Yalnızlık

O sistema de lodos ativados é bastante utilizado, em nível mundial, principalmente em situações em que se deseja uma elevada qualidade do efluente com baixos requisitos de área. No entanto, a complexidade operacional, o nível de mecanização e o consumo energético são mais elevados (SPERLING, 2005).

Os lodos ativados são formados por numerosos constituintes como: bactérias, substâncias poliméricas extracelulares, partículas orgânicas e inorgânicas, que junto com outros fatores, como o turbilhonamento nos tanques de aeração, são responsáveis pela estrutura e propriedades dos flocos que determinam a sua capacidade de floculação e de sedimentação (BARROS et al., 2007). Neste processo, os sólidos (biomassa aglutinada) são recirculados do fundo da unidade de decantação, por meio de bombeamento, para a unidade de aeração. Esse processo de recirculação de sólidos constitui-se no princípio

básico do sistema de tratamento de efluentes por lodos ativados, garantindo a elevada eficiência do processo em questão. Vale ressaltar que o tempo de detenção hidráulico do líquido é da ordem de 6 a 8 horas no sistema de lodos ativados convencional, implicando no volume reduzido do tanque de aeração (reator biológico). O tempo de retenção dos sólidos no sistema é denominado de idade do lodo, sendo da ordem de 4 a 10 dias no sistema convencional de lodos ativados (SPERLING, 2005).

3.3.1.3 Filtros Biológicos

O filtro biológico configura-se em um reator denominado de leito fixo ou de filme fixo. Nestes reatores os micro-organismos são mantidos aderidos a um material suporte (pedra brita, cascalhos, suportes plásticos, concreto triturado, cascas de árvore) que constitui o recheio da unidade.

O filtro biológico aeróbio mais simples é composto por um leito de pedras ou de materiais inertes, com forma, tamanho e interstícios adequados, que permitem a livre circulação natural do ar. Sobre este leito, dispositivos de distribuição lançam as águas residuárias que percolam entre as peças que constituem o referido recheio. Quando o líquido percola através do leito ocorre o contato direto do substrato e do oxigênio presentes no ar com os micro-organismos que se encontram aderidos à superfície do suporte (METCALF; EDDY, 2003).

3.3.1.4 Lagoas de aeração

As lagoas aeradas são normalmente construídas com taludes de terra e funcionam como reatores biológicos de crescimento suspenso, sem recirculação do lodo, tendo profundidade de 2,5 a 5,0 m. São normalmente usados aeradores mecânicos para a mistura e aeração da massa líquida (D’ALMEIDA; VILHENA, 2000). Nas lagoas aeradas, os efluentes são submetidos à ação de consórcio de organismo, muitas vezes de composição desconhecida, durante vários dias. Neste tipo de tratamento, a variação de carga e algum grau de toxicidade efluente podem ser atenuados graças ao grande volume da lagoa (METCALF; EDDY, 2003).

No entanto, os parâmetros de descarga (DQO, DBO, por exemplo) nem sempre são atendidos e também existem os problemas associados com perdas de substratos tóxicos por volatilização e contaminação de lençóis freáticos por percolação (infiltração). Outra

dificuldade desse processo é a necessidade da retirada periódica do lodo do fundo da lagoa ou ainda a instalação de um decantador secundário para melhorar a clarificação do efluente final.

3.3.1.5 Lagoas de estabilização

Essas lagoas são basicamente bacias terrestres, de águas lênticas, relativamente rasas, construídas para armazenar resíduos específicos, como os domésticos e industriais, e devem resultar na estabilização da matéria orgânica através de processos biológicos. O tratamento biológico pode ocorrer em condições anaeróbias, facultativas ou aeróbias, de acordo com a disponibilidade de oxigênio dissolvido, da atividade biológica predominante, da carga orgânica afluente, das características físicas de cada unidade destinadas a tratar águas residuárias brutas ou efluentes pré-tratados, por processos naturais e artificiais. As lagoas de estabilização são classificadas de acordo com a atividade metabólica predominante na degradação da matéria orgânica, tais como: anaeróbias, facultativas e de maturação ou aeróbias (SANTOS, 2010).

a) Lagoas Anaeróbias

Na lagoa anaeróbia, a matéria orgânica é submetida a um processo de degradação na ausência de oxigênio com produção de gás metano e gás carbônico.

Lagoas anaeróbias são tanques com profundidade de 3,5 a 5,0 m, a profundidade tem a finalidade de impedir que o oxigênio produzido pela camada superficial seja transmitido às camadas inferiores. Para garantir as condições de anaerobiose é lançada uma grande quantidade de efluente por unidade de volume da lagoa. Com isto o consumo de oxigênio será superior ao reposto pelas camadas superficiais. Como a superfície da lagoa é pequena comparada com sua profundidade, o oxigênio produzido pelas algas e o proveniente da reaeração atmosférica são considerados desprezíveis. No processo anaeróbio a decomposição da matéria orgânica gera subprodutos de alto poder energético (biogás) e, desta forma, a disponibilidade de energia para a reprodução e metabolismo das bactérias é menor que no processo aeróbio (MEIRA, 2003). O efluente das lagoas anaeróbias, em geral, necessita de tratamento posterior. A Figura 14 ilustra de modo simplificado, o funcionamento do sistema de lagoa anaeróbia.

FIGURA 14- Esquema simplificado de uma lagoa anaeróbia.

Fonte: SILVA FILHO et al., 2007

b) Lagoas Facultativas

Dentre os processos biológicos de tratamento, o processo de lagoas facultativas é considerado os mais simples uma vez que depende unicamente de fenômenos puramente naturais (VON SPERLING, 1996).

Lagoas facultativas são tanques de menor profundidade (1,5 a 3,0 m). Nesses locais a matéria orgânica dissolvida (DBO solúvel), conjuntamente com a matéria orgânica de pequenas dimensões (DBO finamente particulada) não sedimenta, permanecendo dispersa na massa líquida.

Na camada mais superficial a matéria orgânica é oxidada por meio da respiração aeróbia. Abaixo da zona de penetração da energia solar, forma-se a zona facultativa composta de grupos de bactérias que são capazes de sobreviver e proliferar tanto na presença como na ausência de oxigênio. Na camada de maior profundidade forma-se uma zona anaeróbia, onde os sedimentos sofrem o processo de decomposição por micro- organismos anaeróbios, sendo convertidos lentamente em gás carbônico, água, metano e outros (MEIRA, 2003).

A Figura 15 ilustra de modo simplificado, o funcionamento do sistema de lagoa facultativa.

FIGURA 15- Esquema simplificado de uma lagoa facultativa.

Fonte: SILVA FILHO et al., 2007

c) Lagoa de Maturação

São tanques que recebem o efluente de estações de tratamento convencionais ou de outras lagoas com a finalidade de clarificar este efluente reduzindo, principalmente, a concentração de sólidos sedimentáveis e de organismos patogênicos. Lagoas de maturação são, portanto, dispositivos de tratamento terciário, e não se destinam à estabilização da matéria orgânica, mas sim, a propiciar uma melhoria na qualidade do efluente de instalações de tratamento secundário. Podem ser usadas para eliminar diversos poluentes e contaminantes.

A Figura 16 ilustra de modo simplificado, o funcionamento do sistema de lagoa de maturação.

FIGURA 16- Esquema simplificado de uma lagoa de maturação.

3.3.1.6 Reator Anaeróbio

O emprego do processo oferece várias vantagens em relação ao sistema aeróbio, destacando o menor consumo de energia, a menor produção de lodo e, além disso, requer menor área para a implantação e oferece potencialidade do uso do metano produzido como combustível (MENDONÇA, 2002).

No entanto, é um tratamento que exige um tempo de retenção hidráulico maior, apresenta maior sensibilidade a choques de carga, e, principalmente menor eficiência que o sistema aeróbio, tanto na remoção de matéria orgânica quanto na remoção de nutrientes (METCALF; EDDY, 2003).

3.3.1.7 Processos aeróbios/anaeróbios

A mais moderna tendência para o tratamento de efluentes está representada pela utilização de processos anaeróbios-aeróbios alternados. Este sistema aumenta significativamente a eficiência do tratamento, o que permite a redução do tamanho das estações e dos tempos de residência (FREIRE et al., 2000).

Nestas combinações, o pré-tratamento anaeróbio é empregado para redução da carga orgânica na entrada do reator aeróbio, reduzindo, no sistema, o consumo de energia e a produção de lodo, além de promover a remoção de nutrientes (MENDONÇA, 2002).