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Aeração 2017-10-10T18:58:30+00:00

Aeração de Efluentes – Tratamento de Água com Ar Difuso

Aeração – Ar Difuso e Difusores

Os poucos efluentes e águas poluídas do passado eram jogados nos cursos de água onde se processava a depuração desta água com facilidade. Havia um grande volume de água limpa e oxigenada disponível que diluía a carga existente. Os microorganismos logo se encarregavam deste alimento inesperado sem interferir com a vida aquática. O aumento da população e da atividade industrial trouxe volumes de efluentes, esgotos e águas 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 água 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 água sendo utilizada com alimento. A rapidez de redução da carga orgânica na água em sistemas aeróbios é pelo menos 30 vezes mais rápida, 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 necessário para oxidar a carga orgânica de um efluente ou água poluída e define-se como sendo igual ao número de miligramas de oxigênio que um litro da amostra de água ou efluente absorverá de uma solução ácida e quente de dicromato de potássio. Como várias substâncias são oxidadas nestas condições, a DQO é normalmente maior que a DBO. Sua principal vantagem sobre a DBO é que é mais fácil e rápida para determinar.

Tratamentos das Águas Poluídas, Efluentes ou Esgotos

A água servida, efluente ou esgoto doméstico têm, basicamente, 2 estágios de tratamento: O Tratamento Primário da água 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 Secundário da água, na seqüência do primário, o efluente ou água filtrada, passa por um tratamento biológico onde a carga orgânica dissolvida entra em contato com microorganismos que a usam como alimento e a decompõem.

Técnicas como a simples de Tratamento de Água, esgotos e águas 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 água com os microorganismos por várias horas, em farta presença de oxigênio e agitação.

Cada efluente e água 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 água, do tanque de aeração, o efluente ou água poluída flui para o tanque de decantação, onde o lodo é removido produzindo então um efluente depurado ou uma água mais limpa sem presença de carga orgânica dissolvida na água.

A matéria orgânica, de origem animal e vegetal, presente no efluente ou água poluída é formada de uma combinação de moléculas de carbono e outros elementos com estrutura complexa e variável. Entre estas substâncias poluidoras de água 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 gás ácido 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 águas poluídas se da pela existência natural de microorganismos na natureza e de seu comportamento em relação ao oxigênio, usando-o para formar óxidos estáveis por oxidação ou combustão úmida, gerando gás carbônico (CO2) como resultado da respiração dos microorganismos.

Os produtos formados com a decomposição microbiológica desta poluição da água são gases, cátions e ânions, solúveis e assimiláveis 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 Terciário, usa-se o cloro, ozônio ou a Desinfecção Ultravioleta antes do efluente ser descarregado no curso d’água.

Sistema Aeróbico de Tratamento de Água Poluída

O sistema aeróbico de tratamento de água poluída, esgotos e efluentes, demanda oxigênio em seu processo de purificação de água e portanto aeradores de alta eficiência são importantes para redução do consumo de energia elétrica por m3 de água tratada.

Os difusores de ar para tratamento de água 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 água 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 retiráveis do tanque de aeração em caso de manutenção.

Sistemas de Aeração de Tanques para Tratamento com Água poluídas

Recobrimento de Fundo
É talvez a mais comum e tradicional das instalações para tratamento de água 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 água, observa um movimento de água 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 fácil a manutenção. É hoje o sistema mais adotado em grandes sistemas de tratamento de água de esgotos e efluentes diversos.

Dimensionamento da Quantidade de Difusores para Tratamento de Água Poluída, Esgotos e Efluentes

O dimensionamento da necessidade de ar, numero de difusores e tamanho de compressor para o tratamento de água específico, depende da demanda de oxigênio do efluente (DBO), da quantidade de água, da capacidade de dissolução da água e tempo de detenção hidráulico. Na prática se usa a Demanda Química de Oxigênio (DQO) para calcular a quantidade de oxigênio que suprirá as necessidades para as atividades das bactérias que farão o tratamento da água.

Exemplo de dimensionamento da Quantidade de ar para tratamento de Água

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 água, 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 carbonácea), serão necessários 500 difusores e um volume de ar da ordem de 600 m3 de ar/hora. A demanda efetiva de oxigênio poderá ser maior dependendo da química da água, presença de amônia, manutenção dos níveis de O2 na água, temperatura, altitude do lugar, etc.. A oxigenação pode ser usada em outras áreas da atividade humana para remediar e sustentar outros ambientes, a aqüicultura é um exemplo.

Lodo Ativado no Tratamento de Água com Aeração Por Ar Difuso – Difusores

No sistema de tratamento de água Lodo Ativado e outros sistemas aeróbio com microorganismos 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 seqüência e reciclada de volta ao tanque de aeração onde continuará a se multiplicar e a controlar a carga orgânica. O lodo ativado tem uma TDH (tempo de detenção hidráulico) 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 água poluída, esgoto ou efluentes por lodo ativado gera lodo exigindo sistemas de secagem e descarte. Processo de alta taxa de tratamento de água 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 Água de Subsolo

A aeração, desgaseificação ou troca de gases, é a primeira operação quando se trata de tratamento de água potável retirada de subsolo e tem o objetivo de introduzir oxigênio (O2) para remoção de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), gás sulfídrico (H2S), nitrogênio (N2) e hidrocarbonetos voláteis. O ar difuso com micro bolhas injetadas na base do tanque rapidamente processa a aeração e o Tratamento de Água Poluída.

Modelos de Difusores de Ar para Tratamento de Água

Desempenho dos Difusores Ar-Max x Capacidade de Transferência
de Oxigênio para a água em função da profundidade do difusor.