tratamento biologico aula 6 2014
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Tratamento biológico de EfluentesTRANSCRIPT
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BIOLOGIA AMBIENTAL
Tecnologia em Saneamento Ambiental
Prof. Mestranda Alexandra Zampieri & Prof. Mestranda Graziele Ruas
2 Sem 2014
TRATAMENTO BIOLGICO DE EFLUENTES
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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.
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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.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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).
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
PROCESSOS DE TRATAMENTO
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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.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
TRATAMENTO SECUNDRIOS
ONDE OCORRE O TRATAMENTO BIOLGICO (Bactrias, protozorios e fungos).
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
TIPOS MAIS COMUNS DE TRATAMENTO SECUNDRIO
CONVENCIAL:
Lodo Ativado e suas variantes;
Filtro Biolgico Aerbio.
Alm dos processos convencionais so usadas=> Lagoas de Estabilizao!!!
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
PRINCIPAIS ORGANISMOS ENVOLVIDOS NO TRATAMENTO BIOLOGICO
BACTRIAS;
PROTOZORIOS;
FUNGOS;
ALGAS E
METAZORIOS (pluricelulares, heterotrficos, eucariontes).
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
PROTOZORIOS COMO INDICADORES NO PROCESSO DE LODOS ATIVADOS
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INCIO DO PROCESSO
INCIO DO PROCESSO
AMEBAS
FLAGELADOS
INTERMEDIRIO NADO LIVRE
OS FLOCOS ESTO FORMADOS
NVEL DE EQUILBRIO
ANDARILHO
FIXO
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
Matria Orgnica Carboncea
Matria Orgnica Inerte;
Matria Orgnica Biodegradvel.
Matria Orgnica Nitrogenada
Orgnica;
Inorgnica.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
Processos de Converso das Matrias Carboncea e Nitrogenada
Converso Aerbia;
Converso Anaerbia.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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:
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS TRATAMENTO AERBIO
MATRIA ORGNICA
MICRORGANISMOS
AERBIOS
CO2, GUA E
MATERIAL CELULAR
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
TRATAMENTO ANAERBIO
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MATRIA ORGNICA
MICRORGANISMOS
AENARBIOS
CH4 e CO2
BIOGS
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METANOGNESE
Acetotrfica
Hidrogenotrfica.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
BALANA DE DQO NA BIODEGRAO AEROBIA E ANAEROBIA
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
BALANA DE DQO NA BIODEGRAO AEROBIA E ANAEROBIA
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
GERAO DE ENERGIA NAS CLULAS MICROBIANAS
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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).
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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).
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
SISTEMA DE CRESCIMENTO ADERIDO BIOFILME
Vantagens: elevada concentrao de biomassa pode ser retida no reator por longos perodos de tempo.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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.
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
LODOS ATIVADOS
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
Lodos Ativados Fluxo Contnuo
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
SISTEMA UASB Lodos ativados
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TRATAMENTO BIOLOGICO DE ESGOTOS
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).
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TRATAMENTO DO LODO
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TRATAMENTO DO LODO
ADENSAMENTO
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TRATAMENTO DO LODO
DIGESTO
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TRATAMENTO DO LODO
DESAGUAMENTO
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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.
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LAGOAS DE ESTABILIZAO
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LAGOAS DE ESTABILIZAO
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BANHADOS ARTIFICIAIS
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BANHADOS ARTIFICIAIS
VIDEOS!
https://www.youtube.com/watch?v=wxxleTPZbGQ
https://www.youtube.com/watch?v=pXaXjzbccPo
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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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