Resumo
Realizou-se um estudo para avaliar a sedimentabilidade do lodo de sistemas de Reatores de Bateladas Sequenciais (RBS) e de fluxo contínuo com as constantes k e v0 da equação de Vesilind em função do Tempo de Detenção Hidráulica (TDH) e da carga orgânica aplicada e se havia influência das condições operacionais sob a sedimentabilidade do lodo de cada sistema de lodo ativado em estudo. A investigação foi desenvolvida com lodo obtido de três diferentes sistemas de lodo ativado operados por um período de 155 dias, um sistema contínuo do tipo UCT, RBS de câmara única e RBS de câmaras dedicadas, objetivando remover nitrogênio e fósforo. A análise de sedimentabilidade para determinar as constantes k e v0 foi obtida com o método estático. Os resultados experimentais mostram que a mudança das etapas de monitoramento (aumento da concentração de matéria orgânica e diminuição do TDH) influenciaram os sistemas RBS, em que o sistema RBS Câmara Única demonstrou-se mais sensível às mudanças de TDH e carga orgânica, em termos de compressibilidade, e o RBS de câmaras dedicadas em relação à velocidade de sedimentação do lodo.
Introdução
No fim do tratamento de águas residuárias em sistemas com lodo em suspensão como o sistema de lodo ativado, uma operação de fundamental importância é a separação dos sólidos em suspensão da fase liquida para que se possa descarregar um efluente clarificado. A realização da etapa de sedimentação do lodo após tratamento varia conforme a configuração adotada para realizar o tratamento do esgoto, podendo ocorrer em decantadores secundários (Sistemas de fluxo contínuo) ou no próprio tanque de tratamento (Sistemas de Reatores de Bateladas Sequenciais – RBSs).
Os decantadores secundários são responsáveis pelo tratamento físico do conteúdo do reator após o tratamento biológico em sistemas de regime contínuo. Ele tem a função de receber a vazão de licor misto, retornando parte dessa vazão com lodo de retorno (mais concentrado que o licor misto) e descarregado o efluente clarificado. Já em sistemas RBS o processo de tratamento ocorre em regime intermitente, ocorrendo em etapas sequenciais o tratamento biológico e físico.
O uso de sistemas RBSs tem se mostrado como uma boa alternativa quando comparados aos sistemas convencionais, devido a sua praticidade tanto em termos de instalação (onde se dispensa a instalação de decantadores secundários) como de flexibilidade de operação. No entanto, os sistemas de fluxo contínuo são sistemas mais conhecidos e os seus processos físicos e biológicos estão mais desenvolvidos, principalmente em termos de modelagem para otimização no tratamento de águas residuárias.
O controle das condições operacionais de sistemas de lodo ativado tem relação com a produção de lodo no sistema e com a eficiência no tratamento de águas residuárias no que tange a carga orgânica e nutrientes. Existem vários parâmetros de controle de condições operacionais, tanto nos sistemas de fluxo contínuo como nos sistemas RBS, tais como quantidade de oxigênio, idade de lodo, carga orgânica, tempo de detenção hidráulica, etc. No caso específico deste trabalho, as condições operacionais testadas foram à carga orgânica e o TDH, com o objetivo de produzir mais lodo e observar alguma influência na sedimentabilidade.
Para fins de projetos e mais especificamente da unidade de separação de sólidos, é necessário que se conheça a sedimentabilidade, que indica a facilidade com que o lodo se separa da fase líquida. Como a concentração de sólidos em suspensão no licor misto de sistemas de lodo ativado é elevada, as partículas não sedimentam individualmente, e todas as partículas estão ligadas uma a outra sedimentam em uma mesma velocidade, denominada de velocidade em zona (VSZ). Dentre os métodos que quantificam a qualidade da sedimentação do lodo por meio de constantes de sedimentabilidade, a metodologia mais utilizada é a de Vesilind, que propõe o uso da velocidade de sedimentação (v0) e da compressibilidade do lodo (k), que são obtidos numa correlação semilogarítimica entre a velocidade de sedimentação em zona e a concentração de lodo.
Considerando os aspectos abordados, foi realizado um estudo com o objetivo de avaliar a sedimentabilidade do lodo de sistemas de Reatores de Bateladas Sequenciais (RBS) e de fluxo contínuo com as constantes k e v0 da equação de Vesilind em função do tempo de detenção hidráulica e da carga orgânica aplicada e; avaliar a influência das condições operacionais sob a sedimentabilidade do lodo de cada sistema de lodo ativado em estudo.
Autores: Luiz Guilherme Abreu de Paula; Antonio Ricardo Mendes Barros; Geilza Alves Porto e Adrianus Cornelius van Haandel.
