Örgütsel bağlılığın sonuçları

Os filtros biológicos apresentam o mesmo princípio dos lodos ativados. Enquanto que no sistema de lodos ativados a população microbiana (lodo) se mantém em suspensão, nos filtros biológicos ela se encontra fixa em um suporte.

O filtro biológico ou percolador é constituído de um meio filtrante que pode ser pedras ou plástico alojados em um depósito cilíndrico de paredes metálicas ou de alvenaria. Na parte superior existe um cilindro giratório para a água de alimentação e na parte inferior existem janelas de ventilação e uma bomba para recirculação.

mg O2/L

mg O2/L

Aterro sanitário

mg O2/L

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A água de alimentação é aspergida pelo distribuidor giratório e percorre caminhos aleatórios deslizando pelo recheio. Enquanto isso, o ar que entra pelas janelas inferiores sobe, produzindo um contato em contra-corrente entre os compostos a serem biodegradados e o oxigênio. À medida que os compostos orgânicos são biodegradados, cria-se uma película sobre o recheio do filtro formada por bactérias, protozoários, algas, etc. Estes elementos são os responsáveis pela decomposição da matéria orgânica e da oxidação de alguns compostos inorgânicos como os sulfitos, amônio, etc. (Meseguer e colaboradores, 1998).

A altura do filtro varia de acordo com o meio utilizado. Filtros de pedra têm em média 2 metros enquanto que os de plástico variam entre 9 a 12 m (Silva, 1995).

Para assegurar uma rápida biodegradação livre de odores, o filtro deve permanecer aeróbio. À medida que os microrganismos consomem o oxigênio da água, este deve ser substituído pelo oxigênio do ar. Se a circulação do ar for insuficiente, a eficiência do processo diminui e aparecem odores desagradáveis causados pela anaerobiose. Para favorecer a circulação do ar, são utilizados recheios que permitam de 94 a 96% de volume livre para a circulação do ar (Meseguer e colaboradores, 1998).

Os microrganismos presentes na película crescem gradativamente engrossando a capa sobre o recheio do filtro. O oxigênio é consumido antes que possa penetrar toda e espessura da película. As condições anaeróbias criadas entre o recheio e a película produzem gases e com a ajuda da água que percola, desprendem a biomassa, que é separada em um decantador. Posteriormente inicia-se a formação de uma nova película (Ver figura 11).

(Fonte: Meseguer e colaboradores, 1998)

FIGURA 11 – Difusão do oxigênio da água residual ao interior da película biológica.

Fio médi o Anaeróbia Aeróbia Água residual H2S NH3 Desprendimento da biomassa em excesso CO2 Ar Contaminantes da água O2 Película biológica

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Os recheios plásticos são pouco sensíveis ao entupimento e podem trabalhar com cargas mais elevadas, mas o preço do material é mais elevado.

Neste processo, o grau de eliminação da DBO oscila entre 30 e 70%, sendo diretamente proporcional à altura do recheio. A carga hidráulica pode oscilar entre 1,5 a 3 m3/m2.h e requer a recirculação de parte do caudal (Lagunas e Lis, 1998).

Basibuyuk e Forster, 1997, conseguiram a remoção da cor na ordem de 99% utilizando uma seqüência de quatro filtros biológicos (para efluente sintético específico: vermelho maxilon BL-N – um corante básico vermelho - C.I. 11055).

Os filtros biológicos apresentam algumas vantagens e desvantagens que são apresentadas a seguir (Meseguer e colaboradores, 1998):

Vantagens:

• Menor consumo energético;

• Menor sensibilidade às variações de carga contaminante ou a presença de tóxicos;

• Menor custo de construção e manutenção para rendimentos inferiores a 85 – 90%;

• Menor necessidade de espaço.

Desvantagens:

• Possível presença de odores e insetos se existirem zonas sem molhar;

• Maior sensibilidade às baixas temperaturas;

• Efluentes com maior turbidez do que em lodos ativados bem operados (o decantador deverá ser especialmente desenhado);

• Menor capacidade de eliminação de compostos lentamente degradáveis (tensoativos, cores, etc).

De acordo com Meseguer e colaboradores, 1998, o filtro biológico, utilizado com processos biológicos ou físico-químicos pode apresentar vantagens técnicas e econômicas, especialmente para plantas pequenas e médias. Os autores recomendam a instalação do filtro anterior aos demais tratamentos e citam que instalação do filtro para complementar o tratamento físico-químico aumenta o rendimento de 60 a 90% em toda a planta, com redução de 50% dos reagentes coagulantes e floculantes e consequentemente, menor produção de lodo.

ASPECTOS TEÓRICOS E REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ₆₃

II.3.3.3.3 – Bioreatores

A utilização de processos anaeróbios no tratamento de efluentes têxteis tem sido continuamente investigada, mas exceto para alguns casos isolados, os resultados são insatisfatórios (Kermer e Richter, 1995)

Feitkenhauer e colaboradores, 1999, contornaram este problema através da separação do efluente em fluxos parciais. Estes fluxos são analisados de acordo com a carga orgânica (DQO, COT) e a biodegradabilidade, conforme figura 12.

(Fonte: Feitkenhauer e colaboradores, 1999)

FIGURA 12 – Classificação dos efluentes de acordo com o grau de poluição orgânica e biodegradabilidade em condições aeróbias e anaeróbias

Para efluentes com baixa carga orgânica, a reciclagem deve ser considerada, desde que atenda às condições necessárias para o processo a ser utilizado. Uma carga orgânica moderada (300 – 3000 mg O2/L de DQO) pode sofrer um tratamento anaeróbio, embora com

custo muito superior, o que inviabilizaria este tratamento.

Feitkenhauer e colaboradores, 1999, citam um exemplo em que o tratamento anaeróbio se aplicaria com ótimos resultados. Trata-se de um efluente parcial proveniente da desengomagem de tecidos de algodão, com volume diário de 100 m3 e DQO de 1500 mg

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O2/L. Após otimização deste efluente, o volume é reduzido a 12 m3 e a carga orgânica

concentrada até 12500 mg O2/L. Sendo o agente engomante biodegradável, como por

exemplo o amido, o tratamento mais indicado seria o anaeróbio.

A grande vantagem do sistema anaeróbio é o seu baixo consumo de energia (não há aeração) e produção mínima de lodo. Como conseqüência, custos de manuseio e disposição do lodo se reduzem a uma fração do sistema aeróbio. Além disso, pode-se utilizar o biogás como fonte de energia.

Uma planta de tratamento anaeróbio deve permitir algumas reações, conforme a figura 13, e baseia-se em dois “designs” principais (Feitkenhauer e colaboradores, 1999):

1. Todas as reações descritas na figura 13 ocorrem em um único reator;

2. A formação de ácidos orgânicos voláteis ocorrem no primeiro reator, ou reator de acidificação. A formação de biogás a partir dos ácidos orgânicos ocorre num segundo reator, que combina a acetogênese e metanogênese.

(Fonte:Feitkenhauer e colaboradores, 1999)

FIGURA 13 – Esquema simplificado da reação de formação de biogás de indústria de acabamento têxtil a partir de poluentes comuns como amido e polissacarídeos.

O conceito de um reator apenas é mais indicado para efluentes facilmente degradáveis e tem a vantagem de possuir custo menor de construção, manutenção e operação.

Biopolímeros: Proteínas, Carboidratos, Lipídeos

Açúcar, amino-ácidos, ácidos graxos maiores

Ácidos graxos, CO2, H2 Ácido acético, CO2, H2 Biogás: CH4, CO2 Hidrólise Fermentação Acetogênese Metanogênese

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A utilização de dois reatores é indicada para casos em que as condições ambientais de crescimento dos microrganismos diferem significativamente (por exemplo o pH ótimo de acidificação é menor do que o da formação do metano). Neste caso, o volume dos dois reatores combinados é menor do que a utilização de apenas um reator. Uma outra indicação está no fato de que algumas substâncias químicas utilizadas na indústria de acabamento têxtil são tóxicas para microrganismos metanogênicos em altas concentrações. Além disso, um reator de acidificação pode diluir ou converter estas substâncias em ácidos orgânicos voláteis. Como conseqüência, obtém-se um processo mais estável de degradação e formação de biogás. Para as indústrias de acabamento têxteis, que normalmente apresentam lotes pequenos com variação contínua de processos e produtos, a opção de dois reatores é a mais indicada.

Quanto à remoção da cor, é preciso analisar a estrutura química do corante usado. Corantes capazes de sofrer redução do grupo azo, antraquinona e indigóis, perdem sua cor rapidamente em condições anaeróbias. Entretanto, não se pode afirmar que a biodegradação tenha sido completa nesta etapa inicial de redução. Atualmente, os corantes são ainda considerados recalcitrantes em processos de biodegradação aeróbia ou anaeróbia.