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Os sistemas de biodiscos são constituídos por vários discos de PVC, onde há a formação de um biofilme. Este processo biológico tem vantagens e desvantagens, como por exemplo: minimizar os problemas de insetos e mau cheiro. Já como desvantagem é que ele tem uma mecânica rigorosa.

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Sistemas extensivos de tratamento de águas residuais; processos biológicos de biomassa suspensa

VANTAGENS: simplicidade de construção, operação e manutenção

DESVANTAGENS: elevada necessidade de área disponível, alta concentração de algas no efluente, mosquitos e odores, perda de água por evaporação

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Profundidade: 0,3 a 0,5 metros

Dióxido de carbono e nutrientes resultantes da oxidação da matéria orgânica são utilizados pelas algas

Lagoas arejadas: profundidade de 2 a 5 metros com arejamento mecânico em flutuadores ou plataformas fixas.

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O que é um leito percolador?

O leito percoladorer é uma estrutura de tratamento biológico, secundário de águas residuais que utiliza o biofilme criado por microorganismos.

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Compostos por discos de PVC ou poliestireno ranhurados, dispostos em eixo rotativo, parcialmente submersos na água à ser tratada.

Nos discos, se forma um biofilme de cerca de 4mm em volta do mesmo, onde a rotação permite a oxigenação e a nutrição dessa membrana, bem como a retirada de excessos orgânicos.

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Zona superficial aeróbia até zona anaeróbia

Profundidade: 1,2 a 2,5 metros;

Objetivo: remoção de carga orgânica

3 zonas:

Aeróbia superficial: transformações idênticas às observadas nas lagoas aeróbias;

Zona intermédia facultativa;

Zona anaeróbia: não há oxigênio disponível e os sólidos sedimentados são degradados em condições de anaerobiose;

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O sistema de lamas ativadas é um processo de tratamento biológico de águas residuais amplamente utilizado em estações de tratamento de esgotos municipais e industriais. 

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Vantagens

Alta eficiência na remoção de matéria orgânica e nutrientes.

Flexibilidade para se adaptar a variações na carga de contaminantes.

Produção de um efluente de alta qualidade adequado para descarte ou reutilização.

Desvantagens

Requer um controle cuidadoso das condições de operação (oxigênio dissolvido, carga orgânica, pH).

Gera lodos secundários que precisam de um destaqueadequado

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O que é o Reator Descontínuo Sequencial (SBR)?

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O que é o Reator Descontínuo Sequencial (SBR)?

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O SBR é um reator de lamas ativadas, criado para operar de forma não estacionária (não fixo).

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1- Anoxia; 2- Enchimento; 3- Reação; 4- Sedimentação; 5- Decantação; 6- Repouso

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1- Enchimento anóxico: a água residual a tratar entra pela parte inferior do reactor, de modo a assegurar a sua distribuição através das lamas sedi- mentadas, promovendo o contacto entre os microrganismos e o substrato. Está fase ocorre, principalmente, na ausência de oxigénio, favorecendo o desenvolvimento de microrganismos com capacidade de sedimentação;

2- Enchimento com arejamento: neste período, providenciam-se concen- trações de oxigénio dissolvido suficientes para assegurar a degradação da matéria orgânica. Pode também ocorrer, nesta fase, a nitrificação. Este período termina quando o volume útil do reactor fica preenchido;

3- Reação: esta fase pode incluir períodos com arejamento para remoção da matéria orgânica e nitrificação e períodos de anoxia, sem arejamento, para desnitrificação e eliminação de matéria orgânica;

4-Sedimentação: nesta fase, o arejamento é interrompido e ocorre a se paração dos sólidos;

5-Decantação: durante este período ocorre a descarga do efluente tratado, sem perturbar as lamas sedimentadas;

6- Repouso: nesta fase poderá proceder-se à purga de biomassa;

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São relevantes para o sucesso do sistema:

• Carga Orgânica
• Tempo de retenção hidráulico
• Grau de submersão dos discos
• Velocidade de rotação dos discos
• Número de estágios do sistema

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Objetivo: dar às águas residuais um tratamento de polimento final, removendo MOs patogênicos e nutrientes

Profundidade: 1 e 1,5 metro

Redução de carga microbiana: combinação de temperatura, libertação de toxinas pelas algas e respiração endógena

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1. O leito percolador consiste em um tanque + um material de suporte, que pode ser brita, plástico, pedra ou qualquer material que proporcione uma grande área de superfície.

2. Sob esse material de suporte cresce o biofilme com posto por bactérias, fungos, protozoários até organismos superiores. Mas, os mais comumente encontrados são as bactérias aeróbicas facultativas, dando destaque para as Achromobacter, Flarobacterium, Pseudomonas e Aucalogenes.

Entrada do Efluente

1. O efluente que já foi tratado previamente com um processo físico removendo sólidos grosseiros, é distribuído uniformemente sobre o leito percolador por um sistema de aspersão que pode ser rotativo ou fixo.

2. Esse afluente vai percolando e entrando em contato com o bioilme.

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Suas principais vantagens são:

Flexibilidade - Isso se deve ao fato de todas as fases do processo ocorrer em um único tanque, sem que haja a necessidade de ocupação de outros equipamentos, economizando assim áreas.

Capacidade de volume - Sua capacidade de volume pode variar dependendo da demanda exigida, ao contrário dos reatores comuns que trabalham com uma capacidade fixa.

Funcionamento com biofilme - Durante o processo acaba surgindo uma película de biofilme no fundo do tanque junto a lama. Esse biofilme tem a capacidade de proteção de microrganismos de choques tóxicos, possibilitando a degradação de químicos resistentes.

Automação - Todo o processo pode ser controlado através de programação dos horários alternados para encher e esvaziar tanque em cada etapa.

Devido a sua flexibilidade, o SBR pode ser utilizado em diferentes produções, como: Purificação de esgoto, produção vinícola, cervejeira, entr

e outros.

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Componentes chaves:

REATOR BIOLÓGICO: É o tanque onde a água residual se mistura com o lodo ativado e onde o ar é fornecido para a atividade microbiana.

SISTEMA DE AERAÇAO: Pode ser feito através de difusores de bolha fina, aeradores mecânicos ou compressores que fornecem o oxigênio necessário.

DECANTADOR SECUNDÁRIO: É um tanque onde o lodo ativado se separa da água tratada por sedimentação.

RERCICULAÇAO DO LODO: Parte do lodo sedimentado no decantador é recirculada ao reator biológico para manter a concentração adequada.

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1. A medida que o efluente percola através do meio de suporte é adsorvida pelo biofilme

2. Os microorganismos no biofilme utilizam a matéria orgânica como fonte de alimente, gerando produtos como

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Os discos costumam ter de 1 à 4m de diâmetro, e os eixos rotativos de 10 à 15m de extensão, rotacionando à uma velocidade de 5rpm, que permite a manutenção do biofilme, bem como o controle da espessura desse material.

Aplicados na remoção de azoto em etapas de desnitrificação-nitrificação.

Para maior rendimento, são aplicados separadores entre os veios, ou em sistemas maiores, sistemas de biodiscos em série.

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Utilizado quando a concentração de sólidos suspensos e matéria orgânica das águas residuais é muito elevada

Profundidade: 2 a 5 metros

Matéria orgânica: removida pela sedimentação de sólidos suspensos e degradação por MOs anaeróbios;

DESVANTAGENS: odores (resultantes do ácido sulfídrico), tempo de retenção hídrica mais longos;

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Aeração

1. Após passar pelo percolador o efluente é coletado no fundo do tanque

2. O efluente pode então passar por um decantado secundário

Recirculação

1. Em muitos sistemas uma parte do Efluente tratado é retornado para o percolador.

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Vantagens e desvantagens de um Leito Percolador

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Vantagens e desvantagens de um Leito Percolador

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Vantagens

Simplicidade operacional.

Baixo custo de manutenção.

Boa resistência a variações de carga orgânica.

Desvantagens

Necessidade de grandes áreas para instalação.

Possibilidade de colmatação (obstrução) do meio de suporte se não houver manutenção adequada.

Dependência de condições ambientais, como temperatura e oxigenação.

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FOTOBIORREATORES

Cultivar microalgas em condições controladas, aumentando a produtividade e a remoção de nutrientes

VANTAGENS: Controle preciso das condições de cultivo, alta eficiência na remoção de nutrientes

DESVANTAGENS: Custo elevado de instalação e operação, necessidade de energia para iluminação

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Reatores de Leito Móvel (MBBR)

1. Utilizam biofilme em portadores móveis dentro de um tanque aerado, combinando as vantagens dos sistemas de biofilme e lodo ativado.

2. Alta eficiência em remoção de poluentes e menor necessidade de espaço​.

Membrane Bioreactors (MBR)

1. Combinam processos biológicos de tratamento com separação física por membranas, oferecendo alta qualidade de efluente tratado e ocupando menos espaço.

2. São particularmente eficientes na remoção de sólidos suspensos, bactérias e alguns tipos de vírus​.

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Para a melhor eficiência dos sistemas em Série, é aconselhado que se varie as condições de cada uma, para uma diferente composição microbiológica, e que assim possa ter maior eficiência na decomposição da matéria orgânica.

As remoções de matéria orgânica devem ocorrer de 3 a 4 etapas.

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Processos Anammox: Utilizam bactérias anaeróbias que oxidam amônia diretamente em nitrogênio gasoso, eliminando a necessidade de oxigênio e reduzindo significativamente os custos operacionais e a produção de lodo.

Reatores de Biopellets: Utilizam partículas granuladas ou pellets que abrigam microrganismos, melhorando a sedimentação e a remoção de nutrientes.

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TECNOLOGIAS DE DESINFECÇÃO

Radiação Ultravioleta (UV): Uso de luz UV para desinfecção do efluente tratado, eliminando patógenos sem a necessidade de produtos químicos.

Ozônio: Aplicação de ozônio para desinfecção e oxidação de compostos orgânicos e inorgânicos no efluente.

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Vantagens:
Redução da área necessária;
Sistema compacto;
Facilidade de escalar;
Podem ser tampados (redução de odores e contato com insetos).
Desvantagens:
Mecânica rigosa;
Montagem complexa;
Altos custos energéticos.

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Biotecnologia e Engenharia Genética: Estão sendo exploradas para criar microrganismos geneticamente modificados que podem degradar poluentes específicos com maior eficiência.

Uso de Microalgas: Pesquisas estão explorando o uso de microalgas em combinação com lamas ativadas para melhorar a remoção de nutrientes e produzir biomassa utilizável como biofertilizante ou biocombustível.

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Anaerobic Membrane Bio-Reactor (AnMBBR)

Definição

1. O AnMBBR é um reator anaeróbio de leito móvel que utiliza biofilme em portadores móveis para tratar águas residuais sem a presença de oxigênio.

Características

1. Ambiente Anaeróbio: Operam em ausência de oxigênio, promovendo processos biológicos anaeróbios.

2. Produção de Biogás: Produz biogás (metano e dióxido de carbono) como subproduto, que pode ser utilizado como fonte de energia.

3. Portadores Móveis: Utiliza mídias móveis (geralmente plásticos) que suportam o crescimento de biofilmes microbianos.

Aplicações

1. Tratamento de águas residuais com alta carga orgânica, como em indústrias alimentícias e de bebidas.

2. Efetivo na redução de DQO (Demanda Química de Oxigênio) e produção de biogás.

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Integração de Tecnologia IoT: Utilização de sensores e dispositivos IoT para monitorar em tempo real parâmetros como pH, oxigênio dissolvido e temperatura, permitindo ajustes automáticos e otimização do processo.
Uso de Materiais Avançados: Incorporação de materiais avançados nos discos, como membranas cerâmicas ou polímeras, que melhoram a aderência de biofilmes e a eficiência de remoção de poluentes.
Sistemas Autolimpantes: Desenvolvimento de sistemas autolimpantes que reduzem a necessidade de manutenção manual e melhoram a eficiência operacional.
Otimização do Design dos Discos: Design aprimorado dos discos para aumentar a área superficial disponível para a formação de biofilmes, promovendo uma maior atividade microbiana e, consequentemente, uma melhor eficiência de tratamento.