Introdução
A flotação de lodo no Decantador Secundário é uma problemática frequente em Estações de Tratamento de Efluentes (ETEs) aeróbias, particularmente naquelas que operam com o sistema de Lodos Ativados. Esse sistema, reconhecido mundialmente por sua alta eficiência na remoção de matéria orgânica e na nitrificação, bem como por seus baixos requisitos de área, apresenta desafios operacionais, entre os quais a flotação de lodo no compartimento de decantação/sedimentação. Este fenômeno, se não adequadamente tratado, compromete a eficiência do sistema, impactando diretamente os parâmetros de qualidade do efluente tratado, como DBO, DQO e sólidos suspensos.
Problemáticas do Lodo Ascendente
O sistema de Lodos Ativados é projetado para otimizar a eficiência de remoção de matéria orgânica por meio da recirculação constante do lodo sedimentado no Decantador Secundário de volta para o Reator Aerado. Este processo aumenta a idade do lodo, permitindo a redução do tempo de detenção hidráulica (TDH) no tanque de aeração, o que, por sua vez, reduz o volume necessário do tanque. Contudo, uma parcela significativa do lodo sedimentado no Decantador ainda não está completamente estabilizada, contendo microrganismos vivos e ativos.
Quando este lodo é recirculado para o Reator Aerado, há um aumento na população microbiológica, o que intensifica a degradação da matéria orgânica. No entanto, se o lodo flotar em vez de sedimentar, surgem dois problemas críticos:
- Arraste de Lodo para Fora do Sistema: Isso resulta em um efluente final com alta concentração de sólidos em suspensão e matéria orgânica (DBO e DQO), que frequentemente não atendem aos padrões regulamentares para descarte, podendo levar a penalidades ambientais.
- Recirculação de Efluente Clarificado: Se o lodo flotar no compartimento de sedimentação, a bomba de recirculação pode enviar efluente clarificado, em vez de lodo com alta atividade microbiológica, de volta ao Reator Aerado. Isso reduz a população microbiana e, consequentemente, a capacidade de oxidação da matéria orgânica, comprometendo a eficiência geral do sistema.
Causas da Flotação de Lodo
1. Flotação de Lodo por Gases
1.1. Desnitrificação no Decantador Secundário: O nitrato, um subproduto da oxidação do nitrogênio amoniacal no Reator Aerado, pode ser arrastado e sedimentado junto ao lodo ativo no Decantador Secundário. Em ambientes com baixos níveis de oxigênio (anaeróbios), o nitrato pode ser reduzido a nitrogênio gasoso por meio da desnitrificação, um processo bioquímico onde a matéria orgânica residual serve como doador de elétrons. Esse nitrogênio gasoso, ao se formar, gera bolhas que ascendem à superfície, arrastando flocos de lodo, o que resulta na flotação indesejada do lodo no Decantador.
- Fatores Contribuintes: Tempos de detenção elevados no Decantador Secundário (>2,5~3,0 horas), baixa vazão de recirculação e a remoção insuficiente de lodo excedente são fatores que intensificam a ocorrência de desnitrificação indesejada.
1.2. Excesso de Aeração: Sistemas de Lodos Ativados operam de forma ideal com concentrações de oxigênio dissolvido (OD) entre 0,5 a 2,0 mg/L. Quando os níveis de OD excedem 2,5 mg/L, especialmente em sistemas com difusores de ar de bolha fina, pode ocorrer adesão de bolhas de oxigênio aos flocos de lodo, promovendo sua ascensão à superfície do Decantador. Este fenômeno é agravado por aeração mecânica excessiva, que requer monitoramento constante dos níveis de OD para evitar a flotação de lodo.
1.3. Lodo Séptico (Anaeróbio): Condições anaeróbias no Decantador Secundário, causadas por tempos de detenção prolongados e baixa remoção de lodo excedente, podem levar à digestão anaeróbia do lodo, com a produção de gases como metano, dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio. Esses gases, ao ascenderem, arrastam flocos de lodo para a superfície, resultando em flotação. O odor característico de decomposição anaeróbia é um indicador comum dessa condição indesejada.
2. Flotação de Lodo por Óleos e Graxas Emulsionados
Em ETEs que recebem efluentes com altas cargas de óleos, gorduras e graxas, como aquelas de indústrias alimentícias ou refeitórios coletivos, a flotação de lodo é uma ocorrência comum. A emulsificação desses compostos no Reator Aerado, causada pela agitação mecânica dos sistemas de aeração (como compressores radiais e aeradores submersíveis), resulta em uma mistura de lodo e gorduras com densidade menor que a da água, promovendo a ascensão dessa mistura no Decantador Secundário.
- Mitigação: A instalação de caixas de gordura e flotadores por ar dissolvido (FAD) antes do sistema de Lodos Ativados é crucial para a remoção eficiente de óleos e graxas, prevenindo a flotação de lodo e os transtornos operacionais associados.
3. Bulking Filamentoso
As bactérias filamentosas desempenham um papel vital na coesão dos flocos de lodo em sistemas de Lodos Ativados, proporcionando maior densidade e resistência à agitação mecânica. No entanto, o crescimento exacerbado dessas bactérias, conhecido como bulking filamentoso, pode resultar na formação de flocos de lodo excessivamente grandes, com potencial de aprisionamento de gases no interior. Esse acúmulo de gases faz com que os flocos flutuem, comprometendo o processo de sedimentação.
- Diagnóstico e Controle: O bulking filamentoso pode ser identificado visualmente, dependendo do tamanho dos flocos, ou por análise microscópica, que permite a identificação e contagem das bactérias filamentosas. O controle desse fenômeno envolve ajustes operacionais precisos para equilibrar o crescimento bacteriano.
Conclusão
A flotação de lodo no Decantador Secundário é um desafio técnico que pode comprometer a operação eficiente das ETEs de Lodos Ativados. Entender as causas subjacentes, como a desnitrificação, excesso de aeração, digestão anaeróbia, e a presença de óleos e graxas, é essencial para implementar soluções eficazes. A abordagem correta pode garantir que o sistema opere dentro dos parâmetros regulamentares, mantendo a qualidade do efluente tratado. Para soluções personalizadas e suporte técnico especializado, entre em contato com a nossa equipe. Estamos prontos para otimizar o desempenho da sua ETE e assegurar sua conformidade com as normas ambientais.
