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- Lagoas Facultativas
1.1. Introdução
As lagoas facultativas são a variante mais simples do sistema de lagoas de estabilização. Basicamente, o processo consiste na retenção dos esgotos por um período de tempo longo o suficiente para que os processos naturais de estabilização da matéria orgânica se desenvolvam. As principais vantagens e desvantagens das lagoas facultativas estão associadas, portanto, a predominância dos fenômenos naturais.
1.2. Descrição do Processo
A DBO solúvel e finamente particulada e estabilizada aerobiamente por bactérias dispersas no meio liquido, ao passo que a DBO suspensa tende a sedimentar, sendo estabilizada anaerobiamente por bactérias no fundo da lagoa. O O 2 requerido pelas bactérias e fornecido pelas algas, através da fotossíntese.
Eficiência:
DBO (%) 70 – 85
N (%) 30 – 50
P (%) 20 – 60
Coliformes (%) 60 – 99 Requisito de área (m^2 /hab) 20 – 50 Custos de implantação (U$/hab) 10 – 50
Vantagens:
Satisfatória remoção de DBO; Eficiente na remoção de patogenos; Construção, operação e manutenção simples; Reduzidos custos de implantação e operação; Ausência de equipamentos mecânicos; Requisitos energéticos praticamente nulos; Satisfatória resistência a variações de carga; Remoção e lodo necessária apenas após tempo > 20 anos.
Desvantagens:
Elevados requisitos de área; Dificuldade em satisfazer padrões mais restritivos de lançamento; A simplicidade operacional pode trazer o descaso com a manutenção (crescimento da vegetação); Possivel necesidade de remoção de algas do efluente para o cumprimento de padrões mais rigorosos; Performance variável com as condições climáticas (temperatura e insolação); Possibilidade de crescimento de insetos.
A taxa a ser adotada varia com as condicoes ambientais (radiação solar, temperatura e vento). Em nosso pais tem-se adotado taxas variando de:
Regioes com inverno quente e elevada insolação – 240 a 350 Regioes com inverno e insolacao moderados – 120 a 240 Regioes com inverno frio e baixa insolação – 100 a 180
Relacao entre a Taxa de Aplicacao Superficial (Ls) e Temperatura (t)
Ls = 350 * (1,107 – 0,002 * T) (T -25)
T = Temperatura media do ar no mês mais frio, oC
Obs.: A área de uma lagoa facultativa não deve ser superior a 15 ha.
b) Tempo de detenção
O volume requerido para a lagoa pode ser calculado com base no tempo de detenção e Q de projeto, sendo expresso em dias.
t = V/Q
Onde:
V = Volume requerido (m^3 ) T = Tempo de Detencao (d) Q = Vazao media afluente (m^3 /d)
Obs.: t = 15 a 45 dias (sofre forte influencia da temperatura)
c) Profundidade
A penetração da luz e fundamental para o funcionamento da lagoa.
h = V/A
Onde :
h – Profundidade (m) V = Volume (m^3 ) A = Area (m^2 )
Aspectos relacionados a profundidade da lagoa:
Rasa:
As lagoas rasas (h < 1,0 m) podem se comportar como totalmente aeróbias; Maior área superficial;
A penetração de luz ao longo da profundidade e praticamente total; Maior produção de algas, > pH, que ocasiona a precipitação de fosfatos; Maior remoção de patogenos; Devido a baixa profundidade pode se desenvolver vegetacao (h < 60 cm); Lagoas rasas são amis afetadas por variacao da temperatura ambiente.
Profunda:
Lagoas com h > 1,2 m possibilita um maior TDH para estabilização de M.O.; Performance mais estavel (menos afetada por condições ambientais); Maior volume de armazenamento do lodo; A camada inferior permanece em condições anaerobias; A decomposição anaeróbia não consome OD; As lagoas mais profundas permitem a expansão futura (inclusão de aeradores).
Condicoes ambientais:
As principais condições ambientais em uma lagoa de estabilização são a radiacao solar, a temperatura e o vento.
A radiação solar influencia na velocidade da fotossíntese;
A temperatura influencia na:
- Velocidade da fotossíntese;
- Taxa de decomposição bacteriana;
- Solubilidade e transferência dos gases;
- Condicoes das misturas.
Vento:
- Condicoes de misturas;
- Reaeracao atmosférica.
d) Geometria
O projeto das lagoas poderá fazer um aproveitamento do terreno disponível e da sua topografia para se obter a relação mais adequada do comprimento/largura (L/B). Sistemas com L/B elevado tendem ao fluxo em pistao, enquanto lagoas com L/B proximo a 1,0 (lagoas quadradas) tendem ao regime de mistura completa. Mas frequentemente, a relação L/B das lagoas facultativas se situa na seguinte faixa:
Relacao comprimento/largura (L/B) = 2 a 4
DBO EFLUENTE SOLUVEL E PARTICULADA
A DBO afluente C 0 e admitida como a DBO total (solúvel + particulada). DBO solúvel e o remanescente do tratamento. DBO particulada e causada pelos sólidos em suspensão no efluente. Os S.S. são predominantemente algas que poderão ou não exercer alguma demanda no corpo receptor.
Caso as algas morram sua estabilização consumira O 2 ; Se as algas continuarem a se multiplicar poderão ter efeito benéfico na produção de O2; Caso o efluente seja usado para irrigação as algas podem também ser benéficas.
Os S.S. das lagoas facultativas são em torno de 60 a 90% algas, cada 1 mg de algas gera uma DBO de 0,45 mg. Desta forma, 1 mg/l de sólidos em suspensão no efluente e capaz de gerar uma DBO na faixa de 0,6 * 0,45 = 0,3 mg/l a 0,9 * 0,45 = 0,4 mg/l.
1 mg S.S./l = 0,3 a 0,4 mg DBO/l
REMOCAO DE DBO SEGUNDO OS REGIMES HIDRAULICOS IDEALIZADOS
Como foi visto anteriormente, o modelo de fluxo em pistão e o mais eficiente em termos de remoção de M.O., no entanto a mistura completa e a mais indicada quando se tem uma grande variabilidade de cargas. Os sistemas de fluxo em pistão estão também sujeitos a uma elevada demanda de O 2 proximo a entrada. Neste local poderão ocorrer condições anaeróbias.
O projeto de lagoas devera fazer um aproveitamento do terreno disponível.
Usualmente tem-se adotado o modelo de mistura completa no dimensionamento devido a:
Calculo mais simples; Dimensionamento leva a um posicionamento a favor da segurança.
O valor do coeficiente de remoção de DBO foi obtido por diversos pesquisadores, e o usualmente mais utilizado e:
K = 0,30 a 0,35 d-
O coeficiente de remoção de DBO (K) pode ser obtido através da seguinte relacao empírica:
K = 0,091 + 2,05 * 10 -4^ * Ls Ls = Taxa de aplicação superficial
Para diferentes temperaturas pode ser corrigida através da seguinte equação:
Kt = K20 * θ T-
θ = coeficiente de temperatura (1,05) K20 = Coef. Remoção a 20º C Kt = Coeficiente de remoção da DBO em uma temperatura qualquer.
Considera-se T a media do liquido no mês mais frio.
Outro parâmetro a ser determinado e o numero de dispersão, que pode ser obtido por:
d = (L/B)/- 0,261+ 0,254 * (L/B) + 1,014 * (L/B)^2
L = comprimento da lagoa (m) B = largura da lagoa (m) d = numero de dispersão
Valores Usuais
L/B 1 2 a 4 5 a 10 1,0 0,2 a 0,5 0,1 a 0,
Exercicio:
ACUMULO DE LODO
A taxa de acumulo médio de lodo em lagoas facultativas e de 0,03 a 0,08 m3/hab.ano.
Do lodo acumulado, apenas cerca de 5% e representado pela areia, apesar disso pode ser necessário a remoção de areia, apesar disso pode ser necessário a remoção de areia, já que esta tente a se concentrar próximo as entradas.
CARACTERISTICAS DE OPERACAO
A interpretação da cor predominante na lagoa pode esclarecer as condições do seu funcionamento.
VERDE ESCURO E PARCIALMENTE TRANSPARENTE
Presenca pouco importante de outros microorganismos no efluente; Altos valores de pH e OD; Lagoa em boas condições.
VERDE AMARELADA OU EXCESSIVAMENTE CLARA
Crescimento de rotíferos, protozoários ou crustáceos que se alimentam das algas, podendo causar sua destruição em poucos dias. Caso as condições persistam haverá decréscimo de OD e eventual mal cheiro.
ACINZENTADA
Sobrecarga de MO e ou tempo de detenção curto; Fermentacao na camada de lodo incompleta; A lagoa devera ser posta fora de operação.
VERDE LEITOSA
A lagoa esta em processo de auto- floculacao decorrente da elevação de pH e da temperatura; Precipitacao de hidróxidos de magnésio e de cálcio, arrastando consigo algas e outros microorganismos.
AZUL ESVERDEADA
Excessiva proliferação de algas azuis;
A floração de certas espécies formam natas que se decompõem facilmente, provocando a exalação de maus odores, reduzindo a penetração de luz e, em conseqüência diminuindo a produção de O 2.
POS TRATAMENTO DE EFLUENTES DE LAGOAS
Há varias possíveis formas de se melhorar a qualidade do efluente de lagoas, visando principalmente a remoção de SS (algas), sendo os mais comuns: filtros de areia intermitente, filtros de pedra, micropeneiras, coagulação e clarificação, flotação entre outros.
Efluentes mais restritivos precisam ser avaliados a aplicação de lagoas ou métodos mais avançados de tratamento.
Utilizacao de água pos causa polemica.
EXEMPLOD E DIMENSIONAMENTO
