12 Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente

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1 12 Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente Principais reatores anaeróbios utilizados no tratamento de esgoto sanitário Lagoas anaeróbias Decanto-digestores Filtros anaeróbios Mais usado em comunidades de menor porte ou instalações não interligadas à rede pública de esgoto, como hospitais, pequenos conjuntos habitacionais, hotéis, etc Reatores anaeróbios de manta de lodo (UASB) Reatores anaeróbios de leito expandido Reatores anaeróbios de leito fluidizado

2 Reator de Manta de Lodo (UASB) UASB: Upflow anerobic sludge blanket (Holanda) Várias denominações no Brasil: RAFA Reator anaeróbio de fluxo ascendente DAFA Digestor anaeróbio de fluxo ascendente RALF Reator anaeróbio de leito fluidizado RAFAALL Reator anaeróbio de fluxo ascendente através de leito de lodo RAFAMAL Reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo Semelhança com filtro anaeróbio ascendente, porém sem material de enchimento 2

3 Processos: Sedimentação Mineralização da MO solúvel Digestão do lodo Cuidados construtivos e operacionais

4 Representação esquemática de um reator circular

5 Câmaras de: 1. Reação 2. Decantação 3. Captura de gás Corte esquemático de um reator tipo RALF Corte esquemático de um reator tipo RALF. Fonte: SANEPAR Fonte: SANEPAR

6 Tempo de detenção hidráulico Carga Hidráulica Volumétrica (CHV) Quantidade de esgoto aplicado diariamente ao reator por unidade de seu volume CHV=Q/V=1/θ H Estudos experimentais: CHV < 5 m³/(m³.d) θ H mínimo de 4,8h NBR 12209/11 Para evitar perda excessiva de biomassa de lodo Temperatura média do esgoto no mês mais frio do ano ( C) Tempo de detenção hidráulico (h) Para Vazão Média >

7 Cargas Carga orgânica volumétrica (COV) COV = (QC)/V Adotada nos projetos: COV < 15 kg DQO/(m³.d) Carga biológica (carga de lodo) Quantidade de matéria orgânica aplicada diariamente ao reator por unidade de biomassa presente no mesmo CB = (QC)/M Esgoto doméstico: 0,3 a 0,4 kg DQO/(kg SSV. dia)] COV: Carga orgânica volumétrica [kg DQO/(m³. dia)] Q: Vazão [m³/d] C: Concentração de substrato afluente [kg DQO/m³] V: Volume total do reator [m³] CB: Carga biológica [kg DQO/(kg SSV. dia)] Q: Vazão [m³/d] C:Concentração de substrato afluente [kg DQO/m³] M: Massa de microrganismos presentes [kg SSV] 9

8 Velocidade ascendente do fluxo Velocidade máxima depende: Características do lodo presente Cargas aplicadas Características do lodo Reatores com lodo tipo floculento e cargas orgânicas menores que 5-6 kgdqo/(m³.d) Reatores com lodo tipo granular Velocidades ascendentes médias 0,5 a 0,7 m/h Velocidades maiores (podendo chegar na ordem de 10m/h) Recomendações para tratamento de esgoto doméstico: Vazão afluente Velocidade ascendente (m/h) NBR 12209/11 (no compartimento de digestão) Vazão média 0,5 0,7 0,7 Vazão máxima 0,9 1,1 1,2 Picos temporários (duração entre 2 e 4 horas) < 1,5 10

9 UASB SANEPAR possui 211 ETEs em operação. Em 100 destas unidades, a empresa utiliza a tecnologia do UASB, denominado Ralf (Reator Anaeróbio de Leito Fluidizado). Algumas das vantagens: Valores desatualizados. Sistema compacto, necessitando de pouca área para implantação; Baixo custo de implantação e operação; Baixa produção de lodo; Baixo consumo de energia; Eficiência satisfatória na remoção de DBO/DQO entre 65 e 75%. Desvantagens principais são: Possibilidade de emanação de maus odores; Baixa capacidade para tolerar cargas tóxicas; Elevado tempo para condicionamento e partida do sistema; Necessita de uma etapa de pós-tratamento. 13

10 ETE ATUBA SUL [Ref.4] localizada à Rua Presidente Cordeiro, 1000 Jardim Acrópole, em Curitiba/PR Projetada para atender parte da população dos municípios de Pinhais, São José dos Pinhais, Curitiba e Piraquara Os dados principais de projeto são os seguintes: População atendida: habitantes; Vazão média: litros/segundo; Tempo de detenção: 8 horas/reator; Volume do reator: m 3 /reator; Remoção de matéria orgânica: 80%; Corpo receptor: Rio Atuba; Tratamento: Tipo anaeróbio, composto de 16 reatores tipo RALF; Inauguração: Junho de 1998

11 ETE Atuba Sul Condições outorgadas [Ref.4] De acordo com a Portaria Suderhsa nº 1117/2007, as condições outorgadas para a ETE Atuba Sul, em relação ao Rio Atuba, são as seguintes: Finalidade de uso: diluição; Vazão máxima do efluente: 2.704,9 m 3 /h; Vazão máxima para diluição: 2.704,9 m 3 /h; Concentração máxima de DBO para lançamento: 50 mg/l; Concentração máxima de DQO para lançamento: 125 mg/l; Concentração máxima de SS para lançamento: 50 mg/l; O outorgado deverá instalar dispositivos hidrométricos e executar o monitoramento da qualidade do efluente e da água do corpo hídrico receptor. Monitoramento do efluente tratado: 1. DBO semanal; 2. DQO semanal; 3. SS semanal; 4. Vazão diário. Monitoramento do corpo hídrico receptor: 1. Ponto de coleta: 50m a montante e 50m a jusante do ponto de lançamento; 2. DBO trimestral; 3. DQO trimestral; 4. SS trimestral; 5. PH trimestral; 6. Oxigênio dissolvido trimestral; 7. Temperatura trimestral.

12 ETE Atuba Sul Dados operacionais [Ref.4] Dados fornecidos pela SANEPAR mostram os seguintes valores médios de operação ao longo do ano de 2008: Vazão média: 774 L/s; Eficiência média remoção de DQO: 58%; Eficiência média remoção de DBO: 69%; Eficiência média remoção de SST: 56%.

13 Reator anaeróbio de leito expandido ou fluidizado Configurações e funcionamento semelhantes Região de retenção de sólidos suspensos Efluente Região de reação 17

14 Leito expandido Leito fluidizado Leito expandido Leito fluidizado Grau de expansão 20 a 30% Quase total Velocidade de ascensão (m/h) Pode atingir > 10 V=f(geometria do reator, relação altura-diâmetro) Obs.: V UASB < 1,5 m/h 18

15 Bibliografia [Ref.1] Nuvolari. Esgoto Sanitário Campos, J.R. (Coord) Tratamento de esgotos sanitários por processo anaeróbio e disposição controlada no solo. Rio de Janeiro: ABES. Projeto PROSAB. [Ref.3] Santos, Daniel Caderno de Saneamento Ambiental. Cap.4 Sistemas de Esgotamento Sanitário [Ref.4] Longen, Sergio. Estudo de otimização e adequação de ETE s estudo de caso: ETE Atuba Sul, da Companhia de Saneamento do Paraná Sanepar