Perguntas e respostas sobre os principais aspectos da tecnologia de tratamento intensivo de águas residuais (1)

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Pergunta: No processo CAST, o líquido resultante da desidratação do lodo é direcionado diretamente para a sala de bombeamento de água, o que faz com que os níveis de COD e SS na água de entrada sejam elevados. Isso afeta também a reação de denitrificação nos tanques de tratamento. Como resolver esse problema? Resposta: Trata-se de um problema que é frequentemente negligenciado nas estações de tratamento de águas residuais: o retorno do líquido resultante da desidratação do lodo aos tanques de tratamento biológico, o que afeta negativamente o processo de tratamento biológico. Como são necessários aditivos para a desidratação do lodo, como PAC e PAM, alguns desses aditivos possuem certa toxicidade. Durante a desidratação do lodo, eles podem voltar ao tanque de reação biológica junto com o filtrado. Tratar esses filtrados não representa um problema técnico; o problema está no custo. Se forem utilizados agentes adequados para modificar as propriedades do lodo, e se for controlada a quantidade de produtos químicos aplicados, bem como a quantidade de lodo que entra no equipamento de desidratação, isso não causará grandes impactos no processo de tratamento biológico anterior. Ainda assim, é importante ressaltar que a eficácia na desidratação do lodo depende da gestão de todo o processo de tratamento do lodo, incluindo a gestão dos tanques de concentração do lodo. 2. Pergunta: Como se determina o “tempo de permanência do lodo”? Como ele é controlado? Será que se utiliza a quantidade de lodo removido para determiná-lo, ou será que se usam outros fatores para determinar essa quantidade? Resposta: O tempo de permanência do lodo, o F/M, entre outros, são mais bem considerados parâmetros de projeto do que parâmetros de controle operacional. Em termos de controle do processo, eles servem apenas como parâmetros de referência. Na prática, a quantidade de lodo removido é geralmente controlada com base no valor do MLSS, somado a fatores experientes. Quando o SVI permanece relativamente estável, também é possível usar o SV30 como referência. 3. Pergunta: Nossa fábrica utiliza o processo de tanque de oxidação Carrousel. Às vezes, a concentração de nitrogênio amônico na água de saída é ainda maior do que na água de entrada. A concentração de TP2,5 na água de entrada é de cerca de 2,5 mg/L, enquanto na água de saída ela fica em torno de 0,2 mg/L. Três aeradores estão operando em plena capacidade. Não é possível identificar a causa. O que está acontecendo? Resposta: Só é possível fazer uma análise preliminar com base nas informações que você forneceu. É possível que haja uma grande quantidade de compostos orgânicos nitrogenados nas águas residuais, ou então que o tempo de reação não seja suficiente. Além disso, a taxa de amonificação do nitrogênio orgânico pode ser maior do que a taxa de nitrificação do nitrogênio amônico. Também é possível que haja falta de fósforo, o que afeta a eficiência da remoção do nitrogênio amônico por meio de processos de assimilação. 4. Pergunta: Durante o funcionamento, forma-se uma camada espessa de lodo na superfície do canal de oxidação. Os grânulos de lodo, com tamanho aproximado de 1 mm, têm cor amarelada. Isso causa a formação de grande quantidade de lodo no tanque de decantação secundário. O lodo fica mais claro, e alguns flocos são levados para fora junto com a água. O valor SV30 diminui rapidamente, o que faz com que a eficiência do tratamento seja comprometida. A camada de lodo acumulada acaba se tornando mais fina ou desaparecendo completamente. Repete-se continuamente. Qual é a causa disso e quais são as medidas de controle? Resposta: Isso indica que o lodo perdeu sua atividade, o que faz com que o ESS aumente. Há duas possibilidades: uma é a oxidação do lodo em si; a outra é o envenenamento do lodo. Pelo fenômeno que você descreveu, a primeira possibilidade é a mais provável. É possível determinar a taxa de consumo de oxigênio, ou seja, a razão entre a taxa de consumo de oxigênio endógeno e a taxa de consumo de oxigênio pelo substrato, para que se possam tomar medidas adequadas. 5. Pergunta: Como se controla a seção A do método AB? É feito um retorno contínuo de água para a seção A, a partir de um tanque de sedimentação, com um fluxo igual? Qual deve ser o valor de SV30? Será 5%-10%? Resposta: A razão de retorno para a seção A deve ser um pouco maior, mas também não se pode permitir que o tempo de permanência do lodo no tanque de sedimentação seja muito curto. Embora a seção A tenha como função principal a adsorção, ela também realiza uma certa atividade de biodegradação. A biodegradação ocorre principalmente no tanque de sedimentação; somente ao degradar os materiais orgânicos adsorvidos na superfície do lodo é que sua capacidade de adsorção pode ser restaurada. Deve-se usar o MLSS para o controle; quando o desempenho de sedimentação do lodo é estável, também pode-se utilizar o SV30. A escolha deve ser feita de acordo com as condições reais do sistema. Uma taxa de sedimentação de 5%-10% é muito baixa. 6. Pergunta: Se uma estação de tratamento de esgoto não consegue atingir um bom desempenho após um ou dois anos de funcionamento, será que se deve considerar a possibilidade de recriar as bactérias necessárias para o tratamento? Qual é a diferença entre fazer isso e iniciar o processo de cultivo das bactérias desde o início? Resposta: Não há necessidade de trocar as bactérias! Se as condições de funcionamento permanecerem as mesmas, não haverá diferença alguma, mesmo que se usem espécies bacterianas mais eficazes. Isso só servirá para manter o bom desempenho por um certo período de tempo. O importante é controlar bem as condições de funcionamento. Se houver problemas no projeto da estação, eles devem ser corrigidos imediatamente. 7. Pergunta: Estou fazendo a calibração de efluentes industriais. O processo consiste em hidrólise + anaeróbio + tanque aeróbio 1 + tanque aeróbio 2 + sedimentação. Devido a problemas de instalação, a distribuição do ar nos tanques de aeração não é uniforme (os bocais de aeração são circulares). Em cada local onde há um bocal de aeração, existe algo semelhante a uma fonte que se move para cima e para baixo (com diâmetro de aproximadamente 1 m). Essa distribuição irregular do ar afeta negativamente a eficiência do tratamento? Além disso, observou-se que há pouca camada biológica nos materiais utilizados na área de aeração. Por meio de exames microscópicos, foram encontrados grandes organismos, mas nenhum outro tipo de organismo. A superfície da camada biológica nos materiais é de cor amarelo-claro. Fora da área de aeração, a espessura da camada biológica chega a 3 cm. Pode me explicar isso? Resposta: O que você descreveu não pode ser considerado como distribuição irregular do ar; trata-se de um fenômeno normal. Além disso, você disse que as biomembranas não são muitas. Não sei qual é a quantidade exata. Se as biomembranas cobrirem quase todo o material de preenchimento, já está bom. Porém, se a espessura das biomembranas fora da área de aeração atingir 3 cm, isso indica um acúmulo excessivo de biomembranas, e é preciso tomar medidas, como usar grande volume de ar para lavar a área ou realizar processos de remoção anaeróbica das biomembranas. 8. Pergunta: Gostaria de fazer algumas perguntas sobre tanques de oxidação por contato. (1) Quando o tanque de oxidação por contato é esvaziado, por quanto tempo o lodo presente nos materiais de preenchimento consegue sobreviver? (2) Quando a capacidade de tratamento do tanque de oxidação por contato diminui, é necessário adicionar nutrientes? (3) Quanto à formação de espuma, você acha que usar querosene para eliminá-la é eficaz? Se for eficaz, quanto deve ser utilizado? Respostas: As respostas para as três perguntas são as seguintes: (1) Ao esvaziar o tanque de oxidação por contato, não se trata de saber por quanto tempo o lodo da membrana biológica consegue sobreviver, mas sim de evitar que os materiais de preenchimento fiquem secos e se compactem. Uma vez compactados, torna-se difícil que eles voltem a se expandir quando submersos em água. É preciso evitar que isso aconteça. (2) A redução na capacidade de tratamento do tanque de oxidação por contato deve ser analisada considerando vários fatores. O controle da espessura da membrana biológica é muito importante; uma membrana muito espessa pode afetar negativamente a capacidade de tratamento. Além disso, ao esvaziar o tanque, é preciso fazer isso lentamente, caso contrário, os materiais de preenchimento cobertos por uma grande quantidade de membrana biológica podem desabar ou se deformar. (3) Para eliminar a espuma química, é mais eficaz usar água para borrifar (não se pode usar água diretamente). Eu não concordo com o uso de querosene ou outros métodos para eliminar a espuma. 9. Pergunta: Os valores médios dos parâmetros relacionados à água de entrada, à água de saída e aos tanques biológicos da fábrica, no período de uma semana, são os seguintes:
Água de entrada: BOD: 253; COD: 810; pH: 7,9; SS: 286; Cor: 32 vezes; Nitrogênio amônico: 28; Nitrogênio total: 64; Fósforo total: 6,0.
Água de saída: BOD: 4,8; COD: 74; pH: 8,1; SS: 12; Cor: 8 vezes; Nitrogênio amônico: 7,6; Nitrogênio total: 22,8; Fósforo total: 1,02.
Tanques biológicos: MLSS: 4200; MLVSS: 2340; SV%: 47,2; Índice de lodo: 118,9. O tempo de permanência do lodo é de 35 dias. É utilizado um processo de tratamento com lodo ativado modificado. Atualmente, a quantidade de água de entrada é de aproximadamente 25 mil toneladas por dia (o valor projetado é de 50 mil toneladas). Mais de 80% dessa água é água residual industrial; há também uma pequena quantidade de líquido resultante da decomposição de resíduos, com alta concentração de substâncias poluentes. O processo de tratamento consiste em tanque de aeração e sedimentação – tanque de tratamento biológico posterior – segundo tanque de sedimentação; não há tanques de contato nem de hidrólise. O tanque bioquímico é alimentado com ar por meio de um ventilador, e a oxigenação é feita por discos rotativos em águas profundas. Quando há entrada contínua de água, o teor de oxigênio dissolvido não atinge 1 mg/L. Após a interrupção da entrada de água, o teor de oxigênio dissolvido aumenta gradualmente, atingindo cerca de 4-5 mg/L. O excesso grave de água que entra, juntamente com os defeitos nas estruturas, fez com que a carga nos tanques biológicos fosse muito alta. Além disso, o tanque de concentração de lodo é muito pequeno (180 metros cúbicos), o que faz com que uma parte considerável do lodo excedente volte para a sala de bombeamento de água. Os problemas que estamos enfrentando agora são: (1) Nos tanques de sedimentação secundária, costuma-se encontrar partículas de lodo ativado em suspensão após a entrada da água. Será que o tempo de sedimentação é insuficiente ou será que o lodo não consegue se depositar adequadamente? (2) Em todos os três tanques de sedimentação secundária, foram encontrados vermes vermelhos em grande quantidade. Parece que isso indica que a qualidade da água está boa. Será que isso se deve à alta concentração de lodo, que favorece sua reprodução em grande escala? (3) Às vezes, é possível observar uma fina camada de lodo flutuante nos tanques de sedimentação secundária. Será que isso se deve à baixa capacidade de sedimentação do lodo, à insuficiência de oxigênio no tanque biológico, ou ao retorno inadequado do lodo? (4) Nas placas triangulares dos tanques de sedimentação secundária, é comum que cresçam musgos ou algas. Existe algum método para resolver esse problema? (5) Acho que o lodo já está bastante envelhecido. Seria necessário reduzir o valor de MLSS para entre 3000 e 3500, ou até menos. Isso aumentaria a quantidade de lodo descartado, diminuindo assim o tempo de permanência do lodo no sistema. Isso afetaria negativamente a resistência do tanque biológico aos choques? A qualidade da água saída melhoraria? Resposta: O lodo realmente está um pouco envelhecido, mas não de forma grave. O tempo de permanência do lodo já chegou a 35 dias. Com base nisso, a carga de lodo é inferior a 0,03. É suficiente controlar 2/3 da concentração atual de lodo; deve-se reduzir gradualmente essa concentração. Os dafnis não afetam a água de saída; ao coletar amostras para análise, evite coletar também os dafnis. Também é necessário prestar atenção ao controle da camada de lama no tanque de sedimentação; o musgo e as algas presentes na placa triangular do segundo tanque de sedimentação só podem ser removidos manualmente. 10. Pergunta: Nós utilizamos um processo de tratamento biológico em duas etapas para as águas residuais da indústria petroquímica. Na primeira etapa, é utilizado um tanque de aeração de mistura completa circular; na segunda etapa, é utilizado um tanque de aeração com fluxo forçado. No primeiro estágio, o valor de DO é de 0,2 mg/L, enquanto no segundo estágio esse valor é de 5,0 mg/L. Neste período, o pH da água de entrada no processo biológico de primeiro nível é de 8,0, enquanto o pH da água de saída é de 6,5. Após o processo biológico de segundo nível, o pH fica em 5,78, o que está fora do intervalo aceitável de 6 a 9. O que está causando isso? Resposta: É normal que o valor de DO no primeiro nível seja baixo, devido à alta carga de lodo. A queda do pH no primeiro nível pode ser causada pela acidificação devida à alta carga. Já a queda do pH na água de saída do segundo nível pode ser consequência do consumo de alcalinidade durante a reação de nitrificação. Como você descreveu de maneira muito simples, eu também só posso fazer análises e deduções simplificadas! Continua..