LAGOAS
As lagoas de
estabilização são consideradas como uma das técnicas
mais simples de tratamento de esgotos. Dependendo da área disponível,
topografia do terreno e grau de eficiência desejado, podem ser empregados
os seguintes tipos de sistemas de lagoas de estabilização: Lagoas
facultativas
Sistema
de lagoas anaeróbias seguidas por lagoas facultativas (Sistema Australiano)
Lagoas aeradas
facultativas
Sistema
de lagoas aeradas de mistura completa seguida por lagoas de decantação
Um outro tipo de lagoa empregada no tratamento de esgoto é a lagoa
de maturação. Porém esta tem como objetivo
a remoção de patogênicos ao contrário das demais
citadas que são destinadas a remoção de matéria
orgânica.
As principais vantagens de um sistema de lagoas são a facilidade
de contrução, operação e manutenção
e respectivos custos reduzidos, além da sua satisfatória
resistência a variações de carga. Uma grande desvantagem
é a necessidade de grandes áreas para a construção.(SPERLING,1996)
LAGOAS
FACULTATIVAS
O processo de tratamento por lagoas facultativas é muito simples
e constitui-se unicamente por processos naturais. Estes podem ocorrer em
três zonas da lagoa: zona anaeróbia, zona aeróbia e
zona facultativa.
O efluente entra por uma extremidade da lagoa e sai pela outra. Durante
este caminho, que pode demorar vários dias, o esgoto sofre os processos
que irão resultar em sua purificação. Após
a entrada do efluente na lagoa, a matéria orgânica em suspenção
(DBO particulada) começa a sedimentar formando o lodo de fundo.
Este sofre tratamento anaeróbio na zona anaeróbia da lagoa.
Já a matéria orgânica dissolvida (DBO solúvel)
e a em suspensão de pequenas dimensões (DBO finamente particulada)
permanecem dispersas na massa líquida. Estas sofrerão tratamento
aeróbio nas zonas mais superficiais da lagoa (zona aeróbia).
Nesta zona há necessidade da presença de oxigênio.
Este é fornecido por trocas gasosas da superfície líquida
com a atmosfera e pela fotossíntese realizada pelas algas presentes,
fundamentais ao processo. Para isso há necessidade de suficiente
iluminação solar, portanto, estas lagoas devem ser implantadas
em lugares de baixa nebulosidade e grande radiação solar.
Na zona aeróbia há um equilíbrio entre o consumo e
a produção de oxigênio e gás carbônico.
Enquanto as bactérias produzem gás carbônico e consomem
oxigênio através da respiração, as algas produzem
oxigênio e consomem gás carbônico na realização
da fotossítese. As reações são praticamente
as mesmas com direções opostas:
Fotossíntese:
CO2 + H2O +
Energia Solar ==> Matéria Orgânica
+ O2
Respiração:
Matéria Orgânica + O2
==> CO2 + H2O +Energia
A medida que afasta-se da superfície da lagoa a concentração
de oxigênio diminui devido a menor ocorrência da fotossíntese.
Também durante a noite não há realização
de fotossítese, enquanto que a respiração continua
ocorrendo. Esta zona, onde pode ocorrer ausência ou presença
de oxigênio é denominada zona facultativa. Nela a estabilização
de matéria orgânica ocorre por meio de bactérias facultativas,
que podem sobreviver tanto na ausência quanto na presença
de oxigênio.
As lagoas facultativas dependem da fotossíntese para a produção
de oxigênio, como já foi dito anteriormente. Desta forma,
a eficiência desse tipo de sistema de tratamento depende da disponibilidade
de grandes áreas para que a exposição à luz
solar seja adequada, podendo a chegar a valores de 70 a 90 % de remoção
de DBO. Como a atividade fundamental do processo consiste no desenvolvimento
das algas e estas da presença de luz, as profundidades das lagoas
restringem-se a valores variáveis entre 1,5 e 2,0 m, porém,
com volumes elevados, de forma a permitir a manutenção de
grandes períodos de detenção, em geral de 15 a 20
dias.
Para conhecer exemplos de lagoas facultativas utilizadas para tratar esgotos
sanitários no estado de São Paulo, visite os links Lagoa
Jardim Paulistano I e Lagoa
City Petrópolis.
SISTEMAS
DE LAGOAS ANAERÓBIAS SEGUIDAS POR LAGOAS FACULTATIVAS
(SISTEMA AUSTRALIANO)
Este sistema de tratamento de esgoto constituído por lagoas anaeróbias
seguidas por lagoas facultativas, também conhecido como sistema
australiano.
As lagoas anaeróbias é normalmente profunda,
variando entre 4 a 5 metros. A profundidade tem a finalidade de impedir
que o oxigênio produzido pela camada superficial seja transmitido
às camadas inferiores. Para garantir as condições
de anaerobiose é lançado uma grande quantidade de efluente
por unidade de volume da lagoa. Com isto o consumo de oxigênio será
superior ao reposto pelas camadas superficiais. Como a superfície
da lagoa é pequena comparada com sua profundidade, o oxigênio
produzido pelas algas e o proveniente da reaeração
atmosférica são considerados desprezíveis. No processo
anaeróbio a decomposição da matéria orgânica
gera subprodutos de alto poder energético (biogás) e, desta
forma, a disponibilidade de energia para a reprodução e metabolismo
das bactérias é menor que no processo aeróbio.
A eficiência de remoção de DBO por uma lagoa anaeróbia
é da ordem de 50% a 60%. Como a DBO efluente é ainda elevada,
existe a necessidade de uma outra unidade de tratamento. Neste caso esta
unidade constitui-se de uma lagoa facultativa, porém esta necessitará
de uma área menor devido ao pré-tratamento do esgoto na lagoa
anaeróbia. O sistema lagoa anaeróbia + lagoa facultativa
representa uma economia de cerca de 1/3 da área ocupada por uma
lagoa facultativa trabalhando como unidade única para tratar a mesma
quantidade de esgoto. Devido a presença da lagoa anaeróbia,
maus odores, provenientes da liberação de gás sulfídrico,
podem ocorrer como consequencia de problemas operacionais. Por este motivo
este sistema deve ser localizado em áreas afastadas, longe de bairros
residenciais. (SPERLING,1996)
Para conhecer exemplos de ETEs que utilizam o Sistema Australiano para
tratamento de esgotos sanitários visite os links Lagoa
Jardim Paulistano II e Lagoa
Restinga.
LAGOAS
AERADAS FACULTATIVAS
A principal diferença entre este tipo de sistema e uma lagoa facultativa
convencional é que o oxigênio, ao invés de ser produzido
por fotossíntese realizada pelas algas, é fornecido por aeradores
mecânicos. Estes constituem-se de equipamentos providos de turbinas
rotativas de eixo vertical que causam um grande turbilhonamento na água
através de rotação em grande velocidade. O turbilhonamento
da água facilita a penetração e dissolução
do oxigênio. Tendo em vista a maior introdução de oxigênio
na massa líquida do que é possível numa lagoa facultativa
convencional, há uma redução significativa no volume
necessário para esse tipo de sistema, sendo suficiente um tempo
de detenção hidráulica variando entre 5 a 10
dias, e como consequência, o requesito de área é menor.
O grau de energia introduzido na lagoa através dos aeradores é
suficiente apenas para a obtenção de oxigênio, porém
não é suficiente para a manutenção dos sólidos
em suspensão e bactérias dispersos na massa líquida.
Portanto ocorre sedimentação da matéria orgânica
formando o lodo de fundo que será estabilizado anaerobiamete como
em uma lagoa facultativa convencional.
A lagoa aerada pode ser utilizada quando se deseja um sistema predominantemente
aeróbio e a disponibilidade de área é insuficiente
para a instalação de uma lagoa facultativa convencional.
Devido a introdução de equipamentos eletro-mecânicos
a complexidade e manutenção operacional do sistema é
aumentada, além da necessidade de consumo de energia elétrica.
A lagoa aerada pode também ser uma solução para lagoas
facultativas que operam de forma saturada e não possuem área
suficiente para sua expansão. (SPERLING,1996)
SISTEMAS
DE LAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETA SEGUIDAS POR LAGOAS DE DECANTAÇÃO
O grau de energia introduzido é suficiente para garantir a oxigenação
da lagoa e manter os sólidos em suspensão e a biomassa dispersos
na massa líquida. Devido a isto, o efluente que sai de uma lagoa
aerada de mistura completa, possui uma grande quantidade de sólidos
suspensos e não é adequado para ser lançado
diretamente no corpo receptor. Para que ocorra a sedimentação
e estabilização destes sólidos é necessária
a inclusão de unidade de tratamento complementar, que neste caso,
são as lagoas de decantação.
O tempo de detenção nas lagoas aeradas é da ordem
de 2 a 4 dias e nas lagoas de decantação da ordem de 2 dias.
O acumulo de lodo nas lagoas de decantação é baixo
e sua remoção geralmente é feita com intervalos de
1 a 5 anos. Este sistema ocupa uma menor área que outros sistemas
compostos por lagoas. Os requisitos energéticos são maiores
que os exigidos por outros sistemas compostos por lagoas. (SPERLING,1996)
LAGOAS DE
MATURAÇÃO A
função desta lagoa é a remoção de patogênicos.
Esta é uma alternativa mais barata à outros métodos
como por exemplo a desinfecção por cloração.
(SPERLING,1996)
Para
conhecer um exemplo de ETE que se utiliza de uma lagoa de maturação
para a remoção de patogênicos visite o link Lagoa
Jardim Paulistano II.
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