Tratamento Biologico Aula 6 2014

BIOLOGIA AMBIENTAL

Tecnologia em Saneamento Ambiental

Prof. Mestranda Alexandra Zampieri & Prof. Mestranda Graziele Ruas

2 Sem 2014

TRATAMENTO BIOLGICO DE EFLUENTES

TPICOS

Tratamento de Esgotos Tipos de Tratamento;

Processos de Tratamento;

Principais Organismos Envolvidos.

Tipos de Crescimento e Sustentao da Biomassa Tipos de Reatores;

Biomassa Aderida e Dispersa;

Parmetros de Dimensionamento de Reatores.

Biologia Ambiental 2014 2

TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS

Ocorre por mecanismos biolgicos;

Os processos reproduzem o que ocorre em um corpo dgua aps o lanamento de despejos (Autodepurao) processo pelo qual a matria orgnica mineralizada;

Nas ETEs esse mesmo fenmeno acontece mas com a introduo de tecnologias => fazendo com que o processo seja controlado e ocorra com taxas mais elevadas.



Sistemas de Esgoto

Grande parte da gua distribuda transforma-se em esgoto, este deve ser coletado e tratado antes de ser lanado em corpos hdricos e/ou no solo => para evitar transmisso de doenas e impactos ambientais;

O tratamento de esgoto pode ser:

Individual (fossa);

Coletivo (rede coletora + ETE).



FUNO DA ETE

REDUZIR A CARGA DE CONTAMINANTE OU POLUENTE DOS ESGOTOS A UM NVEL COMPATVEL COM O CORPO RECEPTOR;

ASSIM O EFLUENTE FINAL PODE SER ABSORVIDO PELA NATUREZA SEM PROVOCAR DEGRADAO AO MEIO AMBIENTE E COLOCAR EM RISCO A SADE PBLICA.



TIPOS DE TRATAMENTO

O tipo de tratamento a ser aplicado a um efluente depende:

Das caractersticas do efluente;

Do manancial onde ele vai ser disposto;

Dos usos que a gua desse manancial vai ter a jusante do local de lanamento do efluente;

Disponibilidade de rea e energia eltrica.



PROCESSOS DE TRATAMENTO


Tratamento Preliminar

Remoo de slidos grosseiros

e Areia

Tratamento Primrio

Decantao de

Slidos, digesto e secagem do lodo

Tratamento Secundrio

Remoo da Matria Orgnica (Biologica

mente)

Tratamento Tercirio

Remoo de nutrientes,

metais pesados, compostos no

biodegradveis e microrganismos

patognicos.


TRATAMENTO SECUNDRIOS

ONDE OCORRE O TRATAMENTO BIOLGICO (Bactrias, protozorios e fungos).



TIPOS MAIS COMUNS DE TRATAMENTO SECUNDRIO

CONVENCIAL:

Lodo Ativado e suas variantes;

Filtro Biolgico Aerbio.

Alm dos processos convencionais so usadas=> Lagoas de Estabilizao!!!



PRINCIPAIS ORGANISMOS ENVOLVIDOS NO TRATAMENTO BIOLOGICO

BACTRIAS;

PROTOZORIOS;

FUNGOS;

ALGAS E

METAZORIOS (pluricelulares, heterotrficos, eucariontes).



Bactrias

Principal funo na remoo da

DQO

Converso da Amnia a Nitrito;

Converso do Nitrito a Nitrato;

Converso do Nitrato a

Nitrognio.

Fungos

Importante papel na

decomposio do lixo.

Algas

Realizam fotossntese.

Protozorios

Consumo de MO e

bactrias livres;

Formao dos Flocos.



Tipos de protozorios e suas funes Flagelado: utilizam matria orgnica solvel por

difuso ou transplante ativo;

Amebas: forma um vacolo em torno da partcula slida (incluindo bactrias) fagocitose;

Ciliados: predao de bactrias e algas (e outros protozorios). A predao de bactrias importante porque as

bactrias que no esto aderidas nos flocos no so sedimentadas contribuindo negativamente para a qualidade final do efluente.



Os ciliados de vida livre tm requisitos alimentares mais elevados do que os ciliados fixos, porque grande parte da energia obtida gasta na locomoo;

A predominncia dos ciliados fixos ocorre aps o declnio da populao de ciliados de vida livre, ocasio em que podem se alimentar de bactrias disponveis no floco e no efluente.



PROTOZORIOS COMO INDICADORES NO PROCESSO DE LODOS ATIVADOS


INCIO DO PROCESSO

INCIO DO PROCESSO

AMEBAS

FLAGELADOS

INTERMEDIRIO NADO LIVRE

OS FLOCOS ESTO FORMADOS

NVEL DE EQUILBRIO

ANDARILHO

FIXO


METABOLISMO DOS MICRORGANISMOS

So processos qumicos que ocorrem nas clulas.

Desassimilao ou Catabolismo

Reao de produo de energia nas quais ocorrem a degradao do substrato;

Assimilao ou Anabolismo

Reaes que conduzem formao do material celular com auxilio de energia liberada na desassimilao.



Matria Orgnica Carboncea

Matria Orgnica Inerte;

Matria Orgnica Biodegradvel.

Matria Orgnica Nitrogenada

Orgnica;

Inorgnica.



Processos de Converso das Matrias Carboncea e Nitrogenada

Converso Aerbia;

Converso Anaerbia.



TRATAMENTO AERBIO

A matria orgnica convertida em CO2, gua e material celular, os microrganismos requerem Oxignio e condies adequadas de Temperatura, pH, Tempo de Contado (TDH), etc.



Compostos nitrogenados como as protenas e aminocidos tambm sero oxidados ou decompostos por via biolgica produzindo inicialmente a amnia, depois a oxidao a nitrito (NO2 ) e depois a nitrato (NO3 ). O nitrato um composto mineralizado estvel e solvel, prontamente assimilvel pelas plantas.

A decomposio produzindo amnia, se d via aerbia ou anaerbia por uma srie de bactrias, entretanto, a nitrificao se d apenas pela ao de bactrias aerbias: Nitrosomonas e Nitrobacter:


TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS TRATAMENTO AERBIO

MATRIA ORGNICA

MICRORGANISMOS

AERBIOS

CO2, GUA E

MATERIAL CELULAR



TRATAMENTO ANAERBIO


MATRIA ORGNICA

MICRORGANISMOS

AENARBIOS

CH4 e CO2

BIOGS

METANOGNESE

Acetotrfica

Hidrogenotrfica.



BALANA DE DQO NA BIODEGRAO AEROBIA E ANAEROBIA



GERAO DE ENERGIA NAS CLULAS MICROBIANAS



TIPOS DE CRESCIMENTO E SUSTENTAO DA BIOMASSA

Crescimento Disperso: biomassa dispersa no meio lquido, sem estrutura de sustentao;

SISTEMAS

Lagoas de estabilizao e variantes;

Lodos ativados e variantes;

Reator Anaerbio de fluxo contnuo ascendente.



Lagoas de estabilizao e variantes:

Lagoas Facultativas;

Sistemas de Lagoas Anaerbias;

Lagoas Aerados Facultativas;

Sistema de Lagoas Aeradas de Mistura Completa;

Lagoas de Alta taxa;

Lagoas de Maturao;

Lagoas de Polimento.



TIPOS DE CRESCIMENTO E SUSTENTAO DA BIOMASSA

Crescimento Aderido: cresce aderido a um meio suporte, formando um biofilme. A matriz do meio suporte pode ser material slido natural ou artificial, ou constitudo pela prpria biomassa aglomerada.



SISTEMA DE CRESCIMENTO ADERIDO

Filtro Biolgico;

Biodisco;

Biofiltro Aerado;

Filtro Anaerbio;

Sistema de Disposio no solo;

Reator Anaerbio de fluxo Ascendente (a prpria biomassa o meio suporte).



O FLOCO BIOLGICO EM SISTEMA DE CRESCIMENTO DISPERSO

Floco: unidade estrutural de microrganismos.

O floco apresenta:

Estrutura Heterognea;

Tamanho regulado pela balano entre as foras de coeso e as tenso de cisalhamento;

Dentre os componentes h bactrias, protozorios, fungos, rotferos e nematoides.



Em sistemas com flocos a qualidade do efluente final caracterizada por baixos valores de DQO solvel. O mecanismo de floculao e garantido por meios inteiramente naturais, eliminando a necessidade de adio de produtos qumicos.



Formao dos flocos

Bactrias filamentosas matriz estrutural;

As bactrias se aderem por causa de um exopolissacardeo (camada gelatinosa);

Essa camada gelatinosa garante a aderncia de outros microrganimos e partculas coloidais.

Por fim os protozorios se aderem e colonizam o floco (podendo tambm excretar um muco pegajoso).



Balana entre os organismos filamentosos e os formadores dos flocos:

Determina o sucesso do processo de tratamento.

Trs condies:

Equilibro entre organismos filamentosos e formadores do floco: boa decantabilidade e adensabilidade do lodo;

Mais organismos formadores de floco: Gera um floco pequeno e com m decantabilidade;

Mais organismos filamentosos: os flocos no se aderem uns aos outros. Aps decantao os flocos ocupam um lugar excessivo depois da decantao e dificuldade de decantao.



SISTEMA DE CRESCIMENTO ADERIDO BIOFILME

Vantagens: elevada concentrao de biomassa pode ser retida no reator por longos perodos de tempo.



Em um sistema anaerbio, o oxignio consumido medida que penetra no biofilme, at atingir valores que definem condies anxicas ou anaerbias;

Na camada anxica => reduo de nitratos;

Camada anaerbia => formao de cidos orgnicos e reduo de sulfatos.

COEXISTNCIA ENTRE AS CONDIES ANAEROBIAS, ANXICAS E AERBIAS.



CRESCIMENTO DISPERSO

Tempo de deteno hidrulica (maior);

TDH = Tempo de Gerao Celular;

Caso o TDH no seja suficiente as clulas sero lavadas;

Taxa de remoo de MO menor;

Para que os microrganismos sejam reutilizados eles devem - recirculao de biomassa.

CRESCIMENTO ADERIDO O Tempo de deteno

hidrulica pode ser menor que o tempo de gerao celular;

H possibilidade de se adotar volume menores de reator;

Reduz necessidade de clarificao;

Os microrganismos so reutilizados;

H uma consistncia maior entre os microrganismos anaerbios, anxicos e aerbios.



LODOS ATIVADOS



Lodos Ativados Fluxo Contnuo



SISTEMA UASB Lodos ativados



SISTEMA UASB Lodos ativados Vantagens:

Substancial reduo da produo de lodo; Substancial reduo no consumo de energia; Pequena reduo no volume total das unidades; Reduo no consumo de produtos qumicos para desidratao; Menor nmero de unidades diferentes a serem implementadas; Menor necessidade de equipamentos; Maior simplicidade operacional.

Desvantagem: Menor capacitao para remoo biolgica de nutrientes (N e

P).


TRATAMENTO DO LODO


TRATAMENTO DO LODO

ADENSAMENTO


TRATAMENTO DO LODO

DIGESTO


TRATAMENTO DO LODO

DESAGUAMENTO


LAGOAS DE ESTABILIZAO

So sistemas de tratamento biolgico em que a estabilizao da matria orgnica realizada pela oxidao bacteriolgica (respirao ou fermentao anaerbia).

Classificam em: Anaerbias;

Facultativas;

Maturao;

Aeradas;

Macrfitas.


BANHADOS ARTIFICIAIS


BANHADOS ARTIFICIAIS

VIDEOS!

https://www.youtube.com/watch?v=wxxleTPZbGQ

https://www.youtube.com/watch?v=pXaXjzbccPo


PERGUNTAS

1. Quais so as principais funes de uma ETE (Estao de Tratamento de Efluentes)?

2. Porque o equilbrio entre os organismos filamentosos e formadores do floco importante?

3. Quais so as vantagens do crescimento aderido de biomassa quando comparado ao crescimento disperso?


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