Soluções para o excesso de matéria orgânica
Deficiência ou Excesso de Nutrientes
No tratamento de águas residuais, o crescimento e o metabolismo dos microrganismos dependem de nutrientes como o nitrogênio e o fósforo. Em condições normais, estas necessidades nutricionais são satisfeitas. No entanto, quando as águas residuais industriais representam uma grande proporção do afluente, os rácios de carbono, azoto e fósforo podem diferir dos das águas residuais domésticas, conduzindo a um desequilíbrio.
A relação C:N:P ideal é100:5:1para apoiar o crescimento e metabolismo microbiano ideal. Quando o carbono é insuficiente, devem ser adicionadas fontes de carbono facilmente biodegradáveis. Se o nitrogênio for insuficiente, fontes inorgânicas de nitrogênio, como sais de amônio, podem ser complementadas. Quando o fósforo é insuficiente, pode-se adicionar ácido fosfórico ou sais de fosfato para restaurar o equilíbrio.
Valor de pH anormal
O pH é um parâmetro chave que afeta a eficiência do tratamento de águas residuais. Em processos de tratamento biológico aeróbio, a faixa ideal de pH é normalmente6.5–7.5.
Se o pH cair abaixo desta faixa, isso pode resultar da produção de substâncias ácidas durante a fermentação anaeróbica ou da descarga de águas residuais industriais ácidas. Nesses casos, o pH deve ser ajustado pela adição de produtos químicos como o hidróxido de sódio, embora isso aumente os custos operacionais. Flutuações repentinas de pH são frequentemente causadas por descargas industriais intermitentes.
Alto teor de óleo
O alto teor de óleo afeta negativamente o tratamento de águas residuais. Por um lado, o óleo reduz a eficiência da aeração porque o oxigênio não se dissolve facilmente no óleo, levando a uma transferência insuficiente de oxigênio. Por outro lado, o óleo prejudica o desempenho de sedimentação do lodo, podendo causar amontoamento do lodo e aumento de sólidos suspensos (SS) no efluente.
Para resolver este problema, unidades de pré-tratamento, como separadores de óleo ou sistemas de flotação por ar dissolvido (DAF), devem ser instaladas para remover o óleo antes do tratamento biológico.
Influência da temperatura
A temperatura é um fator crítico que afeta a eficiência do tratamento, pois influencia diretamente a atividade microbiana e o metabolismo. Geralmente, os microrganismos têm um desempenho ideal dentro de uma faixa de temperatura de15–30 graus.
A temperatura também afeta a sedimentação do lodo nos clarificadores secundários e a eficiência da aeração. No inverno, quando as temperaturas são baixas, devem ser tomadas medidas para manter ou aumentar a temperatura da água ou melhorar as condições microbianas. No verão, podem ser necessárias taxas de arejamento mais elevadas para evitar a deterioração da qualidade da água devido à reduzida solubilidade do oxigénio.
Fósforo Total Excedendo os Padrões
Temperatura
Organismos-acumuladores de polifosfato (PAOs) crescem mais lentamente em baixas temperaturas. A remoção biológica de fósforo tem melhor desempenho em temperaturas acima10 graus. Portanto, a temperatura do reator deve ser mantida dentro de uma faixa apropriada para garantir a atividade estável do PAO.
Valor de pH
O pH é um fator importante na remoção biológica do fósforo. A faixa ideal é6.5–8.0. O pH baixo inibe a liberação de fósforo, enquanto o pH alto aumenta ligeiramente a absorção de fósforo. Manter um pH estável é essencial para a atividade da PAO.
Oxigênio Dissolvido (DO)
O oxigênio dissolvido afeta significativamente o metabolismo da PAO. Na zona anaeróbica, o OD deve ser mantido abaixo0,3mg/Lpara preservar as condições anaeróbicas. Na zona aeróbica, o DO deve ser pelo menos2mg/Lpara garantir a absorção suficiente de fósforo.
Nitrato Nitrogênio no Tanque Anaeróbico
O nitrato inibe a liberação e absorção de fósforo pelos PAOs. Portanto, a concentração de nitrato na zona anaeróbica deve ser controlada abaixo1,5mg/L.
Idade do Lodo (SRT)
A idade do lodo é um parâmetro chave que afeta o crescimento do PAO. Uma idade mais curta do lodo favorece a remoção do fósforo; no entanto, a idade excessivamente curta das lamas pode ter um impacto negativo na remoção de azoto, uma vez que as bactérias nitrificantes requerem tempos de retenção mais longos.
Relação COD/TP
A relação DQO/TP reflete a disponibilidade de substrato para PAOs. Para garantir energia suficiente para a remoção de fósforo, DQO/TP deve ser maior que15. Se for muito baixo, a eficiência de remoção de fósforo diminuirá.
COD facilmente biodegradável
Refere-se à matéria orgânica que pode ser facilmente utilizada pelos PAOs. Suporta a liberação de fósforo em condições anaeróbicas e aumenta a absorção de fósforo durante a fase aeróbica. O aumento do DQO prontamente biodegradável no afluente melhora o desempenho de remoção de fósforo.
Glicogênio
O glicogênio serve como fonte de energia interna para PAOs. A aeração excessiva pode esgotar as reservas de glicogênio, reduzindo a eficiência da remoção de fósforo. Portanto, a aeração deve ser cuidadosamente controlada.
Tempo de Retenção Hidráulica (TRH)
Na fase anaeróbica, a TRH deve ser suficiente para permitir a liberação completa do fósforo. No entanto, um TRH excessivamente longo pode deteriorar o desempenho de sedimentação do lodo e reduzir a eficiência geral.
Taxa de recirculação (R)
A taxa de recirculação refere-se ao fluxo de lodo de retorno em relação ao fluxo influente. Uma proporção baixa pode causar acúmulo de lodo no clarificador secundário, afetando a liberação de fósforo. Uma proporção elevada aumenta o consumo de energia e pode reduzir a eficiência do sistema.
Um intervalo apropriado (por exemplo,50–70%) deve ser mantido.
Sólidos Suspensos Excedendo os Padrões
Parâmetros do tanque de decantação secundário
O projeto e a operação dos clarificadores secundários afetam diretamente a remoção de sólidos em suspensão. Tempo de retenção hidráulica (HRT) insuficiente resulta em sedimentação incompleta. Carga superficial excessiva ou carga de sólidos também reduz a eficiência de sedimentação.
Soluções:
Aumentar a TRH para3–4 horas
Controlar o carregamento superficial dentro0.6–1.2 m³/(m²·h)
Mantenha o carregamento de sólidos abaixo150 kg MLSS/(m²·d)
Qualidade de Lodo Ativado
As características do lodo-incluindo capacidade de adsorção, atividade biológica, sedimentação e desempenho de espessamento-afetam diretamente a remoção de SS. A má qualidade do lodo leva à má qualidade do efluente.
Soluções:
Otimize as condições operacionais (temperatura, OD, nutrientes)
Melhorar o retorno de lodo e o controle de lodo residual
Manter a idade adequada do lodo
SS e DBO₅ influentes
SS e DBO₅ altamente influentes aumentam a carga de lodo, afetam a proporção de MLVSS e podem causar envelhecimento do lodo, levando a uma remoção deficiente de SS.
Soluções:
Fortalecer o controle de origem upstream
Reduzir a carga poluente influente
Substâncias Tóxicas
Compostos tóxicos como ácidos fortes, álcalis e metais pesados inibem a atividade microbiana e danificam as estruturas celulares, reduzindo a eficiência do tratamento.
Soluções:
Implementar um controle rigoroso de descarga industrial
Introduzir processos de pré-tratamento para remover substâncias tóxicas
Efeitos da temperatura
A temperatura influencia significativamente a atividade microbiana e o desempenho de sedimentação. A atividade microbiana ideal ocorre em20–30 graus. Fora desta faixa, a eficiência do tratamento diminui.
Soluções:
Aplicar medidas de aquecimento em condições frias
Otimize o design do clarificador para minimizar o impacto da temperatura