A formação de espuma é um fenômeno comum durante a partida (start-up) do sistema de lodo ativado em estações de tratamento de esgoto (ETE). Embora a presença de espuma possa ocorrer em qualquer fase do processo, é particularmente mais frequente e intensa nos estágios iniciais de operação. Compreender as causas e identificar soluções apropriadas garante o desempenho adequado do sistema e previne problemas operacionais prolongados. A espuma em sistema de lodo ativado não só afeta a estética da operação, mas também pode comprometer a eficiência do tratamento, interferindo na aeração e em outros processos.
1. Principais Causas da Formação de Espuma no Sistema de Lodo Ativado
A formação de espuma no sistema de lodo ativado resulta de diversos fatores, como condições operacionais inadequadas ou a presença de organismos filamentosos específicos. As principais causas são:
1.1. Presença de Organismos Filamentosos
A proliferação de certos organismos filamentosos, como Nocardia e Microthrix parvicella, é uma das principais causas da formação de espuma no sistema de lodo ativado. Esses microrganismos possuem propriedades hidrofóbicas que facilitam a adesão de bolhas de ar à superfície do lodo, resultando na formação de espuma espessa e estável. Organismos filamentosos tendem a proliferar em condições específicas, como baixas concentrações de oxigênio dissolvido, alta carga orgânica, e temperaturas elevadas.
1.2. Excesso de Sólidos Suspensos no Efluente
Outro fator que contribui para a formação de espuma é o acúmulo de sólidos suspensos no tanque de aeração, especialmente quando a concentração de lodo ativo está fora dos parâmetros ideais. Durante o start-up, o equilíbrio da biomassa ainda está sendo estabelecido, e os sólidos suspensos em excesso podem aumentar a quantidade de espuma gerada. Esses sólidos se misturam com bolhas de ar introduzidas pelo sistema de aeração, o que favorece a formação de uma espuma densa.
1.3. Composição do Efluente Bruto
A composição do esgoto afluente também desempenha um papel crucial na formação de espuma. Efluentes contendo altas concentrações de tensoativos (detergentes e outros compostos orgânicos surfactantes) são especialmente propensos a gerar espuma quando aerados. Durante a partida do sistema, a biomassa pode não degradar essas substâncias de forma eficiente, resultando na presença prolongada de espuma na superfície dos tanques de aeração.
1.4. Aeração Excessiva
A aeração excessiva no sistema de lodos ativados pode causar a dispersão das bolhas de ar de forma inadequada, favorecendo a formação de espuma. Esse fenômeno é mais comum durante a fase inicial de operação, quando os ajustes no sistema de aeração ainda estão sendo otimizados. A incorporação de bolhas finas em grande quantidade facilita o surgimento de espumas estáveis.
2. Correções e Medidas Preventivas
A resolução da formação de espuma no start de sistemas de lodos ativados requer uma abordagem multifacetada, que inclui ajustes operacionais, controle de microrganismos filamentosos e, em alguns casos, a adoção de medidas químicas. A seguir estão as principais soluções e correções aplicáveis:
2.1. Controle de Organismos Filamentosos
O controle de microrganismos filamentosos varia conforme o organismo predominante e pode ser realizado de várias maneiras. Para a Nocardia, por exemplo, o aumento na concentração de oxigênio dissolvido no tanque de aeração pode ser eficaz, pois esse microrganismo tende a proliferar em condições de baixa oxigenação. Além disso, reduzir a carga de sólidos no sistema e eliminar fontes de óleos e graxas no esgoto afluente são medidas importantes.
Outra estratégia para o controle de filamentos é a dosagem de produtos químicos, como hipoclorito de sódio ou peróxido de hidrogênio, diretamente nos tanques de aeração. Esses produtos ajudam a reduzir a população de organismos filamentosos sem prejudicar significativamente a biomassa de bactérias desejadas. No entanto, é necessário adotar essa abordagem com cautela para evitar impactos negativos na performance do sistema.
2.2. Ajustes no Sistema de Aeração
O controle da taxa de aeração é fundamental para prevenir a formação de espuma. Durante o start-up, é crucial garantir a aeração suficiente para manter níveis adequados de oxigênio dissolvido, evitando, porém, a incorporação excessiva de bolhas de ar. A otimização da distribuição do ar e o uso de difusores eficientes podem ajudar a reduzir a formação de espuma.
Além disso, a regulagem dos tempos de detenção hidráulica no tanque de aeração pode ajudar a estabilizar o sistema. Aumentar o tempo de detenção permite uma melhor degradação dos compostos orgânicos e uma maior estabilização da biomassa, diminuindo a formação de espuma associada à carga orgânica elevada.
2.3. Uso de Quebra-Espumas
Em casos de formação intensa e persistente de espuma, o uso de agentes quebra-espumas pode ser uma solução. Essas substâncias químicas reduzem a tensão superficial da espuma, provocando seu colapso. Esses produtos são aplicados diretamente na superfície do tanque de aeração ou clarificadores e, embora ofereçam uma solução imediata, devem ser usados com cautela devido a possíveis impactos ambientais.
2.4. Remoção de Substâncias Surfactantes
A redução na quantidade de tensoativos no efluente afluente pode ser alcançada através da adoção de pré-tratamentos na origem do esgoto, especialmente em indústrias que lançam resíduos contendo detergentes e compostos similares. O tratamento preliminar, como o uso de separadores de óleo e graxa, é eficaz na remoção de parte dos surfactantes que favorecem a formação de espuma.
2.5. Monitoramento e Controle da Biomassa
O monitoramento contínuo da concentração de sólidos suspensos e da idade do lodo é essencial durante o start-up. Manter o sistema dentro dos parâmetros operacionais adequados, como relação F/M (food to microorganism) e concentração de sólidos, ajuda a evitar a formação de espuma e a garantir uma biomassa equilibrada. Em alguns casos, a remoção de lodo em excesso pode ser necessária para ajustar a concentração de sólidos.
Conclusão
A formação de espuma no início de operação de sistemas de lodos ativados é um desafio comum, mas manejável, se as causas forem corretamente identificadas e as correções aplicadas de forma apropriada. O controle dos organismos filamentosos, a regulação do sistema de aeração e a adoção de medidas preventivas no pré-tratamento do esgoto são estratégias eficazes para minimizar o problema. Ao manter um monitoramento contínuo e ajustar os parâmetros operacionais, é possível garantir que a formação de espuma não comprometa o desempenho do tratamento, permitindo uma operação estável e eficiente do sistema.
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