Tratamento biológico aeróbico

Após as águas residuais terem sido purificadas de partículas grossas, graxas e emulsões em um estágio anterior, é possível, por várias razões, ser desejável aplicar um tratamento biológico. O rendimento da purificação pode ser aumentado consideravelmente através dos processos de purificação biológica da água, uma vez estes que também decompõem substâncias orgânicas dissolvidas 24 horas por dia, 365 dias por ano. Além disso, é um primeiro passo para a reutilização de águas residuais.

O processo principal envolve o ar (oxigênio) sendo introduzido por um sistema de aeração em uma mistura de águas residuais combinadas com organismos para desenvolver um floco biológico que reduz o conteúdo orgânico. O material bacteriano, que no lodo saudável é um floco marrom, é amplamente composto por bactérias saprotróficas, mas também tem uma importante flora de protozoários. A bactéria somente decomporá todos os poluentes em produtos inofensivos se a quantidade de poluentes (nutrientes) por bactéria for mantida muito baixa. Sob estas condições, as bactérias quase morrem de fome e vão decompor todos os alimentos tanto quanto for possível, a fim de liberar energia suficiente para manter seus sistemas de suporte de vida funcionando. Portanto, no processo, dificilmente obterão comida suficiente para crescer ou se multiplicar. Este sistema de inanição contínua de bactérias é chamado de sistema de lodo ativado com baixa concentração. O licor misturado é impedido de se separar por turbulência causada pelo sistema de aeração e/ou misturadoras separados. Durante os períodos de aeração, os poluentes serão gradualmente decompostos (oxidados) pelas bactérias. Por fim, quase todos os poluentes serão convertidos em dióxido de carbono, água e nitrato. Estes componentes não contribuem para o nível de BOD e COD.

O nitrato em altas concentrações não é desejado no efluente, pois é um excelente fertilizante e pode causar grave proliferação de algas, resultando na extinção da flora e da fauna do corpo d'água. A conversão do nitrato em gás nitrogênio pode reduzir a concentração de nitrogênio. Este processo é denominado desnitrificação e ocorre na ausência de oxigênio, em uma bacia separada ou na bacia de aeração durante os períodos em que a aeração tiver sido desativada.

A separação pode ser feita por meio de decantação em um clarificador BioClar^®ou no tanque de aeração (BioArt^® SBR), por flotação aérea em um sistema BioFlot^® ou por Filtração por Bio Membrana (MBR).
Parte do material decantado, o lodo, é devolvido à cabeça do sistema de aeração para
semear novamente as novas águas residuais que entram no tanque. Esta fração do floco é chamada de lodo ativado de retorno (R.A.S.). O excesso de lodo é chamado de lodo ativado residual (W.A.S) e é removido do processo de tratamento, a fim de manter a proporção de biomassa e nutrientes fornecidos nas águas residuais em equilíbrio

Existem dois sistemas para escolha:

• Aeração profunda – o ar é introduzido na água por meio de elementos de aeração instalados no fundo da bacia. A vantagem deste sistema é que ele é muito eficiente em termos de energia.
  
  
• Aeração da superfície – a água é empurrada para cima e transferida pelo ar. Desta forma, o oxigênio é introduzido e a água é misturada.

2) A desnitrificação é a conversão de nitrato em nitrogênio gasoso. Este processo também é conhecido como remoção de nutrientes. A vantagem da desnitrificação é que ela reduz a quantidade de oxigênio necessária para a digestão dos compostos orgânicos na bacia de aeração.

A JBT Marel Water Treatment dispõe de três sistemas diferentes:

• Filtração
  O BioBrane da JBT Marel é um sistema de biorreator de membranas compacto (MBR) que funciona com altas concentrações de lodo. Uma vez que são utilizadas altas concentrações de bactérias, o sistema pode ser construído de forma mais compacta. Além disso, um efluente de altíssima qualidade é obtido pela ação de filtragem das membranas.
  
  
• Flotação
  O sistema BioFlot® da JBT Marel separa as colônias de bactérias e consegue manter altas concentrações de bactérias para que pequenas bacias sejam suficientes. O BioFlot® é virtualmente insensível a bactérias filamentosas e, portanto, é ideal para águas residuais com poluição amplamente dissolvida. A vantagem deste sistema é o maior porcentual de matéria seca do lodo separado, reduzindo os custos de descarte final.
  
  
• Sedimentação

As bactérias também podem ser separadas por sedimentação. A separação por sedimentação pode ser aplicada no tanque de aeração por meio do sistema SBR BioArt da JBT Marel ou um clarificador separado chamado BioClar.

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