziosexistentesnomaterialdeempacotamentosãoocupadospormicroorganismosquecrescemdispersos. Ocrescimentodemicroorganismosfazgerarumamaiorgeraçãodebiogás,jáqueelesconsumirãopartedamatériaorgânicaexistente.

21. SISTEMAS ANAERÓBIOS
Funcionamento

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. SISTEMAS ANAERÓBIOS

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