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Tratamento de efluentes – David Charles Meissner – A Importância de Controlar as Concentrações e Quantidades de Sólidos e Biomassa em uma Estação de Tratamento de Efluentes de Lodo Ativado – Parte 1

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Tratamento de efluentes – David Charles Meissner – A Importância de Controlar as Concentrações e Quantidades de Sólidos e Biomassa em uma Estação de Tratamento de Efluentes de Lodo Ativado – Parte 1

Introdução

14/08/2015 – Nestes trabalhos, parte 1 e 2, pretendo apresentar algumas ideias para que o leitor possa obter um melhor entendimento sobre o que são e como devem ser monitoradas e controladas as variáveis relacionadas aos “sólidos”, utilizadas na operação de uma estação de tratamento de efluente. As referências encontradas e utilizadas neste trabalho são: [1] [2] [3] [4] [5] É importante destacar que pretendo analisar de forma geral, as variáveis relacionadas aos sólidos, entretanto, darei certa ênfase aos tipos de sólidos mais relacionados à biomassa que se encontra em estações de tratamento de efluente de lodo ativado.

1. Algumas Definições e Conceitos Básicos

  • Sólidos versus Biomassa – quando usar um termo e quando usar outro?

É preciso observar que não existe uma estrita padronização na literatura e na prática operacional, quanto ao uso das palavras, siglas e abreviações para as diversas formas de descrever e quantificar os sólidos. Quando nos referimos à presença de sólidos nos efluentes brutos e tratados, quase sempre estamos falando de forma geral. Quando se trata do conteúdo de matérias na forma de sólidos existente em um tanque de aeração, poderá ocorrer certa confusão na identificação dos mesmos. Assim, os sólidos em um tanque de aeração podem ser qualificados e quantificados de duas maneiras: a primeira maneira tem por finalidade destacar a quantidade total de sólidos, e a segunda tem a finalidade de destacar somente a fração de sólidos orgânicos ou “Biomassa”. Devemos estar atentos ao fato de que na operação de uma ETE, é comum utilizar o valor da concentração de “sólidos totais” como um indicador da quantidade de biomassa, entretanto, nem sempre é explicitada essa diferença.

  • Definições:

ST – Sólidos Totais

“Resíduo Total ou Sólidos Totais (ST) é o termo empregado para material que permanece em um cadinho após evaporação da água da amostra e sua subsequente secagem em estufa, a 103ºC – 105°C. Sólidos Suspensos Totais (SST) constituem-se da fração dos ST que fica retida em um filtro”. MARÇAL

SST – Sólidos Suspensos Totais;

“Concentração de sólidos suspensos totais presentes no efluente, englobando materiais orgânicos e inorgânicos”. FOELKEL.

SSd – Sólidos Suspensos Sedimentáveis ou simplesmente Sólidos Sedimentáveis;

“Ensaio realizado em um Cone de Imhoff para se medir a quantidade (volume) de sólidos sedimentáveis contida em um litro de efluente, por período de tempo determinado, controlando-se a temperatura do efluente”. FOELKEL. A dimensão desta variável usual é ml/L ou ml/L – h.

SVT – Sólidos Voláteis Totais;

“Resíduo Volátil de Sólidos Voláteis Totais (SVT) é o termo empregado para a fração de ST que se perde após calcinação em mufla a 600°C”. MARÇAL.

SSV – Sólidos Suspensos Voláteis;

“Concentração de sólidos suspensos orgânicos presente no efluente, em geral referidos como concentração de biomassa ou de microrganismos”. FOELKEL.

“Concentração da biomassa microbiológica no reator (“MLVSSC – Mixed Liquor Volatile Suspended Solids Concentration”) – É expressa pela concentração de SSV no efluente, em geral referenciada em ppm, mg/L, g/m³ ou kg/m³. Aceita-se esse valor como a concentração de microrganismos (sejam vivos ou mortos) presentes como partículas de sólidos orgânicos secos que estão suspensas no efluente”. FOELKEL.

SFT- Sólidos Fixos.

“Resíduo Fixo ou Sólidos fixos Totais (SFT) é o termo empregado para a fração de ST após incineração em mufla a 600°C. Nessas condições, toda matéria orgânica é transformada em CO2 e água, restando, no cadinho, apenas os sólidos inorgânicos”. MARÇAL.

IVL – Índice Volumétrico do Lodo

“Por definição e conceito, o IVL, dimensão ml/g, é o volume em mililitros ocupado por 1 grama de lodo, após sedimentação de 30 minutos. Dito de outra forma, é a relação entre o volume de lodo que sedimenta após 30 minutos em uma proveta graduada de 1.000 ml, e a concentração de sólidos em suspensão nessa amostra”. JORDÃO [6]

Para melhor entender os conceitos explicitados acima, apresenta-se uma tabela com os tipos de sólidos comumente monitorados e controlados de forma regular em uma estação de tratamento de efluentes de lodo ativado, seguido por referências quanto ao método analítico utilizado.

lodo ativado - p1 - f1

2. Como se pode medir e controlar os sólidos em uma estação de tratamento de efluentes de lodo ativado?

Localização das principais fases operacionais em uma estação de tratamento:

Primeiro temos que localizar (como no croqui abaixo) as principais fases de um sistema de tratamento de efluente de lodo ativado. Os pontos da coleta das amostras para análises dos sólidos encontram-se relacionados às descrições das fases operacionais, como apresentado na tabela n° 2, do item 2.2 que segue abaixo.

lodo ativado - p1 - f2

Sugestão dos tipos de sólidos que devem ser monitorados e controlados por local da amostragem.

lodo ativado - p1 - f3

Quais pontos necessitam ser monitorados em relação à concentração e quantidade de sólidos, e quais pontos necessitam ser controlados?

Os pontos mais importantes para medir e / ou controlar os sólidos em uma estação de tratamento de efluentes são descritos na tabela a seguir:

lodo ativado - p1 - f4

CONCLUSÕES

Nesta parte 1 foram tratados assuntos referentes às concentrações e quantidades de sólidos e biomassa existentes em uma estação de tratamento de efluentes de lodo ativado, de uma fábrica de celulose moderna. Os assuntos tratados referem-se aos temas:

  • Definições e conceitos básicos sobre meios de identificar, caracterizar e analisar os diversos tipos de sólidos, em uma estação de tratamento de efluente;
  • Como se pode medir e controlar os sólidos em uma estação de tratamento de efluente de lodo ativado;
    1. Localizar as principais fases operacionais em uma estação de tratamento;
    2. Sugerir os tipos de sólidos que devem ser monitorados e controlados por local da amostragem;
    3. Apontar quais os pontos que necessitam ser monitorados em relação à concentração e quantidade de sólidos, e quais os pontos que necessitam ser controlados.

Na parte 2, serão tratados ainda assuntos referentes às concentrações e quantidades de sólidos e biomassa em uma estação de tratamento de efluentes. Tais assuntos referem-se aos temas:

  • Por que é necessário controlar os sólidos em uma estação de tratamento de efluente?
    1. As exigências legais sobre a qualidade de efluente tratado;
    2. As necessidades operacionais para garantir a qualidade do efluente;
  • Qual é a faixa ideal de controle de sólidos dentro de um tanque de aeração? Qual é a concentração máxima de sólidos em um tanque de aeração, e por quanto tempo essa concentração poderá ser mantida?
  • Alguns problemas e dificuldades no controle de sólidos dentro de um tanque de aeração.

Anexo

lodo ativado - p1 - f5

Foto de efluente tratado sem sólidos em Cone Imhoff.

[1] http://72.29.69.19/~nead/disci/gesamb/doc/mod7/2.pdf. GIORDANO- Acessado 10/06/2015.

[2] http://eucalyptus.com.br/eucaliptos/PT34_Lodos_Ativados.pdf. FOELKEL.- Acessado 10/06/2015.

[3] http://www.eea.eng.br/novosite/downloads/Apostila%20de%20Tratamento%20de%20Esgoto.pdf MARÇAL – Acessado 10/06/2015.

[4] http://www.scribd.com/doc/19590008/Lodos-Ativados-Von-Sperling#scribd. SPERLING. – Acessado 10/06/2015.

[5] Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater; Item 2540 SOLIDS#(46)*       , © Copyright 1999 by American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation, paginas 298 – 313.

[6] http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/abes97/indice.pdf. JORDÃO. – Acessado 20/06/2015.

David* David Meissner é dono da empresa DCMEvergreen: Environmental Consulting Services. Ele é formado em Química na Michigan State University, East Lansing, (Mi USA) e Mestrado em Química Orgânica pelo ITA-CTA, São José dos Campos (SP Brasil).

 

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Sobre o Autor
David Meissner - Trat. Efluentes
David Meissner - Trat. Efluentes
É dono da empresa DCMEvergreen Environmental Consulting Services. É formado em Química na Michigan State University, East Lansing, (Mi USA) e Mestrado em Química Orgânica pelo ITA-CTA, São José dos Campos (SP Brasil).
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