Lodos Ativados: o que é?
A produção de resíduos pode representar matéria-prima útil para geração de energia, recuperação de subprodutos e componentes das águas. Existe uma grande diversidade de técnicas para alcançar o objetivo da conservação de recursos naturais e, quando se pensa no tratamento de águas residuárias, o método mais empregado é o tratamento biológico. Este é dividido em duas classes que constituem as principais unidades de tratamento na maioria das ETE’s: a classe aeróbia e anaeróbia.
Destaca-se como principais objetivos do tratamento biológico a transformação de constituintes biodegradáveis dissolvidos e particulados em produtos finais aceitáveis, a captura e incorporação de sólidos em suspensão e coloidais não sedimentáveis em flocos biológicos ou biofilme, transformação ou remoção de nutrientes (por exemplo: nitrogênio e fósforo), entre outros
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O processo aeróbio envolve o uso de oxigênio livre e dissolvido por microrganismos (aeróbios) na conversão de resíduos orgânicos em biomassa e CO2. Este, é um tipo de processo comumente utilizado no tratamento de efluentes orgânicos para alcançar alto grau de eficiência de tratamento, sendo o sistema de Lodos Ativados (LA) o mais utilizado dentre os sistemas aeróbios.
O processo de Lodos Ativados é muito utilizado no tratamento biológico de esgotos domésticos e industriais. O Lodo tem papel fundamental nos resultados obtidos pelo processo de aeração, uma vez que se é formada uma massa ativa de microrganismos. Esta massa é responsável pela estabilização aeróbia da matéria orgânica (M.O.) presente nos efluentes.
O processo de tratamento por LA é constituído por componentes como: Reator Aerado, no qual os microrganismos responsáveis pelo tratamento são mantidos em suspensão e aerados; Unidades de Separação Sólido-líquido (Decantador secundário); e Sistema de Recirculação de sólidos separados no decantador secundário para o reator. Destaca-se que a formação de sólidos sedimentáveis floculentos é uma característica importante do processo de lodo ativado, uma vez que estes sólidos podem ser removidos por sedimentação gravitacional.
Dente as vantagens do sistema de tratamento por Lodos Ativados, vale destacar:
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Maior eficiência de tratamento;
Maior flexibilidade de operação;
Menor área ocupada em relação a outras tecnologias;
Não geração de maus odores devido às reações bioquímicas envolvidas no processo.
Existem diversos modelos de reatores que podem ser utilizados no tratamento de efluentes por sistemas biológicos. Além disso, o sistema de LA possui três modalidades: Sistema de Aeração Convencional, de Aeração Prolongada e de Fluxo Intermitente (ou Batelada).
1) Sistema de Lodos Ativados Convencional (Fluxo Contínuo)
O sistema de LA convencional é constituído por decantador primário, reator aerado e decantador secundário. No Decantador primário, ocorre a remoção da matéria orgânica em suspensão sedimentável antes da entrada do efluente no Reator Aerado. O tempo de detenção hidráulico é relativamente baixo, cerca de 6 a 8 horas, e a idade do lodo entre 4 e 10 dias. Desta forma, com o lodo removida ainda jovem, este possui grande quantidade de matéria orgânica em suas células, havendo necessidade de estabilização do lodo. Na Figura 1, encontra-se um fluxograma de um sistema de lodos ativados convencional.
2) Sistema de Lodos Ativados de Aeração Prolongada (Fluxo Contínuo)
A diferença do sistema de aeração prolongada para o convencional é o tempo que a biomassa permanece no reator. Neste caso, a biomassa se mantém entre 18 e 30 dias no reator, porém continua recebendo a mesma carga de DBO. Desta forma, o reator deverá possuir maiores volumes e, consequentemente, existirá menor concentração de matéria orgânica por unidade de volume e menor disponibilidade de alimento. Para sobreviver, as bactérias passam a consumir a M.O. existente em suas células em seus metabolismos. Sendo assim, o lodo já sairá estabilizado do tanque de aeração, não havendo necessidade de estabilização do mesmo. Este sistema também não possui decantador primário, evitando, assim, a necessidade de uma unidade de estabilização do lodo resultando deste.
Como a estabilização do lodo ocorre de forma aeróbia no reator, existe maior consumo de energia elétrica. No entanto, é um sistema de maior eficiência de remoção de DBO do que comparado ao sistema de aeração convencional. Na Figura 2, encontra-se um fluxograma de um sistema de lodos ativados de aeração prolongada.
3) Sistema de Lodos Ativados de Fluxo Intermitente (Batelada)
Neste tipo de sistema existe uma única unidade e todas as etapas de tratamento do efluente ocorrem dentro do mesmo reator. A biomassa existente permanece no tanque e não há necessidade de um sistema de recirculação do lodo. Um sistema de Lodos Ativados por Bateladas, possui ciclos de operação bem definidos, sendo eles: enchimento; reação; sedimentação; esvaziamento; e repouso.
Em sistemas que recebem esgoto de forma contínua, existe a necessidade de possuir mais de um tanque de aeração trabalhando em paralelo. Isso, pelo fato de que um tanque que está no ciclo de decantação não pode receber esgoto, para isso deve haver outro tanque que esteja no ciclo de enchimento. Este sistema pode funcionar tanto como LA convencional, quanto como de aeração prolongada. Na Figura 3, encontra-se um fluxograma de um sistema de lodos ativados de fluxo intermitente (batelada).
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Fonte:
Von SPERLING, M. Lodos Ativados. 4. ed. rev. e ampl. – Belo Horizonte: Editora UFMG, 2016.