Lodo Ativado: Conceitos e Processos Fundamentais

Simbologia e Definições

• So: Concentração de substrato ou DBO afluente
• S: Concentração de substrato ou DBO efluente
• X: Concentração de sólidos em suspensão no reator
• Xo: Concentração de sólidos em suspensão afluente
• Xe: Concentração de sólidos em suspensão efluente
• QR: Vazão de recirculação
• Qex: Vazão de lodo excedente
• XR: Concentração de sólidos em suspensão no lodo recirculado

O que é Lodo Ativado?

É uma forma de tratamento aeróbio, onde o crescimento dos microrganismos ocorre em suspensão na massa líquida e há alta retenção de biomassa. O esgoto entra no reator biológico (tanque de aeração), onde há introdução de oxigênio. Tendo condições favoráveis, ocorre a produção de compostos coloidais, formando flocos. Os flocos são mantidos em suspensão e mistura. No interior dos flocos, ocorre a oxidação da matéria orgânica (M.O.). A expressão "lodo ativado" vem da recirculação contínua, por bombeamento, do lodo sedimentado para o reator biológico.

Por que Recircular o Lodo?

Esse recurso leva ao aumento da massa de células ativas (sólidos suspensos voláteis - SSV) no tanque de aeração e, por consequência, a um aumento da sua capacidade de carregamento. Isso ocorre porque os processos bioquímicos se dão pela razão alimento/microrganismo (A/M).

Lodo em Excesso

O lodo em excesso é decorrente do alto crescimento celular no processo.

Idade do Lodo

O controle da idade do lodo é importante para que o tratamento se torne mais compacto e adequado para grandes vazões.

Modelo de Van Handel: Processos Básicos

Este modelo descreve o comportamento básico do lodo ativado. Admite-se que os seguintes processos podem ocorrer quando o material orgânico de uma água residuária entra em contato com o lodo ativado em um ambiente aeróbio:

Metabolismo

No metabolismo, o material biodegradável do afluente é removido da fase líquida e metabolizado pelo lodo. Isso resulta na incorporação de parte do material biodegradável (anabolismo), enquanto o restante é oxidado (catabolismo). O anabolismo leva a um aumento da massa de lodo ativado, e o catabolismo ao consumo de O₂.

Decaimento

O decaimento ocorre independentemente dos processos metabólicos. Parte do lodo ativado decaído é oxidada para substâncias inorgânicas, enquanto o restante permanece como resíduos endógenos.

Biofloculação

Na biofloculação, o material particulado e não biodegradável do afluente não é afetado pela atividade do lodo, mas é removido fisicamente da fase líquida pela floculação. O material floculado constitui o lodo inerte.