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Tratamento de efluentes – David Charles Meissner – Tipos de Tratamentos Primários – Parte 2

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Tratamento de efluentes – David Charles Meissner – Tipos de Tratamentos Primários – Parte 2

Introdução

06/04/2016 – Neste trabalho pretende-se apresentar algumas ideias para que o leitor possa obter um melhor entendimento sobre os diversos tipos e processo de tratamentos primários de efluentes brutos.

Na parte 1 foram tratados os seguintes assuntos:

  1. Algumas definições e conceitos básicos;
  2. Gradeamento: Como são os equipamentos e por quê são necessários.
  3. Clarificadores e Decantadores Primários: Tipos e funcionamento;

Nesta parte 2 serão tratados os seguintes assuntos:

  1. Alguns problemas com clarificadores primários
  2. Equalização: Uma tabela com aspectos positivos e negativos – quando e porque é preciso implantar lagoas de emergências;
  3. Alguns problemas que podem ser causados por uma equalização inadequada do efluente bruto.

1.      Alguns problemas com clarificadores primários

Na primeira parte deste trabalho foram listados certos fatores e aspectos importantes relacionados ao projeto, instalação e operação de um clarificador primário de efluente bruto. Aqui, pretende-se tratar, ainda que de forma sintética sobre alguns problemas operacionais que poderiam surgir durante o processo de tratamento primário do efluente bruto.

  • Travamento das pontes removedoras devida às sobrecargas de sólidos ou paradas elétricos: Operacionalmente, toda precaução é necessária para evitar o travamento das pontes removedoras de sólidos dos clarificadores, pois se ocorrer o travamento, o trabalho de manutenção e limpeza se torna ainda mais dispendioso e difícil;
  • Controle da concentração de sólidos retirados do clarificador primário: Normalmente, a operação na remoção dos sólidos do fundo dos clarificadores primários é uma operação que pode ser efetivada com bastante flexibilidade. Essa flexibilidade decorre em razão de diversos fatores. O primeiro fator a se observar refere-se à quantidade dos sólidos contidos no efluente bruto, que pode variar bastante. Além deste fator, observa-se que a taxa sedimentação e de acúmulo dos sólidos no fundo dos clarificadores, também pode variar. E, finalmente, observa-se que à taxa de retirada dos sólidos dos clarificadores pode variar, conforme as limitações dos equipamentos de desaguamento dos sólidos primários.

Além das variações operacionais apontadas acima, existe a demanda operacional de maximizar a consistência (% sólidos secos) no fluxo da suspensão dos sólidos retirado do clarificador. Este valor, normalmente varia entre 2 – 3%, e ele normalmente é projetado para se adequar à alimentação dos equipamentos de desaguamento dos sólidos. Estes equipamentos (prensas de rosca ou “screw press”) funcionam da forma a permitir que quanto mais concentrado seja o fluxo dos sólidos na sua entrada, mais seco os sólidos sairão dos equipamentos de desaguamento. Dependendo do tipo do equipamento, esse valor pode variar entre 35 e 45%, ou mais. Por razões operacionais, ambientais e de custos, é desejável produzir estes sólidos finais o mais seco possível. Portanto, voltando ao fator relacionado à concentração de sólidos adensados no fluxo da saída do clarificador, observa-se que não é interessante operar com valores de concentração de sólidos fora dos limites do projeto na saída do clarificador.

Vale ressaltar o fato de que se os clarificadores operarem com muito sólidos no seu fundo, além de gerar gastos e estresses mecânicos nas bombas, raspadores e ponte, limita-se a flexibilidade e tempo de manobra, no caso de restrições devido à manutenção de todos os equipamentos (tanto do clarificador ou das prensas).

  • Quebra da tração da ponte removedora: os cuidados com manutenção de forma preventiva destas peças são imprescindíveis. Estes cuidados são independentes do tipo da tração e do projeto da ponte removedora. Nos casos de postergar a manutenção, corre-se o risco de travar a ponte e/ou o sistema de remoção dos sólidos no fundo do clarificador, o que acabará por criar ainda mais problemas como já mencionados acima;

2.     Equalização: Opções

tabela david abril 16

3.     Alguns problemas que podem ser causados por uma equalização inadequada do efluente bruto

  • Choques de cargas excessivas hidráulicas volumétricas na entrada da torre de resfriamento e na fase do tratamento biológico.

Como foi destacado pelo autor em um trabalho anterior:

“Existem duas situações operacionais principais, que podem criar problemas em relação às variações das cargas hidráulicas ….”

“Como explicado anteriormente, cargas hidráulicas volumétricas excessivas implicam em tempos de retenção hidráulicas reduzidas. Assim, além de causar uma redução na eficiência da remoção dos poluentes dentro do efluente (DBO5 e DQO), a qualidade do lodo também será reduzida. O lodo tenderá ser mais “fofo” e menos compacto, com um IVL mais alto. Essa situação, acoplada ao próprio aumento da vazão, criará muitas dificuldades na manutenção de uma quantidade de biomassa (sólidos) suficiente dentro dos tanques de aeração. Também, os clarificadores secundários não serão capazes de adensar o lodo adequadamente. Finalmente, haverá um aumento de sólidos suspensos no efluente tratado e dificuldades no desaguamento do excesso de lodo gerado. O controle operacional da estação de tratamento de efluentes será perdido”.

“A segunda situação é menos importante, e ela ocorre com menor frequência. Essa situação acontece quando as quantidades das cargas hidráulicas são menores do que os valores considerados no projeto original da ETE. Essa situação normalmente não é acompanhada com picos (variações na vazão), e frequentemente ocorre durante paradas prolongadas das áreas produtivas”[1].

  • Choques de cargas excessivas da DBO5 e DQO na fase do tratamento biológico.

Como foi destacado pelo autor em um trabalho anterior:

“……. Em um tanque de aeração, o volume é fixo, portanto, é limitada a carga hidráulica do tanque de aeração. Em decorrência deste fato, também o tempo de residência e de depuração das cargas poluidoras são limitados. Quando uma carga poluidora entrar em um tanque de aeração muito maior do que os limites definidos pelo projeto, não haverá tempo suficiente para que ela possa ser removida”.

“Ainda é muito importante destacar que existe outro aspecto similar, a questão apresentada acima que diz respeito à limitação no volume do tanque de aeração. No desenvolvimento e implantação de um projeto, a quantidade de ar disponível para misturar e agir com o efluente e com a carga poluente, também é limitado a um valor máximo. Portanto, a quantidade de oxigênio disponível para depuração das cargas, também é limitada”.

“Nas situações onde ocorrem excessos de cargas poluidoras entrando no tanque de aeração, observa-se que além da massa biológica não ter tempo suficiente de depurar as cargas, também faltará oxigênio”.

“Essas condições limitantes permitem que se desenvolvam tipos de bactérias anormais e que vão alterar a qualidade física da biomassa, ou do lodo. Mesmo que as variações das cargas em excesso sejam de curta e transitória duração, elas dificultam manter a quantidade da carga final em um nível aceitável. Nessa situação podem ocorrer alterações na qualidade da biomassa que criariam sérias dificuldades no controle de sólidos dentro da fase de tratamento biológico da ETE, e até na quantidade de sólidos suspensos no efluente tratado”[2].

  • Choques de cargas excessivas na temperatura da entrada da torre de resfriamento e na fase do tratamento biológico.

Como foi destacado pelo autor em um trabalho anterior:

“Na operação diária de uma estação de tratamento de efluentes, particularmente em uma fábrica de celulose, é possível identificar duas razões principais que impõem a necessidade de controlar a temperatura do efluente”.

“A razão mais óbvia refere-se ao fato de que a vida e crescimento das bactérias no tratamento secundário são sensíveis às variações de temperatura. O ser humano somente sobrevive em uma determinada faixa de temperatura. Nós, como homens sapiens, morremos se a temperatura ambiental se tornar alta ou baixa demais, por um tempo prolongado. As bactérias e a vida em geral que existem em uma estação de tratamento também se encontram sujeitas a limitações similares. …..”

“Outra razão de percepção mais difícil para entender a necessidade de controlar a temperatura do efluente refere-se aos aspectos de corrosão e incrustação que se encontram na ETE”[3].

  • Dificuldades no controle do pH na entrada da torre de resfriamento e a fase do tratamento biológico.

Como foi destacado pelo autor em um trabalho anterior:

“Na operação diária de uma estação de tratamento de efluentes, particularmente numa fábrica de celulose, é possível identificar duas razões principais que impõe a necessidade de controlar o pH do efluente”

  1. “A razão mais óbvia é que a vida e o crescimento das bactérias no tratamento secundário são muito sensíveis a variações de pH. A vida comum que conhecemos somente existe numa faixa estreita e perto da neutralidade.[4] “A faixa ideal do pH no sangue humano está entre 7,36 e 7,42. ”[5] A mesma faixa é aplicável para as estações de tratamentos biológicos. Portanto, o ideal seria manter o pH controlado nessa faixa para permitir o crescimento das bactérias nos tanques de aeração. Assim, essas bactérias e a flora biológica vão se alimentar e crescer utilizando a carga orgânica que entra nas estações de tratamento. ”
  2. “Outra razão é mais difícil de perceber do que no item anterior, pois ela está relacionada aos aspectos ligados a corrosão e incrustação dentro da estação” [6].

4.     CONCLUSÕES

Nesta parte 2 foram tratados assuntos referentes:

  1. Alguns problemas com clarificadores primários;
  2. Equalização: Uma tabela com aspectos positivos e negativos – quando e porque é preciso implantar lagoas de emergências;
  3. Alguns problemas que podem ser causados por uma equalização inadequada do efluente bruto.

Os próximos trabalhos abordarão os tipos de tratamento secundários de efluentes.

[1] http://celuloseonline.com.br/tratamento-de-efluentes-david-charles-meissner-a-importancia-de-monitorar-e-controlar-as-concentracoes-e-quantidades-das-cargas-parte-2/ Acessado em 18/03/2016.

[2] http://celuloseonline.com.br/tratamento-de-efluentes-david-charles-meissner-a-importancia-de-monitorar-e-controlar-as-concentracoes-e-quantidades-das-cargas-parte-2/ Acessado em 18/03/2016.

[3] http://celuloseonline.com.br/tratamento-de-efluentes-david-charles-meissner-a-importancia-de-controlar-a-temperatura-no-tratamento-de-efluentes-2/ Acessado em 18/03/2016.

[4] http://www.cetesb.sp.gov.br/userfiles/file/agua/aguas-superficiais/aguas-interiores/variaveis/aguas/variaveis_quimicas/potencial_hidrogenionico.pdf. Acessado em 25/03/2015.

[5] http://somostodosum.ig.com.br/conteudo/c.asp?id=3548. Acessado em 07/04/2015

[6] http://celuloseonline.com.br/tratamento-de-efluentes-david-charles-meissner-a-importancia-de-controlar-a-temperatura-no-tratamento-de-efluentes-2/ Acessado em 18/03/2016.

 

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Sobre o Autor
David Meissner - Trat. Efluentes
David Meissner - Trat. Efluentes
É dono da empresa DCMEvergreen Environmental Consulting Services. É formado em Química na Michigan State University, East Lansing, (Mi USA) e Mestrado em Química Orgânica pelo ITA-CTA, São José dos Campos (SP Brasil).
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