Desempenho de um reator aeróbio de leito fluidizado no tratamento de esgoto sanitário

Abstract

Apresenta-se a investiga��o experimental do tratamento de esgoto sanit�rio, submetido apenas a gradeamento, por meio de reatores aer�bios de leito trif�sico com circula��o em tubos conc�ntricos induzida por inje��o de ar. Foram constru�dos dois reatores com 0,25m de di�metro externo, 0,20m de di�metro interno e alturas de 6m (R6) e 12m (R12). O meio suporte utilizado (fase s�lida) foi areia com 0,27mm de di�metro m�dio. Os tempos de deten��o hidr�ulica investigados variaram entre 1,0h e 8,0h, com concentra��o de s�lidos de 50g/l e 100g/l. Nas etapas iniciais do trabalho houve a necessidade de vaz�es de ar da ordem de 6000 l/h para manter o meio em suspens�o, introduzindo uma quantidade de oxig�nio superior ao necess�rio para o tratamento. Para diminuir a vaz�o de ar foi utilizado um propulsor axial no tubo de subida para auxiliar a circula��o do meio trif�sico, o que permitiu reduzir as vaz�es de ar para cerca de 3500 l/h. Os melhores resultados desta fase foram obtidos com TDH = 3h e 100g/l de areia. As remo��es m�dias de DBO bruta, e filtrada, DQO bruta e filtrada e NTK foram de 89%, 99%, 84%, 95% e 87%, respectivamente, para o R12 e de 89%, 98%, 82%, 95% e 86%, respectivamente, para o R6, sem diferen�as estatisticamente significativas entre os reatores. As remo��es m�dias de f�sforo total para os reatores R12 e R6 com TDH = 3h foram 31% e 32%.Entretanto, foi produzida uma parcela de s�lidos em suspens�o de baixa sedimentabilidade, que prejudicava a qualidade do efluente final. As solu��es investigadas para este problema foram a utiliza��o de uma c�mara de flota��o no R12 e a diminui��o do di�metro do tubo de subida, implantada no R6. Ambos os reatores foram ensaiados com TDH = 3h e 100g/l de areia. O sistema de flota��o foi avaliado com taxas de recircula��o de 15% e 20%. O efluente final resultante ainda continha uma parcela indesej�vel de biomassa suspensa. A remo��o m�dia de f�sforo total durante essa etapa foi de 42 %. De forma geral n�o houve melhorias estatisticamente significativas na opera��o do flotador na remo��o de f�sforo e nos demais par�metros avaliados. Entretanto ensaios em laborat�rio mostraram que com a adi��o de 75 mg/l de Cloreto F�rrico a remo��o de f�sforo total aumentou para 87 %. A redu��o do di�metro do tubo interno no R6 permitiu diminuir as vaz�es iniciais para 1500 l/h sem problemas de suspens�o do leito, sendo posteriormente aumentado para 2100 l/h por exig�ncia do tratamento biol�gico. As remo��es m�dias de DQO e DBO brutas, NT, e F�sforo Total situaram-se em 91%, 88%, 72% e 32% respectivamente. O reator apresentou bom desempenho hidrodin�mico, melhorando os problemas de sedimentabilidade do lodo e as caracter�sticas f�sicas do efluente. A pesquisa mostra que a solu��o de leito trif�sico com circula��o � tecnicamente vi�vel para o tratamento de esgoto sanit�rio submetido apenas a gradeamento. A c�mara de flota��o integrada mostrou-se t�o eficiente quanto os decantadores, com a vantagem de permitir aumento significativo na remo��o de f�sforo com a adi��o de floculantes. Os dados demonstraram tamb�m que � poss�vel controlar as condi��es hidrodin�micas para a produ��o de lodo com melhor sedimentabilidade e para otimizar a necessidade de inje��o de ar, atuando sobre a rela��o entre os di�metros interno e externo. Os aspectos econ�micos envolvidos na utiliza��o eficiente do ar constituem a principal necessidade de pesquisa visando � ado��o da tecnologia para a utiliza��o proposta.