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Uso de medidor de Slidos em Suspenso para o controle do sistema de tratamento por Lodos Ativados: Tanque de Aerao


 

1.     Objetivo:

 

Verificar a viabilidade e confiabilidade da utilizao de equipamento porttil, para a determinao dos slidos em suspenso totais (SST) no tanque de aerao. Verificar-se- tambm, a resposta do equipamento s variaes de concentraes do sistema. O equipamento testado da marca Royce, modelo 711, cedido pela empresa IEF Automao.


2.     Introduo:

 

O controle efetivo de uma estao de tratamento de esgotos por lodos ativados passa necessariamente pelos tanques de aerao. Nessas unidades, uma grande quantidade de bactrias se multiplica, possibilitando a remoo da matria orgnica biodegradvel em um pequeno intervalo de tempo.


O tratamento de esgotos convencional a combinao de processos fsicos e biolgicos projetados para remover o material orgnico presente nos despejos.


O primeiro mtodo utilizado para tratar esgotos, foi a sedimentao e os tanques spticos atravs do sistema batizado como Tanques de Imhoff. Esse sistema contava com dois tanques de acumulao que possuam uma zona de decantao na parte superior e uma zona de digesto na parte inferior.


A sedimentao primria de esgotos domsticos tinha uma eficincia limitada, pois apenas uma pequena parte da matria orgnica sedimentvel. Assim iniciou-se o tratamento secundrio pela adio de coagulantes para melhorar a sedimentabilidade do esgoto. Esse processo melhorou bastante o tratamento, porm, a dosagem de grandes quantidades de produtos qumicos resultou em altos custos e os substratos orgnicos solveis no eram removidos.


A observao de que a passagem lenta de esgoto atravs de uma camada de pedras reduzia rapidamente a concentrao de matria orgnica, foi o primeiro ensaio de tratamento de esgotos a nvel secundrio. Este processo foi chamado de filtro biolgico e foi desenvolvido para instalaes municipais em 1910 (HAMMER e HAMMER JR., 1996).


O segundo maior avano no tratamento biolgico se deu pela observao dos slidos biolgicos desenvolvidos em guas poludas, que floculavam como colides orgnicos. Essa massa microbiolgica denominada de lodo ativado, rapidamente metabolizava os poluentes da soluo e podia ser subseqentemente removida pela sedimentao por gravidade. Assim, o processo de lodos ativados comeou a ser desenvolvido pelos pesquisadores Ardern e Lockett na Inglaterra em 1914 (ARDERN e LOCKETT, 1914 apud METCALF & EDDY, 1991).


A primeira ETE por lodos ativados foi a de Salford com capacidade para tratar 303 m3/d (JORDO, 1998). Em 1916 foi inaugurada nos Estados Unidos a ETE San Marcos, localizada no Texas, com capacidade para tratar 454 m3/d; dez anos depois, em 1927, a ETE de Chicago North/EUA consagra o processo de lodos ativados tratando 7,5 m3/s (JORDO, 1998).


3.     Controle do processo de lodos ativados:

 

O controle operacional dirio de uma ETE por lodos ativados, envolve a determinao dos slidos suspensos totais e volteis (SST e SSV), pois so utilizados para calcular, por exemplo, o volume de lodo que dever ser descartado dos tanques para se manter a idade do lodo dentro da faixa que melhor convier operao e projeto da ETE.

 

Para facilitar o entendimento da importncia do uso de um equipamento de monitoramento em campo, com respostas rpidas, esclareceremos a seguir o significado da Idade do Lodo (IL) e dos slidos em suspenso total e voltil (SST e SSV).


a) Idade do lodo:

 

A idade do lodo (IL), definida como a massa de microrganismos presentes no tanque de aerao divido pela massa de microrganismos removidos do sistema por dia, e pode ser expresso como:

IL =          Vr . Xv             

Qd . Xd + Qe . Xe

 onde:

 

Vr = Volume do reator,

Xv = Concentrao de microrganismos no reator, SSTVtqa, Qd = Vazo de descarte,

Xd = Concentrao de microrganismos no lodo de retorno, SSTVlr, Qe = Vazo efluente,

Xe = Concentrao de microrganismos no efluente do tanque de sedimentao, SSTVefl.

 

Segundo METCALF & EDDY (1991), a Idade do Lodo (IL) em muitas literaturas especializadas considerada como a massa de microrganismos total do sistema, ou seja, no tanque de aerao e no decantador secundrio. A utilizao desse mtodo de clculo para a IL baseia-se na suposio de que os slidos biolgicos estaro na fase de respirao endgena em condies anaerbias ou anxicas quando estiverem nos decantadores secundrios.


Nos Estados Unidos diversos estudos de laboratrio e dados de estaes em operao mostram que um lodo de boa sedimentabilidade e um efluente com alta qualidade podem ser obtidos operando-se com uma idade do lodo na faixa de 3 a 15 dias.


ALEM SOBRINHO (1998), realizou estudos com esgotos predominantemente domsticos e recomenda as seguintes idades de lodo para se ter mxima eficincia na remoo de substrato e boa separao dos slidos do efluente final:



O pesquisador relata que acima dos limites de IL recomendados, observou-se um efluente final com certa turbidez.


b)    Slidos Suspensos Totais e Volteis:

 

Analiticamente, os slidos totais contidos nos esgotos so definidos como: ? todo o material que permanece como resduo aps evaporao de 103 a 105 oC ?. Os Slidos totais so subdivididos em suspensos ou dissolvidos. Por processo de filtrao vcuo (figura 1, pgina 5), os slidos suspensos so separados dos dissolvidos. O filtro de fibra de vidro utilizado possui poros de aproximadamente 1,2 micrmetros (mm). Os slidos dissolvidos so constitudos pelas molculas orgnicas, inorgnicas e ons que esto presentes em soluo verdadeira na gua. Para remover essas partculas necessrio uma oxidao biolgica ou coagulao seguida de sedimentao.


A volatilidade dos slidos realizada temperatura de 550 50 oC, oxidando a frao orgnica que removida como gs enquanto a frao inorgnica fica como cinza. Assim os termos "slidos suspensos volteis" e "slidos suspensos fixos" referem-se, respectivamente aos compostos orgnicos e inorgnicos contidos nos slidos suspensos (HAMMER e HAMMER JR., 1996; van HAANDEL e LETTINGA, s.d.; ).


A determinao dos slidos suspensos totais e volteis padronizada pelo STANDARD METHODS (1998). Porm, so necessrias vrias horas para a concluso das anlises, o que muitas vezes pode atrasar uma deciso operacional.


Anlise convencional ? Figura 1


Anlise convencional ? Figura 2


Anlise convencional ? Figura 3


4.     Controle dos Tanques de Aerao com medidores de slidos:

 

A utilizao de medidores de slidos em suspenso totais uma alternativa ao teste convencional, pois possibilita determinar a concentrao dos slidos a qualquer momento e instantaneamente. A questo bsica saber se as determinaes com o equipamento fornecem resultados confiveis.

 

Em Julho/98, testamos um medidor porttil de slidos em suspenso totais da marca Royce modelo 711 SS/ILA e sensor 71 com 08 metros de cabo ? PN 59760, cedido pela empresa IEF Automao. Os testes foram realizados na ETE Suzano e concluiu-se que o equipamento poderia ser utilizado para determinao da concentrao de slidos no tanque de aerao e no lodo de retorno pois apresentava pequenos desvios, comparando-se com os resultados obtidos no laboratrio.


O trabalho atual vem complementar os testes anteriores.

 

Anlise de slidos com o equipamento na Caixa de Distribuio ? ETE Suzano ? Figura 4


Medidor Royce ? Modelo 711 ? Figura 5