22º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental II "OXIGÊNIO PURO EM LODOS ATIVADOS UM ESTUDO DE CASO"

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1 22º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 14 a 19 de Setembro Joinville - Santa Catarina II "OXIGÊNIO PURO EM LODOS ATIVADOS UM ESTUDO DE CASO" João Marcelo do Nascimento Barbosa1 Mestrando em Saúde Pública pela ENSP/FIOCRUZ. Químico Industrial pela UNIGRANRIO (1998). Consultor Ambiental de empresas sediadas no Rio de Janeiro. Dalton Marcondes Silva2 Pesquisador Associado do Departamento de Saneamento e Saúde Ambiental da Escola Nacional de Saúde Pública (ENSP/FIOCRUZ). DSc. em Saúde Pública pela ENSP/FIOCRUZ (2000). Engenheiro Químico pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC/RJ). Mestre em Engenharia Nuclear e Planejamento Energético (1988), pela COPPE/UFRJ. Odir Clécio da Cruz Roque3 DSc em Saúde Pública (ENSP/FIOCRUZ)1997, Pesquisador Titular do Departamento de Saneamento e Saúde Ambiental da Escola Nacional de Saúde Pública (ENSP/FIOCRUZ), Professor Adjunto do Departamento de Eng. Sanitária e Ambiental UERJ, Especialista em Engenharia Sanitária. (ENSP/FIOCRUZ)1971,. Engenheiro Químico (UFRRJ) 1969 Endereço: 1Avenida Cinco de Julho n 52 Bairro: Olavo Bilac Duque de Caxias Rio de Janeiro CEP: Brasil Tel: 55 (21) / jmbarbosa@uol.com.br RESUMO

2 O sistema de tratamento de efluentes por meio de lodos ativados com oxigênio puro tem seus parâmetros de controle e operação ainda pouco conhecidos, o que reflete num procedimento de projeto apenas baseado no empirismo. Sendo assim apresentamos um estudo de caso, em que um sistema por ar atmosférico é substituído por um sistema por oxigênio puro, sem no entanto alterar nenhum outro aspecto da estação que não seja o sistema de aeração/oxigenação. Estando apresentados todos os parâmetros de operação da estação de tratamento, tais como: F/M, tempo de detenção hidráulica, idade do lodo, S.S.V., densidade de potência, T.A.S.; que tiveram seus valores alterados quando da mudança do processo. Além do aspecto de aumento da eficiência de remoção da DQO, expressamos também aspectos de energia elétrica e de custos, mostrando que além dos aspectos de melhora na eficiência da estação, pode-se notar que devido a mudança de processo ocorreu uma redução do uso de energia elétrica e que até mesmo uma pequena melhora no custo mensal da estação foi observada. PALAVRAS CHAVE: Lodos Ativados, Oxigênio Puro, Tratamento Aeróbio, Efluentes Industriais INTRODUÇÃO Este trabalho tem o objetivo de contribuir, a partir de um estudo de caso, com informações que permitam um maior conhecimento sobre o processo de tratamento de efluentes por lodos ativados em meio de oxigênio puro. Percebemos existirem ainda certas dúvidas por parte de projetistas, engenheiros e consultores, sobre os parâmetros de dimensionamento e operação das estações de lodos ativados que utilizem esta tecnologia, tanto na esfera dos efluentes industriais como nos efluentes domésticos. Metodologia Pesquisa bibliográfica e de campo, com o uso de laboratório e estação-piloto e uma estação em escala real que posteriormente foi utilizada para o efetivo tratamento de efluentes da fábrica. Situação problema Herga Ind. Química Ltda., situada no distrito industrial de Campo Grande, município do Rio de Janeiro, fabricante de intermediários para a indústria cosmética e saneantes. A estação de tratamento de efluentes é do tipo de lodos ativados, por aeradores de superfície no tanque de aeração. Esta porém apresentava baixa eficiência de remoção de DQO (em torno 80 %), fazendo que o efluente final tivesse uma DQO acima do permitido pela legislação (200 mg/l).

3 Solução Proposta Procedemos estudos para a transformação da estação pré-existente numa estação para lodos ativados em oxigênio puro, a fim de aumentarmos sua eficiência de remoção de DQO. Dados de Projeto/Processo Efluente Entrada reator biológico Vazão Média = 120 m3/d DQO médio = 4250 mg/l DBO médio = 1750 mg/l MBAS = 1250 mg/l b) Dados da estação de tratamento Volume tanque de aeração = 70 m3 Área do Decantador = 5 m2 Demanda de Oxigênio = 550 Kg O2/d Apresentamos a seguir figuras esquemáticas da Estação de Tratamento de Efluentes da Herga Ltda. Figura 1: Esquema da Estação de Tratamento de Efluentes Herga Figura 2:Legendas do Esquemático da Estação de Tratamento de Efluentes Para realização da mudança do sistema de tratamento com ar atmosférico pelo de oxigênio puro, foi retirado o sistema de soprador de ar e membranas e foi colocado um sistema de

4 oxigenação que coleta oxigênio de um tanque criogênico, e injeta pelo fundo do tanque biológico este oxigênio sobre pressão. De modo que o sistema de oxigenação seja também responsável pelo sistema de homogeneização. Estação de Tratamento Tabela 1: Parâmetros de processo e operação Parâmetro Ar Atmosférico Oxigênio puro F/M 1,82 Kg DQO/Kg SSTA.d 0,81 Kg DQO/Kg SSTA.d Tempo Det. Hid. 14 horas 14 horas Idade do Lodo 1,1 d 2,05 d S.S.V mg/l mg/l Potência 30 kw 3 kwh T.A.S.

5 6,5 Kg/ m2.h 14,4 Kg/ m2.h Dens. Potência 400 w/m3 42 w/m3 D.Q.O.saída 750 mg/l 50 mg/l Custo Mensal da Estação Tabela 2: Parâmetros de custo da estação de tratamento de efluentes Parâmetros Ar Atmosférico Oxigênio puro Energia Elétrica (R$ 0,16/Kw) 3456,00 345,60 Oxigênio puro (R$ 0,25/ m3) ,00 Total ( R$ ) 3456, ,60

6 Resultados/Conclusões Com relação a pesquisa realizada, algumas conclusões foram tiradas a partir dos resultados obtidos: O uso de Oxigênio puro nos propiciou o aumento da concentração de microorganismos no tanque de aeração, o que alterou favoravelmente a eficiência de remoção de D.Q.O. (de 80 % para cerca de 99 % ). Embora tenha havido um incremento substancial na taxa de aplicação de sólidos no decantador secundário ( aumento de 120 % ), este continuou clarificando eficientemente o efluente final para descarte. A redução significativa da potência no tanque de aeração, propiciou não só uma economia no custo de energia elétrica, bem como favoreceu a formação de flocos mais bem formados para a decantação secundária. Eliminação total de aerossóis. redução de ruídos na estação de tratamento, tornando esta área menos insalubre. Redução intensa de odores em torno da estação. Embora não tenha sido o objetivo deste trabalho, até mesmo uma pequena economia foi observada no custo mensal da estação de tratamento. Testes em Laboratório mostraram que a formação de biota específica para uma boa degradação do efluente estudado se dava em 15 dias por meio de ar atmosférico e por 8 dias quando usamos oxigênio puro. Recomendações De acordo com o estudo realizado gostaríamos de recomendar: Um estudo mais abrangente por parte dos pesquisadores da área de tratamento de esgotos para a viabilidade técnica/econômica de oxigênio puro, notadamente nas estações preexistentes em grandes centros urbanos; Um estudo sobre a biota específica em meio de oxigênio puro; Estudar a variação de resposta cinética de degradação do substrato orgânico em meio de ar atmosférico em relação ao de oxigênio puro. Promover uma integração entre o saber acadêmico e o saber contido pela prática das empresas geradoras de gases do ar, que comercializam este sistema. Referências Bibliográficas 1. SUNADAM, LALA, Tecnologies for cleaner environment, pg 3-4, Editora Praxindia 1996

7 2. WRAMPE, PETER, Tecnologies for cleaner environment, pg 8-9, Editora Praxindia LINDE AG, Wastewater and sludge treatment - Linde AG.htm Página visitada em 05/12/2001