Introdução ao Tratamento e ao Pós-tratamento de Esgotos

1. Sistema de Esgotamento Sanitário e Pluvial Introdução ao Tratamento e ao Pós-tratamento de Esgotos Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental - UFMG

2. Principais Sistemas de Tratamento de Esgotos • lagoas de estabilização; • disposição no solo; • reatores anaeróbios. simplificados • lodos ativados; • lagoas de estabilização; • filtros biológicos. mecanizados

3. Lodos ativados convencional aeração prolongada fluxo intermitente (batelada) tanque de aeração decantador secundário

4. Lodos ativados convencional • MO estabilizada por bactérias que crescem dispersas no tanque de aeração • TDH líquido – 6 a 8 horas • Idade do lodo – 4 a 10 dias • Remoção contínua do lodo biológico excedente • Lodo não é estabilizado no processo • Fornecimento de O2 – aeradores mecânicos ou ar difuso

5. Lodos ativados convencional • SS sedimentáveis e MO suspensa são removidos no decantador primário • Decantador secundário – biomassa sedimentam • Efluente sai clarificado • Lodo secundário retorna para o tanque de aeração – aumento de eficiência do processo

7. Lodos ativados de aeração prolongada • Biomassa permanece no sistema por mais tempo do que na modalidade convencional • TDH líquido – 16 a 24 horas • Idade do lodo – 20 a 30 dias • Bactérias utilizam sua própria biomassa para realizar os processos metabólicos • Estabilização da biomassa no próprio tanque de aeração – lodo já sai estabilizado

8. Lodos ativados de aeração prolongada • Não apresenta decantador primário – assim não há geração de um lodo não estabilizado • Simplificação do processo • Requerimento de maior energia para aeração • Modalidade mais eficiente na remoção de MO

9. tanque de aeração decantador secundário lodo secundário linha de recirculação adaptado de VON SPERLING, 1996 Lodos ativados convencional

10. Lodos ativados de fluxo intermitente (batelada) • Todas as unidades em um único tanque • Ciclos de operação com duração definida • enchimento • reação • sedimentação • esvaziamento • repouso (retirada do lodo excedente)

11. tanque de aeração decantador secundário Lodos ativados de fluxo intermitente (batelada) adaptado de VON SPERLING, 1996

12. Lagoa de estabilização lagoas facultativas lagoa aerada facultativa lagoas aeradas de mistura completa sistema australiano (lagoa anaeróbia - lagoa facultativa) lagoas de polimento / maturação

13. Lagoa facultativa • DBO particulada se sedimenta – lodo de fundo (decomposto anaerobiamente) • DBO solúvel – permanece dispersa na massa líquida (decomposição se dá por bactérias facultativas) • TDH > 20 dias • Fotossíntese – O2 para as bactérias – requer elevada área de exposição • Retirada do lodo de fundo > 20 anos • Simplicidade operacional

14. Lagoa aerada facultativa • Funcionamento – lagoa facultativa • Fornecimento de O2 – artificial (aeradores mecânicos) • TDH entre 5 e 10 dias • Menor requisito de área • Requerimento de ebergia elétrica • Retirada do lodo de fundo < 5 anos

15. Sistema australiano • Lagoa anaeróbia seguida de lagoa facultativa • Lagoa anaeróbia – decomposição parcial da MO (50 a 60%) – alivia a carga da lagoa facultativa • Economia de área – 2/3 da área requerida para a lagoa facultativa única • Lagoa anaeróbia – possibilidade de maus odores

16. Lagoa aerada de mistura completa • Elevado nível de aeração – biomassa em suspensão na massa líquida • Maior eficiência do sistema • TDH – 2 a 4 dias • Biomassa sai com o efluente líquido – necessidade de uma lagoa de decantação (sedimentação dos sólidos – TDH de 2 dias) • Requer menor área entre as lagoas de estabilização • Retirada do lodo – 2 a 5 anos

17. zona aeróbia zona facultativa zona anaeróbia CO2 algas bactérias O2 Lagoa facultativa adaptado de VON SPERLING, 1996

18. Filtros biológicos baixa carga alta carga

19. Filtros biológicos • MO estabilizada por bactérias que crescem aderidas a um meio suporte • Esgoto é aplicado na superfície do filtro • MO é retida pelas bactérias • Aeração natural

20. Filtros biológicos de alta carga • Lodo gerado não está estabilizado • Recirculação do líquido efluente dos decantadores secundários • Maior concentração de MO < eficiência na remoção de DBO

21. Filtros biológicos de baixa carga • Estabilização parcial do lodo • Menor concentração de MO - > eficiência de remoção de DBO

22. Filtro biológico percolador adaptado de VON SPERLING, 1996

23. Disposição no Solo infiltração lenta infiltração rápida infiltração subsuperficial aplicação com escoamento superficial

24. Disposição no Solo • A MO é estabilizada por meio de mecanismos físicos, químicos e biológicos • Retenção no solo • Retenção pelas plantas • Aparecimento na água subterrânea

25. Infiltração lenta • Os esgotos fornecem água e nutrientes para as plantas • Requer > área superficila • > eficiência de remoção de MO

26. Infiltração rápida • Líquido percola através de um meio poroso e vai para o lençol de água subterrânea ou para um sistema de drenagem subsuperficial

27. Infiltração subsuperficial • Esgoto é aplicado abaixo do nível do solo Escoamento superficial • Esgoto escoa por uma rampa • Aplicado a terrenos com baixa permeabilidade

28. Disposição no solo adaptado de VON SPERLING, 1996

29. Sistemas anaeróbios tanque séptico reator aeróbio de manta de lodo (reator UASB) filtro anaeróbio

30. Reator UASB (upflow anaerobic sludge blanket) • Biomassa cresce dispersa – formação de grânulos de bactérias que servem como meio suporte • Concentração de biomassa elevada – manta de lodo • Formação de CH4 (metano) e CO2 • Biogás – metano - queima ou reaproveitamento • Baixa produção de lodo – já estabilizados – leitos de secagem • Não há necessidade de decantação primária

31. REATORES UASB: Esquema de funcionamento Paulo Libânio

32. REATORES ANAERÓBIOS: Alguns aspectos relevantes • Baixíssimos requisitos de área: 0,05 a 0,10 m2/hab. • Custos de implantação: 30,00 a 40,00 R$/hab. • Custos operacionais: 1,50 a 2,00 R$/hab x ano • Apesar das grandes vantagens, encontram dificuldades em produzir efluentes que se enquadrem aos padrões ambientais • Necessidade de pós-tratamento

33. Itabira REATORES UASB: Alguns sistemas implantados em Minas Gerais Paulo Libânio

34. Ipatinga

35. Belo Horizonte – ETE Onça (em implantação) Paulo Libânio