Tratamento de Esgoto

Histórico

O Sistema de Tratamento de Esgoto denominado como Digestor Anaeróbio de Fluxo Ascendente (UASB) foi desenvolvido na década de 70 pelo Prof. Lettinga e sua equipe na Universidade de Wageningen – Holanda. A Holanda a partir do final dos anos 60 vêm se destacando pelo avanço no campo tecnológico no tratamento de águas residuárias. Essa tecnologia foi desenvolvida inicialmente para tratamento de águas residuárias industriais concentradas. Mais tarde surgiu a idéia de usar o mesmo processo para tratamento de águas domésticas. Esse processo foi testado e aprovado em países em desenvolvimento, onde os testes tiveram inicio em 1976 (Kooijmans et al, 1986) e sua eficiência foi comprovada com emprego efetivo em cidades como Cali na Colômbia, Kanpur e Mirzapur as margens do Rio Ganges.

A digestão anaeróbia é dentre outros, o mais antigo e mais largamente usado processo de tratamento biológico de resíduos (Pavlostathis, 1988), e também é o mais popular método usado para bioestabilizar lodo primário originado do tratamento de esgoto, convertendo sólidos voláteis em biogás e produtos finais (Neething & Chung 1990).

Esgoto

No Brasil os resíduos dos esgotos têm se tornado um problema gravíssimo de saneamento básico e até mesmo de saúde publica. Há varias regiões e mesmo cidades que não possuem nenhum tipo de tratamento de esgotos. No Brasil, segundo o IBGE (2001), por dia são produzidos em média cerca de 125 mil toneladas de resíduos sólidos domiciliares.

Os números são assustadores no que diz respeito ao tratamento desses afluentes. Na sua grande maioria, esses esgotos são descartados em rios, lagos ou no próprio terreno, com pouco ou nenhum tratamento. Por isso, hoje este tipo de reator é um equipamento essencial para essa demanda e é bastante difundido e tem sido aplicado para tratamento de muitos tipos de águas residuárias, sendo o aspecto essencial do processo a natureza da biomassa ativa (Quarmby e Forster, 1995).

Funcionalidade

O Better STE (Better Sistema de Tratamento de Esgoto) consiste em um RAFA (Reator Anaeróbio de Fluxo ascendente) e de Um Filtro Biológico .O sistema todo funciona a partir do processo de digestão anaeróbia.
O Tratamento do efluente na Better STE segue o processo anaeróbio (esse processo consiste na multiplicação de bactérias que se alimentam dos dejetos sólidos e não necessitam de oxigênio para sobreviverem). Se  utilizadas seguindo as orientações da Better Ambienta o sistema de tratamento pode remover de 70% até 90% da DBO contida nos esgotos.
As águas residuárias entram e são distribuída pelo fundo do reator fluindo pela zona de digestão, onde se encontra o leito de lodo, ocorrendo a mistura do material orgânico com o lodo que é rico em bactéiras. Os sólidos orgânicos suspensos são quebrados, biodegradados e digeridos através de uma transformação anaeróbia, resultando na produção de biogás e no crescimento da biomassa bacteriana.
O Better STE garante os dois principais pré-requisitos para digestão anaeróbia:
Fossa Séptica Através do escoamento ascensional do afluente passando pela camada de lodo, assegura-se um contato intenso entre o material orgânico e o lodo.
Fossa Séptica O decantador interno garante a retenção de uma grande massa de lodo no reator. Com o fluxo ascendente a estabilização da matéria orgânica ocorre na zona da manta de lodo, não havendo necessidade de dispositivos de mistura, pois está é promovida pelo fluxo ascensional e pelas bolhas de gás.
Como a formação de bactérias para o inicio do tratamento não é instantânea, fornecemos as bactérias para o start do sistema, o que garante o tratamento logo que se inicia o uso dos sistema, o que traz grandes vantagens ao meio ambiente.

Especificação Técnica

Formas

O Better STE é circular compacto e, por isso, são mais econômicos do ponto de vista estrutural, sendo mais utilizados para atendimento a pequenas populações.

Critérios de Projeto

O sucesso de qualquer processo anaeróbio, especialmente os de alta taxa, depende fundamentalmente da manutenção dentro dos reatores, de uma biomassa adaptada com elevada atividade microbiológica e resistência a choques. No Better STE um dos aspectos mais importantes do processo anaeróbio é a formação de manta de lodo e sua habilidade em desenvolver e manter um lodo de elevada atividade e de excelentes características de sedimentação. Para que isto ocorra, diversas medidas devem ser observadas em relação ao projeto e a operação do sistema.

A quantidade de esgotos aplicada diariamente ao reator, por unidade de volume deste, chama-se de carga hidráulica volumétrica. O tempo de detenção hidráulica é o inverso da carga hidráulica volumétrica. Estudos experimentais demonstraram que a carga volumétrica não deve ultrapassar o valor de 5,0 m 3 /m 2 .dia, o que eqüivale a um tempo de detenção hidráulica mínimo de 4,8 horas (1/5 x 24 horas). Pelo exposto anteriormente, o parâmetro TDH é de fundamental importância. Para temperaturas médias próximas de 20 o C, o TDH pode variar de 6 a 16 horas, dependendo do tipo de despejo.
Quadro 1 – Tempos de detenção hidráulica em reatores UASB

Temperatura do esgoto TDH (h)
(°C) Média diária Mínimo (durante 4 a 6 h)
16 – 19 > 10 – 14 7 – 9
20 – 26 > 6 – 9 4 – 6
> 26 >6 4

 

Operacionalidade

 

A Better STE funciona por gravidade por isso não necessita de energia elétrica. Como já vem com todas as conexões internas é necessário somente fazer as ligações nos canos e já pode ser usada. A instalação não necessita de supervisão técnico da industria e nem de mão de obra especializada, por isso o custo é baixo para a instalação.

Produção de Lodo

Na Better STE, o controle do fluxo ascendente é essencial, pois a mistura e retenção da biomassa adequados, permitem que o lodo permaneça em suspensão com uma mobilidade limitada em um espaço na vertical do interior do reator. A mistura do afluente com essa biomassa é favorecida pela agitação hidráulica promovida pelo fluxo ascensional, por efeitos de convecção térmica e do movimento permanente de bolhas de gases produzidos no processo digestivo da atividade bacteriana.

O desenvolvimento do lodo anaeróbio é resultante da transformação da matéria orgânica no sistema. Como este crescimento é contínuo, isto implica na necessidade periódica de descarte de parcela do volume de lodo acumulado, como certamente teria de ocorrer com qualquer outro sistema de tratamento de afluentes de águas residuárias, sob pena do processo perder eficiência na qualidade do efluente. Porém, justamente em função da baixa taxa do volume gerado no processo anaeróbio, cerca de 0,10 a 0,20 kg SST/ kg DQO afluente , (Campos, 1999), entre outros, é neste aspecto que o Better STE se torna mais vantajoso que os outros sistemas aeróbios.

O tempo de descarte do lodo no sistema está intimamente ligado a forma de utilização do Better STE. Se forem dirigidas águas pluviais, se forem usados produtos anti-bactericidas na limpeza de desinfecção de banheiros o resultdado do tratamento será comprometido. Mas, se forem usados aceleradores de bactérias como FossaKlim, o resultdado do tratamento terá ganho de eficiência e o descarte do lodo terá seu tempo dilatado.

A partir dos resultados operacionais dos reatores de Bucaramanga, Cali, CETESB e Kampur, foi obtida uma equação que representa a concentração de sólidos esperada para o efluente (Campos, 1999), representada da seguinte forma:
SS = (250 / TDH) + 10 , onde

SS – concentração de sólidos suspensos no efluente em mg/l,

TDH – Tempo de detenção hidráulica em horas e

250 e 10 são constantes empíricas.

Better Ambiental

Vantagens

A grande vantagem do Better STE, esta intimamente relacionanda com a sua eficiência de remoção de DBO e de sólidos, é o seu curto tempo de detenção hidráulica, em torno de 6 horas para remoção de cerca de 80 por cento da DBO e 75 por cento dos sólidos em suspensão! Em sistemas de lodo ativado e em lagoas de estabilização o tempo de permanência é da ordem de 12 a 24 h e de 20 a 30 dias respectivamente.

“Segundo van Haandel e Catunda (1995), apoiados em estudos desenvolvidos com um reator em escala real, tratando os esgotos domésticos gerados pela população do Bairro do Pedregal, Campina Grande, Paraíba, além das vantagens inerentes dos processos anaeróbios, os reatores de fluxo ascendente podem se tornar uma opção viável pois podem ser aplicados em vários pontos da rede de esgoto, “pulverizando-se” assim o sistema de tratamento, o que reduz significativamente os custos de construção da rede coletora e de condutores de esgoto. Ainda segundo os mesmos autores, requerem menor área de construção (aproximadamente 0,01 m 2 por habitante (lagoas de estabilização necessitam de 3 ou 4 m 2 por habitante)”.

STE

O Better STE não causa transtornos para a população beneficiada: O sistema é “invisível” (enterrado), não espalha odores e não causa proliferação de insetos (4) a produção de lodo biológico é pequena e o lodo de excesso já sai estabilizado e com concentração elevada, podendo ser secado diretamente em leitos de secagem. operação e manutenção são extremamente simples podendo ser feito por pessoal não especializado.

A instalação do Better STE é simples podendo ser usados materiais e mão de obra locais. O custo de construção e de operação tendem a ser bem menores que os de outros sistemas de tratamento de esgoto.

O Better STE como principal unidade de tratamento, deve-se à constatação de que esta unidade pode remover em torno de 70 % da matéria orgânica sem dispêndio de energia externa ou adição de substâncias químicas. Assim unidades posteriores podem ser usadas sem cuidados prévios para remoção de parcelas remanescentes.

Fossa Ecológica Vantagens Econômicas:

O tamanho da unidade de pré-tratamento é reduzido drasticamente: Para a mesma eficiência de remoção de material orgânico o Better STE é 20 a 30 vezes menor que as Lagoas Anaeróbias e muito menor que as antigas fossas em concreto.

 

Fossa Ecológica Vantagens Estéticas:

O Better STE pode ser enterrado ou ficar externo, se ficar externo ele pode ser construído como uma unidade quase invisível e imperceptível, inserido harmonicamente na paisagem.

 

Fossa Ecológica Vantagens Ambientais:

O gás metano é capturado e pode ser queimado, evitando-se a sua emissão para a atmosfera, onde contribuiria para o efeito estufa;

uma alta eficiência de remoção de patógenos é factível num sistema compacto;

sob condições adequadas (sol + temperatura elevada), tanto nitrogênio como fósforo podem ser removidos eficientemente sem necessidade de adição de substâncias químicas.

Better Ambiental

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