LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO

LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO

PROJETO DE ETES ETRATAMENTO BIOLÓGICO Processos Biológicos de Tratamento de Esgotos Lagoas de Lodos Disposição Reatores Estabilização ativados e no solo anaeróbios e variantes variantes Reatores aeróbios com biofilmes

TIPOS DE LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO Sem aeração artificial Lagoas Facultativas (primários ou secundárias) Lagoas Anaeróbias Lagoas de Maturação Lagoas de Polimento Lagoas de Alta Taxa Com aeração artificial Lagoas aeradas facultativas Lagoas aeradas de mistura completa

TIPOS DE LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO Lagoa Facultativa Lagoa anaeróbia Lagoa facultativa Lagoas de Estabilização A DBO solúvel e finamente particulada é estabilizada aerobiamente por bactérias dispersas no meio líquido, ao passo que a DBO suspensa tende a sedimentar, sendo estabilizada anaerobiamente pelos microrganismos i no fundo da lagoa. O oxigênio requerido pelas bactérias aeróbias é fornecido pelas algas, através da fotossíntese. Lagoa anaeróbia Lagoa facultativa. A DBO é em torno de 50% estabilizada na lagoa anaeróbia (mais profunda e com menor volume), enquanto a DBO remanescente é removida na lagoa facultativa. O sistema ocupa uma área inferior ao de uma lagoa facultativa única.

LAGOAS CONVENCIONAIS

LAGOAS CONVENCIONAIS

TIPOS DE LAGOAS Lagoa aerada Facultativa Lagoa aerada de mistura completa Lagoa de decantação Lagoas de Estabilização Os mecanismos de remoção de DBO são similares aos de uma lagoa facultativa. No entanto, o oxigênio é fornecido por aeradores mecânicos, ao invés de através da fotossíntese. Como a lagoa é também facultativa, uma grande parte dos sólidos do esgoto e da biomassa sedimenta, sendo decomposta anaerobiamente no fundo. A energia introduzida por unidade de volume da lagoa é elevada, o que faz com que os sólidos (principalmente biomassa) permaneçam dispersos no meio líquido, ou em mistura completa. A decorrente maior concentração de bactérias no meio líquido aumenta a eficiência do sistema na remoção de DBO, o que permite que a lagoa tenha um volume inferior ao de uma lagoa aerada facultativa. No entanto, o efluente contém elevados teores de sólidos (bactérias), que necessitam ser removidos antes do lançamento no corpo receptor. A lagoa de decantação a jusante proporciona p condições para esta remoção. O lodo da lagoa de decantação deve ser removido em períodos de poucos anos.

LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO AERADAS

LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO AERADAS

LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO AERADAS

Floco biológico em suspensão na fase líquida Floco biológico em suspensão na fase líquida Floco biológico sedimentado no fundo da lagoa

Vantagens Satisfatória E% DBO Lagoa Facultativa Desvantagens Elevados requisitos de área Razoável E% patógenos Dificuldade d de satisfazer padrões de lançamentos restritos Construção, operação e manutenção simples Reduzidos custos de implantação e operação Ausência de equipamentos mecânicos Requisitos energéticos praticamente nulos Satisfatória resistência a variações de carga R ã d l d á i Remoção de lodo necessária apenas após períodos superiores a 20 anos A simplicidade operacional pode trazer o descaso na manutenção (crescimento de vegetação) Possível necessidade de remoção de algas do efluente para descarte Performance variável com as condições climáticas Possibilidade de crescimento de insetos

Vantagens Lagoa Anaeróbia seguida de Facultativa Desvantagens Idem as lagoas facultativas Idem as lagoas facultativas Requisitos it de área inferiores i aos das Possibilidade d de maus odores na lagoas facultativas únicas lagoa anaeróbia Necessidade de um afastamento razoável às residências circunvizinhas Necessidade de remoção contínua ou periódica (intervalo de alguns anos) do lodo da lagoa anaeróbia

Vantagens Idem as lagoas facultativas Lagoa de maturação Desvantagens Idem as lagoas facultativas Elevada eficiência iê i na remoção de Requisitos it de áreas bastante t elevados patógenos Razoável eficiência na remoção de nutrientes

Vantagens Lagoa Aerada Facultativa Desvantagens Satisfatória E% DBO Construção, operação e manutenção simples Requisitos de área inferiores aos sistemas de lagoas facultativas ou anaeróbiafacultativa Maior independência das condições climáticas que as lagoas facultativas ou anaeróbia-facultativa Satisfatória resistência a variações de cargas Introdução de equipamentos Ligeiro aumento no nível de sofisticação Requisitos de área ainda elevados Requisitos de energia relativamente elevados Baixa eficiência na remoção de coliformes Reduzidas possibilidades d de Necessidade d de remoção contínua ou maus odores periódica (intervalo de alguns anos) do lodo

Lagoa Aerada de Mistura Completa seguida de Lagoa de Decantação Vantagens Desvantagens Idem as lagoas aeradas facultativas Menores requisitos de área de todos os sistemas de lagoas Idem as lagoas aeradas facultativas (exceção: requisitos de área) Preenchimento rápido da lagoa de decantação com o lodo (2 a 5 anos) Necessidade de remoção contínua ou periódica (2 a 5 anos) do lodo

PRINCIPAIS PARÂMETROS DE PROJETO Parâmetro de projeto Tempo de detenção (dias) Taxa de aplicação superficial (kgdbo 5 /ha.dia) Taxa de aplicação volumétrica (kgdbo 5 /m 3.dia) LA LF LAF LAM LD LM 3-6 15-45 5-10 2-4 ~2 A - 100-350 - - - - 0,1-0,35 - - - - - Profundidade (m) 3,0-5,0 1,5-2,0 2,5-4,0 2,5-4,0 3,0-4,0 0,8-1,2 Relação L/B 1-3 2-4 2-4 1-2 - B (comp./larg) usual

PRINCIPAIS PARÂMETROS DE PROJETO Item geral Item específico LF LA-LFLF LAF LM-LDLD Eficiência DBO (%) 75-85 75-85 75-85 75-85 DQO (%) 65-80 65-80 65-80 65-80 SS (%) 70-80 70-80 70-80 80-87 Amônia (%) <50 <50 <30 <30 Nitrogênio (%) < 60 < 60 < 30 < 30 Fósforo (%) < 35 < 35 < 35 < 35 Coliformes (%) 90-99 90-99 90-99 90-99 Requisitos Área (m2/hab) 2,0-4,0 1,5-3,0 0,25-0,5 0,2-0,4 Custos Potência (W/hab) 0 0 1,2-2,0 1,8-2,5 Implantação (R$/hab) Operação (R$/hab.dia) 40-80 30-75 50-90 50-90 2,0-4,0 2,0-4,0 5,0-9,0 5,0-9,0

LAGOAS FACULTATIVAS

TIPOS DE LAGOAS FACULTATIVAS Lagoa Primária primeira lagoa da série recebe esgoto bruto L S dá i b fl t Lagoa Secundária recebe efluente de uma lagoa a montante usualmente anaeróbia

Lagoas Facultativas

PROCESSO Fotossíntese: Consumo de CO 2 Produção de O 2 CO 2 + H 2 O + Energia MO + O 2 O íon bicarbonato (HCO 3- ) do esgoto OH - elevação do ph Obs: algas também consomem O2 mas a produção é cerca de 15 vezes superior ao consumo Respiração Consumo de O 2 Produção de CO 2 MO + O 2 CO 2 + H 2 O + Energia O íon bicarbonato (HCO 3- ) do esgoto H + diminuição do ph

PROCESSO Processo Respiração aeróbia Digestão anaeróbia Fotossíntese Nitrificação Reaeração atmosférica Impacto no Balanço de OD Decréscimo Nenhum Acréscimo Decréscimo Acréscimo

PROCESSO Características do efluente: A concentração de algas vai depender da carga orgânica e temperatura, mas usualmente está na faixa de 500 a 2000 g de clorofila a por litro

PROCESSO Características do efluente: As algas que tendem a dominar em lagoas facultativas pertencem ao gênero móvel (tais como Chlamydomonas, Pytobotrys e Euglena) já que podem otimizar a sua posição na vertical em relação a intensidade de luz incidente quando comparada a forma não móvel (Chlorella) Podem se apresentar ocasionalmente vermelho ou rosa (especialmente quando sobrecarregadas) devido a presença das bactérias fotossintéticas oxidantes de sulfeto

PROCESSO

INFLUÊNCIA DAS CONDIÇÕES AMBIENTAIS Fator Radiação solar Temperatura Vento Influência Velocidade da fotossíntese Velocidade da fotossíntese Taxa de decomposição bacteriana Solubilidade e transferência de gases Condições de mistura Condições de mistura Reaeração atmosférica (pouca importância no balanço de OD)

INFLUÊNCIA DAS CONDIÇÕES AMBIENTAIS Mistura ocorre devido aovento ediferencial i de temperatura Importância da mistura: Minimização da ocorrência de curtos-circuitos hidráulicos Minimização da ocorrência de zonas estagnadas Boa distribuição vertical da DBO, alga e oxigênio Transporte para a zona fótica superficial das algas não motoras que tendem a sedimentar Transporte para as camadas mais profundas do O2 produzido pela fotossíntese na zona fótica Para maximizar a influência do vento, a lagoa não deverá ser cercada por obstáculos naturais e artificiais

ARRANJOS DE LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO Células em série: um sistema de lagoas em série com um determinado TDH total maior eficiência do que uma única lagoa com o mesmo TDH total Células em paralelo: umsistemadelagoas em paralelo possui a mesma eficiência que uma única lagoa. No entanto, o sistema possui maior flexibilidade operacional

ESTIMATIVA DA CONCENTRAÇÃO EFLUENTE DE DBO Influência do regime hidráulico: a remoção de DBO reação de 1ª ordem taxa de reação é diretamente proporcional à concentração do substrato quanto maior C inicial maior ae%

PRINCIPAIS REGIMES HIDRÁULICOS FLUXO EM PISTÃO MISTURA COMPLETA FLUXO DISPERSO

PRINCIPAIS REGIMES HIDRÁULICOS

PRINCIPAIS REGIMES HIDRÁULICOS

ESTIMATIVA DA DBO EFLUENTE S S 0 e kt FLUXO EM PISTÃO MISTURA COMPLETA S0 S 1 kt S S 0 (1 a) 2 e 4ae ( a / 2d ) (1/ 2 d ) (1 a) 2 e ( a / 2d ) FLUXO DISPERSO a 1 4ktd

ESTIMATIVA DA DBO EFLUENTE Onde: S0 = concentração de DBO total afluente (mg/l) S = concentração de DBO solúvel efluente (mg/l) K = coeficiente de remoção de DBO (d -1 ) t = tempo de detenção total (d) d = número de dispersão (adimensional) L = comprimento da lagoa (m) B = largura da lagoa (m)

ESTIMATIVA DA DBO EFLUENTE Mistura completa: Lagoas primárias: K = 0,30 a 0,40 d -1 Lagoas secundárias: K = 0,25 a 0,32 d -1 Correção ç para a temperatura: K T =K 20. θ θ (T-20) Coeficiente de temperatura: θ=1,05

ESTIMATIVA DA DBO EFLUENTE Fluxo disperso: K20 K20 Ls Arceivala Vidal 120 0,128 0,116 140 0,137 0,120 K = 0,132.log(Ls)-0,146 160 0,145 0,124 Arceivala (1981) 180 01 0,152 0,128 200 0,158 0,132 220 0,163 0,136 K = 0,091+2,05x10-4 x Ls 240 0,168 0,140 Vidal (1983) 260 0,173 0,144 280 0,177 0,148 300 0,181 0,153 320 0,185 0,157 340 0,188 0,161 360 0,191 0,165

ESTIMATIVA DA DBO EFLUENTE FLUXO DISPERSO Número de dispersão: d ( L / B) 0,261 0,254( L / B ) 1,014( L / B ) 2 Yanez d 1 ( L / B) Von Sperling

ESTIMATIVA DA DBO EFLUENTE FLUXO DISPERSO Número de dispersão: L/B Yanez Von Sperling 1 0,993 1,000 1,2 0,798 0,833 1,4 0,672 0,714 d 1,6 0,584 0,625 1,8 0,517 0,556 2 0,465 0,500 2,2 0,423 0,455 24 2,4 0,388 0,417 2,6 0,358 0,385 2,8 0,333 0,357 3 0,312 0,333 3,2 0,293 0,313 3,4 0,276 0,294 3,6 0,261 0,278 3,8 0,248 0,263 4 0,236 0,250 d

ESTIMATIVA DA DBO EFLUENTE FLUXO DISPERSO

EXERCÍCIO Calcular a concentração de DBO solúvel efluente (S) segundo o modelo de mistura completa, assumindo-se: DBO afluente = 350mg/L TDH = 20 dias Temperatura do ar no mês mais frio = 20ºC

ACÚMULO DE LODO EM LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO A taxa de acúmulo média de lodo é da ordem de 0,03-0,0808 m3/hab.ano ~2cm/ano O lodo se acumulará por diversos anos sem necessidade de qualquer remoção

CARACTERÍSTICAS DE OPERAÇÃO Cor da lagoa Verde escura e parcialmente transparente Verde amarelada ou excessivamente clara Acinzentada Interpretação Presença pouco importante de outros microrganismos no efluente Altos valores de ph e OD Lagoa em boas condições Crescimentos de rotíferos, protozoários ou crustáceos, que se alimentam de algas, podendo causar a sua destruição em poucos dias Caso as condições persistam, haverá decréscimo de OD e eventual mal cheiro Sobrecarga de MO e/ou TDH curto Fermentação na camada de lodo incompleta A lagoa deve ser posta fora de operação

CARACTERÍSTICAS DE OPERAÇÃO Cor da lagoa Verde Leitosa Azul esverdeada Marrom avermelhada Interpretação A lagoa está em processo de auto-floculação, decorrente de elevação do ph e da temperatura Precipitação de hidróxidos de magnésio e de cálcio, arrastando consigo algas e outros microrganismos Excessiva proliferação de cianobactérias A floração de certas espécies forma natas que se decompõem facilmente, provocando a exalação de maus odores, reduzindo o penetração da luz e, em conseqüência, diminuindo a produção de oxigênio Sobrecarga de MO Presença de bactérias fotossintéticas oxidantes de sulfeto (requerem luz e sulfetos, utilizam CO2 como receptor de elétrons, não produzem oxigênio e não contribuem para remoção de DBO)

CARACTERÍSTICAS DE OPERAÇÃO

CARACTERÍSTICAS DE OPERAÇÃO

CRITÉRIOS DE PROJETO: LAGOAS FACULTATIVAS

CRITÉRIOS DE PROJETO Para lagoas facultativas: Taxa de aplicação superficial relaciona-se à atividade fotossintética das algas Tempo de detenção hidráulica relaciona-se à atividade id d das bactérias de estabilizar a MO Taxa de aplicação superficial (Ls): carga de DBO que pode ser tratada por unidade de área de lagoa A = L/Ls

CRITÉRIOS DE PROJETO A = L/Ls A: área requerida para a lagoa (ha) L: carga de DBO total (solúvel+particulada) afluente (kgdbo/d) Ls: taxa de aplicação superficial (kgdbo/ha.d) Taxa f (T, latitude, exposição solar, (,, p ç, altitude, etc.)

CRITÉRIOS DE PROJETO Região Inverno quente e elevada insolação Ls (kgdbo/ha.d) 240-350 Inverno e insolação 120-240 moderados Inverno frio e baixa insolação 100-180

CRITÉRIOS DE PROJETO Tempo T de detenção: V = TDH x Q V = volume requerido para a lagoa (m3) TDH = tempo de detenção hidráulica (d) Q = Vazão média afluente (m3/d) Varia também com as condições climáticas locais 15 45 dias para lagoas facultativas ti primárias i Profundidade 1,5 2,0 m

ESTIMATIVA DA DBO EFLUENTE Mistura completa: Lagoas primárias: K = 0,30 a 0,40 d -1 Lagoas secundárias: K = 0,25 a 0,32 d -1 Correção ç para a temperatura: K T = K 20. θ (T-20) Coeficiente de temperatura: θ=1,05

ESTIMATIVA DA DBO EFLUENTE

ESTIMATIVA DA DBO EFLUENTE MISTURA COMPLETA S S0 1 kt FLUXO DISPERSO S S 0 (1 a) 2 e 4ae ( a / 2d ) (1/ 2 d ) (1 a) a 1 4ktd 2 e ( a / 2d )

DIMENSIONAMENTO LAGOA FACULTATIVA PRIMÁRIA

LAGOAS ANAERÓBIAS

INTRODUÇÃO Necessidade de condições estritamente anaeróbias Elevadas taxas de aplicação volumétrica consumo de oxigênio bem superior a produção condições anaeróbias Utilizadas com esgotos domésticos e industriais como matadouros, laticínios, bebidas, etc.

INTRODUÇÃO Eficiências de % DBO da ordem de 50-70% Cerca de 30% da DBO é convertida em Cerca de 30% da DBO é convertida em Biogás

INTRODUÇÃO Microrganismos anaeróbios crescem lentamente grande importância da T LA são usualmente profundas 3 a 5 metros importante para evitar que o oxigênio produzido na superfície se dirija para as demais camadas redução na demanda de área

INTRODUÇÃO Ocasionalmente há a formação de uma fina camada de alga na superfície (Chlamydomonas) Muitos compostos em esgotos industriais são tóxicos para as algas necessidade da LA antes da lagoa facultativa e maturação Metais pesados podem ser precipitados p pelo sulfeto e muitos poluentes orgânicos (por exemplo fenol) podem ser convertidos a formas não tóxicas

INTRODUÇÃO Materiais i flutuantes t (incluindo i óleos) e escuma, os quais bloqueiam a luz requerida nas lagoas facultativas para a fotossíntese das algas, são retinas nas lagoas anaeróbias. A escuma que se acumula na superfície das LA não precisa ser removida pois ela ajuda a manter as condições anaeróbias, a menos que comece a produzir odor ou proliferar mosquitos

ODOR EM LAGOAS ANAERÓBIAS Produzido normalmente pela redução do sulfato (Desulfovibrio spp) Formação do sulfeto (H 2 S, HS -, S 2- ) formas dependentes do ph Odor não é problema se a concentração de sulfato < 500mg/L checar a concentração na água de abastecimento

ODOR EM LAGOAS ANAERÓBIAS

ODOR EM LAGOAS ANAERÓBIAS Controle do ph > 7 para evitar a formação de odor sulfeto ficar na forma de bissulfito adição de cal ou recirculando o efluente da lagoa de maturação

CRITÉRIOS DE PROJETO LAGOAS ANAERÓBIAS Critérios de projeto: Taxa de aplicação volumétrica Tempo de detenção hidráulica Profundidade Geometria (relação comprimento / largura)

CRITÉRIOS DE PROJETO LAGOAS ANAERÓBIAS Critérios C é de projeto: Taxa de aplicação volumétrica: função da Temperatura Lv = 0,1 a 0,35 kgdbo/m3.d V = L/Lv V = volume requerido para a lagoa (m3) L = carga de DBO total afluente (solúvel + particulada) (kgdbo/d) Lv = taxa de aplicação volumétrica (kgdbo/m3.d)

CRITÉRIOS DE PROJETO LAGOAS ANAERÓBIAS Critérios de projeto: Taxa de aplicação volumétrica Temperatura média do Lv admissível mês mais frio (ºC) (kgdbo/m3.dia) 10-20 0,02T-0,10 20-25 0,01T+0,10 > 25 035 0,35

CRITÉRIOS DE PROJETO LAGOAS ANAERÓBIAS

CRITÉRIOS DE PROJETO LAGOAS ANAERÓBIAS Critérios Citéi de projeto: Tempo de detenção hidráulica: entre 2 e 3di dias TDH (dias) Lv (kgdbo/m3.dia) Remoção de DBO (%) 0,8 306 76 10 1,0 215 76 1,9 129 80 2,0 116 75 4,0 72 68 6,8 35 74

CRITÉRIOS DE PROJETO LAGOAS ANAERÓBIAS Profundidade: d 3,0 50 5,0 m (Ceará á LA com 3,0m) Relação L/B: 1 a 3 Eficiência de Remoção de DBO: 50-70%

CRITÉRIOS DE PROJETO LAGOAS ANAERÓBIAS

TAXA DE ACUMULAÇÃO DE LODO EM LAGOAS ANAERÓBIAS A taxa de acúmulo média de lodo é da ordem de 0,04 m3/hab.ano ~2cm/ano No Nordeste foi encontrada uma taxa de acumulação da ordem de 0,0101 m3/hab.anoano A limpeza deve proceder quando a altura de lodo atingir aproximadamente 1/3 ou remoção anual de um certo volume de lodo definição da operação da lagoa pelas companhias de saneamento

DIMENSIONAMENTO LAGOA ANAERÓBIA SEGUIDA DE FACULTATIVA SECUNDÁRIA

REMOÇÃO DE PATÓGENOS EM LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO

PATÓGENOS NO ESGOTO Organismo Concentração Escherichia coli 10 6-10 8 /100 ml Salmonella spp. Cistos de Giardia 10 2-10 3 /100 ml 10 2-10 4 / L (oo) Cistos de Cryptosporidium 10 1-10 2 /L Ovos de Helmintos 10 1-10 3 / L Vírus 10 2-10 5 /L

PATÓGENOS NO ESGOTO Vírus: Hepatitis A, Rotavirus, Norovirus, Poliovirus Bactéria: Vibrio cholera, Salmonella, Shigella, Campylobacter Protozoário: Cryptosporidium, Giardia, Entamoeba Helmintos: Ascaris, Taenia, Trichuris

PATÓGENOS NO ESGOTO 20-100 nm Nenhuma membrana lipídica 0.5 1 μm Responde ao meio Vírus: Hepatitis A, Rotavirus, Norovirus, Poliovirus Bactéria: Vibrio cholera, Salmonella, Shigella, Campylobacter 2 20 μm 20-100 μm Carapaça grossa Carapaça muito grossa Protozoário: Cryptosporidium, Giardia, Entamoeba Helmintos: Ascaris, Taenia, Trichuris

Características dos Patógenos Bactéria ( 1 μm ) Salmonella ll Rotavirus Vírus (nm) Giardia Cryptosporidium Ascaris Cistos de Protozoários (4 20 μm) Ovos de Helmintos ( > 50 μm )

DESAFIOS NA REMOÇÃO DE PATÓGENOS EM LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO Mecanismos de remoção diversos Ampla variedade de comportamentos entre os patógenos Inexistência de um organismos indicador que modele adequadamente todos os patógenos Patógenos de interesse são difíceis ou mesmo impossíveis de se medir

BENEFÍCIOS DE SE AUMENTAR O CONHECIMENTO NA REMOÇÃO DE PATÓGENOS Recomendações práticas de projeto Modelos que sejam capazes de predizer resultados confiáveis Maior apreciação em como as lagoas de estabilização são eficientes na remoção de patógenos Maior garantia da saúde das pessoas e preservação do meio ambiente

PRINCIPAIS MECANISMOS DE REMOÇÃO Sedimentação ( Lodo) Ovos de helmintos Cistos de protozoários Partículas associadas a bactérias e vírus Inativação mediada pela energia solar Vírus Bactéria Cistos de protozoários

REMOÇÃO POR SEDIMENTAÇÃO Ovos de helmintos Os helmintos são parasitas intestinais referenciados como vermes (e.g. Ascaris lumbricoides, id Taenia sp., Necator americanus, Schistosoma sp., Ancylostoma duodenale). São mais comuns em regiões de clima tropical e onde as condições de saneamento são piores. A presença de ovos de helmintos é muito grande em esgotos domésticos nestas regiões. A remoção dos ovos destes parasitas dos esgotos quebra o ciclo de contaminação e reinfestação nos seres humanos.

REMOÇÃO POR SEDIMENTAÇÃO Ovos de helmintos Ovos de Ascaris v s ~ 1 m/h (outros são menores) Equação de projeto:

REMOÇÃO POR SEDIMENTAÇÃO TDH E% C=10ovos/L C=100ovos/L C=1000ovos/L 2 84,08 1,592 15,920 159,199 4 93,38 0,662 6,617 66,165 6 97,06 0,294 2,943 29,434 8 98,60 0,140 1,402 14,015 10 99,29 0,071071 0,714 7,143 12 99,61 0,039 0,390 3,897 14 99,77 0,023 0,228 2,275 16 99,86 0,014014 0,142 1,422 18 99,90 0,010 0,095 0,951 20 99,93 0,007 0,068 0,681 22 99,9595 0,005005 0,052052 0,522 24 99,96 0,004 0,043 0,428 26 99,96 0,004 0,038 0,376 28 99,96 0,004 0,035 0,354 30 99,96 0,004 0,036 0,356

REMOÇÃO POR SEDIMENTAÇÃO Cryptosporidium e Cistos de Giardia V s ~ 2.5 cm/h s Associação de partículas pode ser importante Vírus e Bactérias Somente se aderido a partículas Elevadas concentrações no lodo

GERENCIAMENTO DO LODO Patógenos estão concentrados no lodo! Acumulação do lodo pode diminuir a eficiência do tratamento Diminuição do TDH Modificação da hidráulica

GERENCIAMENTO DO LODO 93

GERENCIAMENTO DO LODO Tempo de sobrevivência no lodo Ascaris anos Vírus meses a anos Bactéria semanas a meses A maior parte do lodo retirado de p lagoas requer tratamento posterior

CRITÉRIOS DE PROJETO: LAGOAS DE MATURAÇÃO

CRITÉRIOS DE PROJETO N N 0 e kt FLUXO EM PISTÃO N N 0 1 kt MISTURA COMPLETA N N 0 (1 a ) 2 e 4ae ( a / 2d ) (1/ 2d ) (1 a ) 2 e ( a / 2d ) FLUXO DISPERSO a 1 4ktd

CONSIDERAÇÕES HIDRÁULICAS Evite curtos circuitos Procure o fluxo em pistão Utilize chicanas verticais i ou horizontais o as

NÚMERO DE COMPARTIMENTOS

NÚMERO DE COMPARTIMENTOS

NÚMERO DE COMPARTIMENTOS

CRITÉRIOS DE PROJETO Configurações Fluxo em pistão uso de chicanas Série de lagoas > 3 lagoas Profundidade: 0,8 1,2 m Obs: TDH mínimo de 3 dias de forma Obs: TDH mínimo de 3 dias de forma a evitar curto-circuitos e varrimento de algas

CRITÉRIOS DE PROJETO Lagoa TDH (dias) Profundid ade (m) Relação L/B Kb,20 Fluxo disperso (d-1) Kb,20 Mistura completa( d-1) Facultativa 15 a 45 1,5 a 2,0 2 a 4 0,2 a 0,3 0,4 a 5,0 Maturação (em série) Maturação (com chicanas) 3 a 5 dias (em cada lagoa) 0,8 a 1,2 1 a 3 0,4 a 0,7 0,6 a 1,2 10 a 20 0,8 a 1,2 6 a 12 0,4 a 0,7 Não recomend ado

CRITÉRIOS DE PROJETO: REMOÇÃO DE CTER Kb Kb FD 0,917 H 0,877 TDH 0,329 Kb Kb FD MC 1 0,054 ( Kb TDH ) 1,8166 d 0,8426 FD K K 1,07 ( T 20 )

CRITÉRIOS DE PROJETO: REMOÇÃO DE DBO K K 1,05 ( T 20 ) S S 0 1 kt DBO 0,35*SS part

DIMENSIONAMENTO LAGOAS DE MATURAÇÃO EM SÉRIE

REMOÇÃO DE NUTRIENTES EM LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO

REMOÇÃO DE NITROGÊNIO Principais mecanismos de remoção: Volatilização da amônia Assimilação da amônia pelas algas Assimilação dos nitratos pelas algas Nitrificação desnitrificação Sedimentação do nitrogênio orgânico particulado Mais importante é a volatilização da Mais importante é a volatilização da amônia: NH 3 + H + NH 4 +

REMOÇÃO DE NITROGÊNIO ph próximo de 7 forma de NH + 4 ph próximo de 9,5 50% forma de NH 3 e 50% forma de NH 4 + forma de NH 4 ph superior a 11 forma de NH 3 Fotossíntese: Elevação do ph aumento volatilização do NH 3 Aumento da produção de algas consumo de NH 3 Perda por volatilização mais importante em Perda por volatilização mais importante em lagoas de maturação

REMOÇÃO DE FÓSFORO Fósforo em esgotos: Orgânico Fosfatos (maioria) Remoção de P em lagoas: Retirada do fósforo orgânico contido nas algas e bactérias através da saída com o efluente Precipitação de fosfatos em condições de elevado ph

PROJETO E CONSTRUÇÃO DE LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO

LAGOAS ANAERÓBIAS: ASPECTOS CONSTRUTIVOS Seleção da área Serviços ç de topografia Serviços S i de geotecnia Acessórios das lagoas

LAGOAS ANAERÓBIAS: ASPECTOS CONSTRUTIVOS Locação da lagoa Disponibilidade de área Proximidade do SES e corpo receptor Distância de edificações: 500m Obedecer as cotas de inundação Nível do NA e qualidade do solo Ventos: mistura e homogeneização Aquisição e custos

FUNDO DAS LAGOAS k>10-6 m/s: o solo é muito permeável e o fundo deve ser protegido k > 10-7 m/s: alguma infiltração pode ocorrer, mas não o suficiente para impedir o enchimento da lagoa k<10-8 m/s: o fundo da lagoa se impermeabilizará naturalmente k<10-9 m/s: não há risco de contaminação k > 10-9 m/s: se houver utilização da água subterrânea para abastecimento doméstico, estudos hidrogeológicos devem ser efetuados

Detalhe da Entrada

Detalhe da Entrada

Detalhe da Entrada

Detalhe da Entrada

DISPOSITIVO DE ENTRADA

DISPOSITIVO DE ENTRADA

Detalhe da Saída

Detalhe da Saída

Detalhe da Saída

Detalhe da Saída

DISPOSITIVO DE SAÍDA

DEFINIÇÃO DOS TALUDES INTERNOS E EXTERNOS DAS LAGOAS Taludes Internos: Inc. mín. = 1(vertical): 3-6 (horizontal) areia Inc. máx. = 1(vertical): 3 (horizontal) argila Externos: Inc. mín. = 1(vertical): 5-8 (horizontal) areia Inc. máx. = 1(vertical): 2,5 (horizontal) argila

DEFINIÇÃO DO COROAMENTO E BORDA LIVRE Coroamento: 2-4 metros Borda livre: superior a 0,5m

Canteiros Divisores

Drenagem de Águas Pluviais

Proteção dos Taludes

Proteção dos Taludes

CÁLCULOS DAS DIMENSÕES DE FUNDO, NA E CRISTA Cota coroamento Cota NA Cota a meia altura (h/2) Cota de fundo Dimensionamento dimensões a h/2 comprimento do fundo: comprimento h/2 (dec x h) comprimento do NA: comprimento h/2 + (dec x h) comprimento no coroamento: comprimento do NA + (dec x borda livre) largura do fundo: largura h/2 (dec x h) largura do NA: largura h/2 + (dec x h) largura na crista: largura do NA + (dec x borda livre)

PROBLEMAS OPERACIONAIS EM LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO

PROBLEMAS OPERACIONAIS EM LAGOAS ANAERÓBIAS Entre os principais problemas operacionais em lagoas anaeróbias podem ser citados: Remoção de lodo e areia acumulados Odores desagradáveis Aparecimento de moscas e outros insetos Crescimento de vegetação

ACÚMULO DE LODO Sistemas de tratamento t t Freqüência de remoção Tratamento primário Lagoa facultativa Lagoa anaeróbia lagoa facultativa Lagoa aerada facultativa Lagoa aerada mistura completa lagoa de sedimentação Lodos ativados convencional Lodos ativados aeração prolongada Lodos ativados de fluxo intermitente Variável > 20 anos > 10 anos > 10 anos < 5 anos ~ Contínua ~ Contínua ~ Contínua Filtro biológico i de baixa carga ~ Contínua Filtro biológico de alta carga Biodiscos Reator anaeróbio de manta de lodo Fossa séptica filtro anaeróbio ~ Contínua ~ Contínua Meses Meses

ACÚMULO DE LODO 0,03 a 0,10 m3/hab.ano 2 a 8 cm por ano remoção quando camada de lodo atingir 1/3 da altura ou remoção anual sistemática

ACÚMULO DE LODO / AREIA possível operação sem remoção de lodo durante todo o horizonte de projeto areia: pouca quantidade, caso haja boa desarenação; acúmulo próximo à entrada; necessidade de desarenação

ACÚMULO DE LODO / AREIA

ACÚMULO DE LODO / AREIA

TÉCNICAS PARA REMOÇÃO DO LODO Técnicas de remoção com desativação da lagoa Remoção manual Remoção mecânica do lodo (uso de tratores) Raspagem mecanizada e bombeamento Técnicas de remoção com a manutenção da lagoa em funcionamento Sistema de vácuo com caminhão limpa fossa Tubulação de descarga hidráulica Dragagem Bombeamento a partir de balsa

TÉCNICAS PARA REMOÇÃO DO LODO

TÉCNICAS PARA REMOÇÃO DO LODO Filme

ODORES DESAGRADÁVEIS Principais Causas Prevenção/Recuperação Sobrecarga deesgotos Se existir uma lagoa facultativa após a lagoa anaeróbia recircular o líquido da LF para entrada do esgoto na LA Diminuição do ph Corrigir ovalor do ph pela adição de cal Presença de Eliminar a fonte de substâncias tóxicas substâncias tóxicas nos na fonte esgotos Queda brusca da Adição de cal para elevar o ph e assim temperatura dos cessar a fase de fermentação ácida esgotos responsável para produção de H 2 S

PROLIFERAÇÃO DE MOSCAS E OUTROS INSETOS Principais Causas Material gradeado ou areia removida não enterrados convenientemente ou mesmo deixados expostos em algum ponto da área externa da lagoa Crescimento de vegetais no talude interno da lagoa, na parte em que o nível de água está em contato com o talude A origem de grandes quantidades de moscas poderá também ser proveniente da película da escuma e óleo sempre presente nas lagoas anaeróbias, bem como sua disposição inadequada, quando removida Prevenção/Recuperação Havendo grade ou caixa de areia junto à lagoa, o material deverá ser enterrado em valas previamente abertas Os vegetais deverão ser cortados tão logo ocorra o aparecimento dos mesmos. Cuidado para os vegetais não caiam na massa líquida Quando ocorrerem moscas junto às LA, é sempre conveniente revolver, com o auxílio de um rastelo ou jato d água, a camada de material flutuante que cobre as lagoas anaeróbias.