Aeração de Efluentes – Tratamento de Agua com Ar Difuso
Aeração – Ar Difuso e Difusores
Os poucos efluentes e aguas poluídas do passado eram jogados nos cursos de agua onde se processava a depuração desta agua com facilidade. Havia um grande volume de agua limpa e oxigenada disponível que diluía a carga existente. Os microrganismos logo se encarregavam deste alimento inesperado sem interferir com a vida aquatica. O aumento da população e da atividade industrial trouxe volumes de efluentes, esgotos e aguas poluídas em tamanha quantidade que obrigou à construção de estações de tratamento de esgotos para evitar maiores impactos ambientais, mortandade de peixes, mau cheiro e epidemias. Os efluentes e agua poluídas podem ser tratados por via aeróbia, anaeróbia, reatores físico-químicos ou em sistemas combinados. Em geral se usam diferentes grupos de organismos para reduzir a carga orgânica dissolvida na agua sendo utilizada com alimento. A rapidez de redução da carga orgânica na agua em sistemas aeróbios é pelo menos 30 vezes mais rapida, vindo daí o potencial de uso dos sistemas desenvolvidos, mas gera entretanto mais lodo a ser destinado.
Medidas de Poluição
Se o período for de 5 dias chama-se de DBO5. A demanda química de oxigênio (DQO) é outra indicação do oxigênio necessario para oxidar a carga orgânica de um efluente ou agua poluída e define-se como sendo igual ao número de miligramas de oxigênio que um litro da amostra de agua ou efluente absorvera de uma solução acida e quente de dicromato de potassio. Como varias substâncias são oxidadas nestas condições, a DQO é normalmente maior que a DBO. Sua principal vantagem sobre a DBO é que é mais facil e rapida para determinar.
Tratamentos das Aguas Poluídas, Efluentes ou Esgotos
A agua servida, efluente ou esgoto doméstico têm, basicamente, 2 estagios de tratamento: O Tratamento Primario da agua retira os sólidos grosseiros como pedaços de madeira, pedras areia grossa e fina que poderiam danificar os equipamentos da unidade; usa métodos simples como gradagem, peneiras e decantação. No Tratamento Secundario da agua, na sequência do primario, o efluente ou agua filtrada, passa por um tratamento biológico onde a carga orgânica dissolvida entra em contato com microrganismos que a usam como alimento e a decompõem.
Técnicas como a simples de Tratamento de Agua, esgotos e aguas poluídas como disposição em lagoas, filtros biológicos, leitos de contato, Tanque de Lodo Ativado e tanques sépticos servem a este propósito. O Lodo ativado permite o contacto íntimo da matéria orgânica poluidora da agua com os microrganismos por varias horas, em farta presença de oxigênio e agitação.
Cada efluente e agua poluída gera um grupo de microrganismos que se adapta ao meio e ao alimento. Uma bactéria comumente encontrada, a Zoogloea ramigera, sintetiza e secreta um polissacarídeo gel onde outros micróbios e matéria orgânica se aglomeram em flocos de grande atividade metabólica. A este conjunto “bactéria-matéria orgânica” chama-se lodo ativado. Uma propriedade importante do lodo ativado é apresentar afinidade com sólidos em suspensão, incluindo colóides, formando a associação. No processo, uma parte do lodo esta sempre retornando ao tanque de aeração para se misturar com mais cargas de matéria orgânica e, após este tratamento da agua, do tanque de aeração, o efluente ou agua poluída flui para o tanque de decantação, onde o lodo é removido produzindo então um efluente depurado ou uma agua mais limpa sem presença de carga orgânica dissolvida na agua.
A matéria orgânica, de origem animal e vegetal, presente no efluente ou agua poluída é formada de uma combinação de moléculas de carbono e outros elementos com estrutura complexa e variavel. Entre estas substâncias poluidoras de agua citam-se a uréia e a albumina; a uréia, além do carbono contém nitrogênio e, no caso da albumina, também o enxofre. Esta particularidade confere uma decomposição mal cheirosa pela formação do gas acido sulfídrico (H2S), com cheiro de ovo podre, caso se dê em condições anaeróbias.
Após ½ hora de ausência de fornecimento de oxigênio e seu conteúdo caindo abaixo de 0,5 mg/litro, ocorrem condições anaeróbias e produção de odor.
A depuração biológica aeróbica das aguas poluídas se da pela existência natural de microorganismos na natureza e de seu comportamento em relação ao oxigênio, usando-o para formar óxidos estaveis por oxidação ou combustão úmida, gerando gas carbônico (CO2) como resultado da respiração dos microorganismos.
Os produtos formados com a decomposição microbiológica desta poluição da agua são gases, cations e ânions, solúveis e assimilaveis pelas plantas.
Carbono : CO2, CO3¯ , HCO3¯, CH4, C elementar
Nitrogênio: NH4+, NO2¯, NO3¯, N2
Enxofre: S, H2S, SO3-², SO4-², CS2
Fósforo: H2PO4¯
Outros: H2O, O2, H2, H+, K+, Ca+²,Mg+²; H3BO3
Outros métodos complementares de remoção de poluentes são a filtração, adsorção por carbono, destilação, osmose reversa e outros; para o controle das bactérias patogênicas ou Tratamento Terciario, usa-se o cloro, ozônio ou a Desinfecção Ultravioleta antes do efluente ser descarregado no curso d’agua.
Sistema Aeróbico de Tratamento de Agua Poluída
O sistema aeróbico de tratamento de agua poluída, esgotos e efluentes, demanda oxigênio em seu processo de purificação de agua e portanto aeradores de alta eficiência são importantes para redução do consumo de energia elétrica por m3 de agua tratada.
Os difusores de ar para tratamento de agua poluída ARMAX podem ser feitos em diversas dimensões e formatos como tubos e discos. Entretanto todos os tipos de difusores têm eficiência semelhante em termos de quantidade de oxigênio dissolvido em relação à quantidade de ar fornecido por KWH.Todos têm sistemas de fixação semelhante dependendo apenas do projetista e do conceito de projeto para o tratamento de agua especifico.
Uma unidade difusora ou gaiola de aeração é formada por 4, 6 e 8 tubos difusores (500 litros a 1000 litros ar /minuto), tem um sistema de lastro próprio e não necessita de ancoragem de fundo. São facilmente retiraveis do tanque de aeração em caso de manutenção.
Sistemas de Aeração de Tanques para Tratamento com Agua poluídas
Recobrimento de Fundo
É talvez a mais comum e tradicional das instalações para tratamento de agua poluída, esgotos e efluentes. Os difusores são colocados a distâncias mínimas de 30 cm e a 30 cm ou menos do fundo de pendendo da quantidade de carga orgânica dissolvida em dado efluente ou esgoto a tratar.
Localização Lateral
Neste sistema de tratamento de agua, observa um movimento de agua ascendente nas laterais da lagoa que se dirige ao centro e então mergulha para o fundo. A inércia do movimento é excelente, tanques de 4000 m3 podem girar a cada 2-3 minutos com um suprimento de ar de 200 m3/hora e com um soprador de 11 KW. Este arranjo dos difusores faz aumentar a eficiência da aeração e pelo fato de estar localizado na lateral é mais facil a manutenção. É hoje o sistema mais adotado em grandes sistemas de tratamento de agua de esgotos e efluentes diversos.
Dimensionamento da Quantidade de Difusores para Tratamento de Agua Poluída, Esgotos e Efluentes
O dimensionamento da necessidade de ar, numero de difusores e tamanho de compressor para o tratamento de agua específico, depende da demanda de oxigênio do efluente (DBO), da quantidade de agua, da capacidade de dissolução da agua e tempo de detenção hidraulico. Na pratica se usa a Demanda Química de Oxigênio (DQO) para calcular a quantidade de oxigênio que suprira as necessidades para as atividades das bactérias que farão o tratamento da agua.
Exemplo de dimensionamento da Quantidade de ar para tratamento de Agua
Demanda Química de Oxigênio (DQO) do Efluente: 5000 mg/l
Volume do Efluente: 100 m3/dia Total DQO: 500 kg/dia.
Cada aerador ARMAX 60/6 produz 100 litros ar/minuto ou 144 m3/dia ou 8,5 Kg O2/dia. Colocados a 2-5 m de profundidade e calculando em 12% de absorção de O2 contido no ar, pela agua, significa 1,0 kg de O2 absorvido por dia a uma dada temperatura. Calculando uma relação de oxidação de 1:1 (oxigênio e matéria orgânica carbonacea), serão necessarios 500 difusores e um volume de ar da ordem de 600 m3 de ar/hora. A demanda efetiva de oxigênio podera ser maior dependendo da química da agua, presença de amônia, manutenção dos níveis de O2 na agua, temperatura, altitude do lugar, etc.. A oxigenação pode ser usada em outras areas da atividade humana para remediar e sustentar outros ambientes, a aqüicultura é um exemplo.
Lodo Ativado no Tratamento de Agua com Aeração Por Ar Difuso – Difusores
No sistema de tratamento de agua, Lodo Ativado e outros sistemas aeróbios com microrganismos em suspensão ou imobilizados a carga orgânica é oxidada biologicamente e transformada em CO2 e H2O, na presença de O2.
Parte dos organismos produzidos é sedimentada na sequência e reciclada de volta ao tanque de aeração onde continuara a se multiplicar e a controlar a carga orgânica. O lodo ativado tem uma TDH (tempo de detenção hidraulico) de 4 a 8 horas (alta taxa) e no caso de uma aeração estendida (24 horas), alem da redução de DBO, reduz a concentração de NH4-N para níveis menores de 1 ppm em temperatura acima de 13 ° C.
A aeração é feita com difusores de ar difuso com a possibilidade de bolha fina e ou bolha média
O sistema de tratamento de agua poluída, esgoto ou efluentes por lodo ativado gera lodo exigindo sistemas de secagem e descarte. Processo de alta taxa de tratamento de agua alcança remoção de DBO de 80 a 90 % e de 10 a 20 % de NH4-N, aumentando o tempo de aeração, a remoção de nitrogênio na forma amoniacal é quase totalmente transformada em Nitrato (NO3).
Aeração – Primeiro passo para Tratamento de Agua de Subsolo
A aeração, desgaseificação ou troca de gases, é a primeira operação quando se trata de tratamento de agua potavel retirada de subsolo e tem o objetivo de introduzir oxigênio (O2) para remoção de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), gas sulfídrico (H2S), nitrogênio (N2) e hidrocarbonetos volateis. O ar difuso com micro bolhas injetadas na base do tanque rapidamente processa a aeração e o Tratamento de Agua Poluída.
Modelos de Difusores de Ar para Tratamento de Agua
Desempenho dos Difusores Ar-Max x Capacidade de Transferência
de Oxigênio para a agua em função da profundidade do difusor.
