ESTUDO DO TEMPO DE DETENÇÃO HIDRÁULICO (TDH) EM REATORES UASB E SUA RELAÇÃO COM A EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO DE DBO

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1 CATEGORIA: Pôster Eixo Temático Tecnologias ESTUDO DO TEMPO DE DETENÇÃO HIDRÁULICO (TDH) EM REATORES UASB E SUA RELAÇÃO COM A EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO DE DBO Athos Moisés Lopes Silva 1 Orientador - Paulo de Castro Vieira 2 Resumo O tratamento de esgotos através de reatores UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) enquadra-se entre as tecnologias mais usadas no Brasil e tem como principal finalidade a estabilização da matéria orgânica, um dos principais poluentes existente nos esgotos. O presente artigo tem como objetivo verificar o parâmetro operacional - Tempo de Detenção Hidráulico (TDH) - nos reatores UASB a fim de justificar a eficiência de remoção da DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) na Estação de Tratamento (ETE) Laboreaux, situada na cidade de Itabira - MG. Os resultados coletados foram de DBO afluente e efluente dos reatores UASB e a vazão média, e esses dados foram obtidos entre os meses de Janeiro e Julho de A conclusão do trabalho indica que o processo de tratamento na ETE apresentou ao longo de toda a pesquisa um desempenho com eficiência média de remoção da DBO de 77,5%, superando as eficiências de um tratamento UASB convencional conforme retratado na literatura. Durante a pesquisa o parâmetro operacional em estudo, operou em boas condições o que justificou a boa eficiência de remoção da DBO e os resultados obtidos. Palavras- Chave: DBO, Saneamento, TDH. 1. INTRODUÇÃO O tratamento de esgotos realizado por reatores UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) tem sido amplamente utilizado em Estações de Tratamento de Esgoto (ETE). Nos reatores UASB, o tratamento do esgoto consiste na estabilização da matéria orgânica por reação biológica, através de bactérias anaeróbicas e/ou facultativos (CHERNICHARO, 2008). Este processo oferece como vantagem a simplicidade operacional e baixos custos de implantação. Segundo Jordão (2009), um parâmetro muito usado para conhecer a qualidade do esgoto tratado em reatores UASB é a Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO). Este parâmetro indica a quantidade de matéria orgânica presente nos esgotos, e tecnicamente 1 Engenheiro Ambiental FUNCESI/FATEC athos.ambiental@gmail.com 2 Engenheiro Sanitarista e Ambiental, Doutorado em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos / SMARH UFMG ambientalvieira@yahoo.com.br

2 mede a quantidade de oxigênio necessária para estabilizar biologicamente a matéria orgânica presente numa amostra (NUVOLARI, 2009). De acordo com Nuvolari (2009), um bom funcionamento de uma Estação de Tratamento de Esgoto (ETE), bem como a eficiência de remoção da DBO pode estar relacionada com a boa execução dos parâmetros operacionais. No caso de um sistema UASB, deve-se notar, dentre outros parâmetros, o Tempo de Detenção Hidráulico (TDH) que tem como finalidade mensurar o tempo que o efluente é retido no reator UASB, para que dessa forma possam acontecer as reações biológicas na unidade de tratamento. No âmbito deste trabalho, foi realizado um estudo sobre a eficiência do tratamento do esgoto por meio dos reatores UASB, quanto à remoção de DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) na ETE Laboreaux, localizada no município de Itabira - Minas Gerais (MG). E por fim, foi avaliado o parâmetro operacional - Tempo de Detenção Hidráulico (TDH) - dos reatores UASB e sua relação com a eficiência de remoção da DBO do esgoto. 2. MATERIAIS E MÉTODOS Para a realização do trabalho, foram coletados dados secundários obtidos no SAAE (Serviço Autônomo de Água e Esgoto) de Itabira, administrador da ETE Laboreaux, e em dias pré-estabelecidos por essa empresa. Foram conseguidos os resultados das vazões médias diárias em metros cúbicos por segundo (m 3 /s) do esgoto afluente dos reatores UASB da ETE Laboreaux nos dias estudados e volumes dos reatores UASB para realizar o cálculo do TDH. Tais dados foram obtidos através do medidor de vazão, no início do tratamento. Para cálculo das eficiências, realizou-se a coleta dos resultados das análises da DBO das amostras do esgoto bruto e do esgoto tratado nos reatores UASB da ETE Laboreaux. Para a realização de ambos os cálculos (TDH e Eficiência de remoção da DBO), foram utilizadas fórmulas propostas por Von Sperling (2005) RESULTADOS OBTIDOS Inicialmente, foram coletados os dados de vazão média nos dias estudados, gerando a Tabela 01: 3 Devido à complexidade das fórmulas, optou-se por citar somente a referência das mesmas.

3 Tabela 1 Vazões médias nos dias estudados Dia Em m 3 /s Em L/s 6/Jan 0,078 78,3 3/Fev 0,074 73,9 3/Mar 0,095 95,4 14/Abr 0,080 80,4 5/Mai 0,069 68,9 9/Jun 0, /Jul 0,06 60 Fonte: Pesquisa direta (2010) A vazão de esgoto bruto da ETE é aplicada igualmente em 8 (oito) reatores UASB, e o volume total deles é 4843,4 m 3. A partir dos dados da vazão em m 3 /s e o volume total dos reatores, foi possível calcular o TDH nos reatores UASB como apresentado na Tabela 2: Tabela 2 Tempo de Detenção Hidráulico (TDH) nos reatores UASB Dia TDH médio (h) 6/Jan 17 3/Fev 18 3/Mar 14 14/Abr 17 5/Mai 19,5 9/Jun 20 7/Jul 22 Fonte: Pesquisa direta (2010) O TDH de projeto da ETE Laboreaux varia entre 8 e 10 horas. Nota-se na Tabela 1 que os TDH s calculados ultrapassaram os valores esperados no projeto, variando entre 14 e 22 horas, e resultando em uma média de 18,3 horas. Tal fato pode ser justificado porque a vazão média de projeto da ETE Laboreaux é de 168,52 L/s (litros por segundo), e nota-se na Tabela 1 que a vazão média variou entre 60 e 95,4 L/s, ou seja, abaixo do esperado de acordo com o valor para qual foi projetada. De acordo com a fórmula proposta por Von Sperling (2005), o THD tem relação direta com a vazão média. Quanto maior a vazão, menor o TDH e vice-versa. Assim, estando à vazão abaixo do normal, o TDH será maior do que o esperado. Pressupõe-se que um TDH maior do que o esperado esteja sendo favorável ao tratamento no reator UASB na ETE Laboreaux, porque quanto maior o tempo de retenção do esgoto bruto no reator, maior será o tempo para que a biomassa estabilize a matéria orgânica do esgoto. Este fato pode justificar a eficiência da ETE Laboreaux nos dias

4 estudados. A seguir na Tabela 3, são apresentados os valores da DBO do afluente tratado, do efluente do UASB e o cálculo de eficiência de remoção da DBO nesta unidade de tratamento: Tabela 3 Eficiência de remoção da DBO nos reatores UASB Dia DBO (mg/l) - Esgoto DBO (mg/l) - Eficiência (%) Reatores Bruto Eflunte UASB UASB 6/1 220,6 38,6 82,5 3/2 209,7 37,1 82,3 3/3 162,8 86,0 47,2 14/4 276,9 41,6 85,0 5/5 278,5 60,2 78,4 9/6 385,8 40,0 89,6 7/7 316,3 71,8 77,3 Fonte: pesquisa direta (2010) Nota-se, de acordo com a Tabela 3 que a eficiência de remoção da DBO nos reatores UASB varia entre 47,2 e 89,6%, e obteve uma média de 77,5%. A porcentagem esperada para remoção da DBO nesta unidade é entre 60 e 80% e observa-se que a remoção dos 6 (seis) dentre os 7 (sete) dias estudados obteve resultados acima de 77,3%. Tal fato justifica a influência dos valores do TDH na qualidade do esgoto tratado no UASB. Nota-se que no dia 03 de Março, dia em que houve uma menor eficiência, a vazão foi a maior dentre os dias estudados e o TDH foi reduzido, o que contribuiu para tal resultado. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Em relação aos parâmetros operacionais estudados, conclui-se que o Tempo de Detenção Hidráulico (TDH) dos reatores UASB variou entre 14 e 22 horas, enquanto o valor de projeto é de 8 a 10 horas. Isso pode justificar a boa eficiência obtida nos dias estudados, porque quanto maior o tempo em que o esgoto ficar retido, maior será o tempo para que a massa de microorganismos decomponha a matéria orgânica do esgoto no reator UASB. Com base no presente estudo, pode-se notar que para que haja uma operação eficaz, é necessário um acompanhamento contínuo, principalmente deste parâmetro operacional -TDH- pois quando há anormalidade neste, a eficiência é reduzida, não

5 apresentando os pré-requisitos necessários para as reações bioquímicas dentro do UASB. Conclui-se que o monitoramento de tal parâmetro nas estações de tratamento de esgoto, contribui de forma significativa para uma melhor qualidade de saneamento, resultando em uma melhor eficiência de remoção da DBO. 5. REFERÊNCIAS CHERNICHARO, C.A.L. Reatores Anaeróbios. vol 5. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental; Universidade Federal de Minas gerais, p. JORDÃO, E. P. PESSOA, C. A. Tratamento de Esgotos Domésticos. 5 ed. FAPERJ. Rio de Janeiro, p. SPERLING, M. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 3 ed. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental; Universidade Federal de Minas Gerais, p. NUVOLARI, A (Coord.) Esgoto Sanitário. 3 ed. São Paulo, Bluncher p.