Tratamento de Águas Residuárias

1. Tratamento de Águas Residuárias Respiração Aeróbia e Anaeróbia

2. Tratamento Secundário - Biológico • Objetiva, principalmente, a remoção de matéria orgânica e eventualmente nutrientes (nitrogênio e fósforo); • A estabilização (decomposição) da matéria orgânica pode ser feita por bactérias aeróbias e/ou anaeróbias.

3. Respiração Aeróbia • A transformação de glicose em gás carbônico e água depende da presença de oxigênio: C6H12O6 + 6O2  6 CO2 + 6 H2O + 673 Kcal

4. Princípios da aeração • A aeração é uma operação unitária de fundamental importância no tratamento de esgotos; • Em vários sistemas existe a necessidade de acelerar o processo natural, de forma que o fornecimento de oxigênio possa se dar em uma taxa mais elevada, equivalente à taxa do seu consumo pelas bactérias; • Os sistemas de aeração deve disponibilizar oxigênio suficiente para a necessidade dos microrganismos aeróbios e provocar agitação e homogeneidade suficiente para que ocorra uma mistura completa.

5. Exemplos de processos aeróbios • Lodos Ativados: Este processo se baseia no tratamento biológico aeróbio por meio de flocos microbianos em suspensão no efluente em tratamento. Requer um período de detenção de quinze a quarenta horas, com uma importante incorporação de oxigênio no reator. • Lagoas Aeradas: É uma variante do processo de lodos ativados, porém não há recirculação do lodo. Nos meses quentes o processo anaeróbio é incrementado no fundo da lagoa, o que pode trazer problemas como odores e perda de eficiência. Por esta razão, é muito importante o desempenho das lagoas e as características dos aeradores. • Lagoas de Estabilização: Não possuem equipamentos. Estas dependem de aeração natural (superficial) e da fotossíntese como fonte de oxigênio.

6. Respiração Anaeróbia • Acontece na ausência de oxigênio, transformando a glicose em gás carbônico e álcool ou ácidos orgânicos: C6H12O6  2 CO2 + 2C2H3OH + 34,4 Kcal • OBS: A denominação de fermentação para a respiração anaeróbia nem sempre é muito aceita, visto que muitas vezes este processo se realiza com a respiração aeróbia.

7. Etapas da digestão anaeróbia

8. Exemplos de processos anaeróbios • Lagoas Anaeróbicas: São utilizadas com o objetivo de uma redução acentuada da matéria orgânica. Em geral ocupam pouco espaço em função de sua alta profundidade (4 a 6 m). Como sub-produto temos a exalação de maus odores devido ao processo de fermentação ácida (metanização). • Reatores Anaeróbicos: São construídos tanques com controle da produção do metano e todos os seus dispositivos de segurança. Tem a vantagem de disponibilizar o uso do metano. Devem ser seguidos de tratamento complementar, pois sua eficiência em média não ultrapassa 60% na remoção de carga orgânica. (Ex: Reator UASB)

9. Conseqüência da Respiração para o Ambiente Aquático: • Os processos oxidativos podem causar forte depressão na curva de oxigênio de um rio; • A disposição de M.O. em excesso no meio está diretamente ligado ao consumo de O2; • A presença de M.O. no meio aquático é o aumento da concentração de CO2, e a conseqüente diminuição do pH.

10. Comparação entre a Respiração Aeróbia e Anaeróbia • O calor liberado na equação do processo anaeróbio é cerca de 5% da energia liberada em aerobiose; • É muito mais econômico buscar a energia vital em processos aeróbios; • A multiplicação celular será muito mais abundante em aerobiose, portanto, o processo de degradação, será muito mais rápido.

11. Comparação entre a Respiração Aeróbia e Anaeróbia Metabolismo Bacteriano Aeróbio: CATABOLISMO: 33% ANABOLISMO: 67% • A incorporação celular ocorre em uma taxa maior que a estabilização do material orgânico; • Tem maior eficiência, por ter maior concentração de bactérias; • Produz mais lodo, pelo decaimento bacteriano ser proporcional ao seu crescimento; • O lodo formado é instável. Anaeróbio: CATABOLISMO: 97% ANABOLISMO: 3% •  O crescimento bacteriano é extremamente lento; • Há muita comida e menor concentração bacteriana, portanto, sua eficiência é reduzida; • Produz menos lodo, e seu lodo já é estável; • Há produção de energia útil na forma de metano.