7731_tratamento de residuos organicos
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Tratamento Microbiológico de Residuos OrganicosTRANSCRIPT
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TRATAMENTO
MICROBIOLÓGICO DE
RESÍDUOS ORGÂNICOS Universidade Federal de Santa Catarina
Microbiologia Geral – MIP7013
Franscini Rubi
Juliana Anselmo
Luana Pini
Raphael Zulianello
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1 - Tipos de resíduos orgânicos • Provenientes de matéria viva
• Restos de comida, de plantas, fezes, urina, restos de
animais, esgoto sanitário e efluentes industriais
• Lixiviado (chorume)
• Compostagem
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• Efluentes industriais: abatedouros, lat icínios,
fr igoríf icos, de criação de porcos, etc
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2 - Água de rejeitos - O que é?
- Questões de saúde pública, econômica, ambiental e estética
- Origem doméstica
- Origem industrial
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3 - Tratamento • 3.1 – Processos:
- Físicos
- Químicos
- Biológicos:
1) comunidade de microorganismos decompositores "cultivados”
2) limpeza do esgoto e remover 95% da carga poluidora
3) estão na natureza e nas instalações de tratamento a quantidade é
muito maior (seu alimento é abundante)
4) bactérias, protozoários e micrometazoários (basicamente)
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5) Mais econômicos dentre os utilizáveis na remoção de matéria
orgânica de efluentes líquidos
6) Podem ser aplicados para a oxidação de compostos reduzidos
como nitrogênio amoniacal e sulfetos, bem como na redução de
nitratos (desnitrificação) e de sulfatos
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• 3.2 - Objetivo das estações
- Reduzir compostos orgânicos e inorgânicos
- Sem crescimento microbiano
- Eliminar outros compostos (+ tóxicos)
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4 – Demanda bioquímica de oxigênio
• DBO
• + compostos, + DBO
• - DBO, + eficiência
• Rejeitos domésticos: =+\- 200u DBO
• Rejeitos industriais: + 1.500u DBO
• Água liberada: - 5u
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5 -Tratamento primário da água de rejeitos
• 5.1 - Método de separação física: sólidos, materiais orgânicos e inorgânicos.
• 5.2 - Etapas:
Água de rejeitos
Gradeamento e desarenação
Sedimentação 9
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• 5.3 - Gradeamento e Desarenação
- Remoção de sólidos grosseiros e areia
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• 5.4 - Sedimentação
- Separação do sólido (lodo) e do líquido (efluente bruto) ->
sedimentação das partículas sólidas
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• Não utilizar somente o tratamento primário
• Água final: poluída e alta DBO
• Remoção aproximadamente de 30% da DBO e 60% TSS
(sólidos suspeitos totais)
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6 - Tratamentos secundários de água de rejeitos
• 6.1 - Tratamento secundário anóxico
• 6.2 - Tratamento secundário aeróbio
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• 6.1 - Tratamento secundário anóxico
- 6.1.1 - Série de reações digestivas e fermentativas (procariotos
em condições anóxicas)
- Trata a água de rejeitos contendo grandes quantidades de
matéria orgânica insolúvel e DBO muito elevada
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- Degradação anóxica: digestores de lodo ou biorreatores
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- Principais processos microbianos que ocorrem durante a digestão
anóxica do lodo:
Fermentação dos ácidos graxos por
bactérias sintróficas
Archaea -> Clivagem de acetato em
metano e dióxido de carbono
(reação acetoclástica), principais
produtos do tratamento anóxico
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Methanosarcina barkeri fusano
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Os produtos finais dos digestores do lodo são os gases (metano) e
o lodo:
- Metano: queimado ou utilizado como combustível para
aquecimento ou gerando energia para a estação de tratamento
- Lodo: digerido vai para a secagem; incineração; uso como
fertilizante ou aterro
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• 6.2 - Tratamento secundário aeróbio de água de rejeitos
- Tratamento mais comuns:
6.2.1 - Filtro percolador
6.2.2 - Lodo ativado
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6.2.1 - Filtro percolador
• Muito utilizado como pós-
tratamento de sistema anaeróbio
• Facilidade de operação e
manutenção
• Baixo custo e consumo de energia
• Consiste basicamente em um
tanque preenchido com rochas
trituradas ou plástico
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• O esgoto é direcionado para
seu interior até completar o
volume total, onde permanece
por um certo intervalo de
tempo
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• A matéria orgânica dos rejeitos é adsorvida às rochas,
propiciando o crescimento de microrganismos em sua
superfície exposta
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• A corrente de efluente escoa de maneira descente pelo filtro, promovendo o contato com o biofilme
• A mineralização completa da matéria orgânica em dióxido de carbono, amônia, nitrato, sulfato e fosfato ocorre no extenso biofilme microbiano
• Após este período de detenção e com carga poluidora reduzida, o filtro é drenado e posto em repouso antes de receber nova carga sanitária
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• O oxigênio é obtido por aeração
mecânica (agitação) ou por
insuflação de ar
• A indisponibilidade de oxigênio e
de substrato para os organismos
biofilme causa o seu
desprendimento do meio suporte e
a formação do floco biológico
para posterior remoção no
decantador secundário;
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6.2.2 - Lodo ativado
• Sistema de tratamento mais comum
• A água de rejeitos é misturada e
aerada em grandes tanques
• Bactérias formadoras de limo
crescem e formam flocos (massas
agregadas)
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• Interferências (biomassa):
- Tempo de contato com o substrato
- Concentração de matéria orgânica
- Quantidade de oxigênio presente dentro do reator
- Características físico-químicas do afluente (temperatura, pH, alcalinidade, etc.)
- Carga orgânica aplicada
- Carga hidráulica aplicada
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• Exemplo: Zooglea ramigera
• Outros microrganismos ligam-se aos flocos:
- Fungos
- Algas
- Protozoários
- Rotíferos
- Nematódeos
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• A oxidação ocorre como no
filtro percolador
• O efluente aerado contendo os
flocos é bombeado para outro
tanque, onde os flocos são
decantados;
• Parte do material floculado (o
lodo ativado) é devolvido ao
aerador (o tanque anterior), para
atuar como inóculo para nova
água de rejeitos 31
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• O lodo restante é enviado ao digestor
anóxico de lodo
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• A água de rejeitos é mantida em um
tanque de lodo ativado por 5-10
horas (é um período curto);
• Contudo, grande parte da matéria
orgânica solúvel é adsorvida ao floco
e incorporada pelas células
microbianas.
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• A DBO do efluente líquido é reduzida em até 95% quando comparada à água captada;
• A maior parte da matéria com alta DBO está contida nos flocos decantados
• Os flocos podem então ser transferidos ao digestor anóxico de lodo para conversão em CO2 e CH4
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• Cloração do efluente após o
tratamento secundário ->
reduzir ainda mais a
possibilidade de
contaminação biológica
• O efluente tratado pode ser
lançado em riachos ou lagos.
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• No leste dos EUA, a radiação
UV também é muito utilizada
para desinfetar a água efluente.
• O ozônio(O3), um forte agente
oxidante que corresponde a um
bactericida e viricida, também
é utilizado para a desinfecção
da água de rejeitos em mais de
40 estações nos EUA.
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7 - Tratamento terciário de água de rejeitos
• São processos físico-químicos ou biológicos que empregam
biorreatores, processos de precipitação, filtração e cloração,
similares àqueles empregados na purificação da água potável.
• O tratamento terciário reduz os níveis de nutrientes inorgânicos,
especialmente fosfato, nitrito e nitrato do efluente final
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• A água submetida ao tratamento terciário não contem
nutrientes e não permite o intenso crescimento microbiano
• O tratamento terciário é o mais completo, porém não foi
amplamente adotado devido ao elevado custo decorrente da
remoção completa de nutrientes
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8 - Dados sobre esgoto sanitário
• 8.1 - Brasil
- Municípios: 5 564
- Municípios com coleta: 3069 (55%)
- Municípios com tratamento: 1513 (51%)
- Ligações de esgoto 21 218 807
- Tratados por dia 8 460 590 m³ de esgoto
(IBGE 2008)
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• 8.2 - Santa Catarina
- Municípios: 295
- Municípios com coleta: 103 (35%)
- Municípios com tratamento: 47 (45%)
- Ligações de esgoto: 163 981
- Tratados por dia: 86 441 m³
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9 – Referências
• IBGE. Pesquisa nacional de Saneamento Básico. Brasil: 2008.
Disponível em: <www.ibge.gov.br> acessado em 29 de junho de 2013.
• KOLM, Viviane. Relatório de Estágio – Análise de esgoto
doméstico. Trabalho final de graduação (Bacharelado em Química).
UFSC. Florianópolis: 2002.
41
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• FERNANDES, Heloísa. A dinâmica da biota em um sistema de lagoas de
estabilização para tratamento de lixiviado de aterro sanitário. Dissertação de
Mestrado. UFSC. Florianópolis: 2009.
• HOBI, Juliana Carla. Relatório de Estágio – Análises laboratoriais físico-
químicas e biológicas da estação de tratamento de esgoto de Balneário
Camboriú. Trabalho final de graduação. UFSC. Florianópolis: 2002.
•Madigan MT, Martinko JM, Dunlap PV, Clark DP. 2010. Microbiologia de
Brock. 12ª ed. Artmed, Porto Alegre.
42
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• PEREIRA, Ernandes Benedito. Tratamento enzimático para
remoção de gorduras dos resíduos gerados por indústrias de
produtos avícolas. Dissertação de Doutorado. UFSC. Florianópolis:
2004.
• PNUD Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento.
Rankig IDH Global 2011. Brasil: 2001. Disponível em:
<"http://www.pnud.org.br/atlas/ranking/IDH_global_2011.aspx?indice
Accordion=1&li=li_Ranking2011"li=li_Ranking2011 > acessado em 1
de julho de 2013.
43
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• http://www.crq4.org.br/sms/files/file/Tratamento_%20de_%20efluentes_%20industriais_dom%C3%A9sticos_crq2009%20%5BModo%20de%20Compatibilidade%5D.pdf
• http://project.kahosl.be/celltalk/demo/demo5/27punt1.htm
• http://www.mma.gov.br/port/conama/processos/EFABF603/ApresentacaoRemocaoDBO.pdf
• http://www.crq4.org.br/sms/files/file/Tratamento_%20de_%20efluentes_%20industriais_dom%C3%A9sticos_crq2009%20%5BModo%20de%20Compatibilidade%5D.pdf
• http://www.kurita.com.br/adm/download/Tratamento_Biologico_de_Efluentes.pdf
• http://webensino.unicamp.br/disciplinas/ST502-293205/apoio/15/Filtros_biologicos.pdf
44
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• http://www.saneamento.poli.ufrj.br/site/pt-br/filtro-biologico-percolador/
• http://www.ecosan.com.br/pt/br/produtos_servicos/equipamento_tratamento
_efluentes/filtro_biologico_percolador/
• http://www.naturaltec.com.br/Ultravioleta-UV-Desinfeccao-Agua-
Reuso.html
• http://www.smarh.eng.ufmg.br/defesas/261M.PDF
• http://www.casa.org.br/pt/noticias/582-pesquisadores-fazem-esgoto-
domestico-virar-adubo
• http://meioambienteagua.pbworks.com/w/page/20725599/Poluicao
• http://www.casan.com.br/menu-conteudo/index/url/ete-estacao-de-
tratamento-de-esgotos-sanitarios#0
• http://www.comitepcj.sp.gov.br/download/Curso-Trat-Esgoto_Capitulo-
4.pdf 45