PT100579A - Processo para o tratamento de depuracao de aguas de esgoto municipais e instalacao que utiliza o referido processo - Google Patents

Description

ENEA ENTE PER LE NUOVE TECNOLOGIE, L1ENERGIA E L*AMBIENTE "PROCESSO PARA O TRATAMENTO DE DEPURAÇÃO DE ÁGUAS DE ESGOTO MUNICIPAIS E INSTALAÇÃO QUE UTILIZA O REFERIDO PROCESSO" A presente invenção refere-se ao sector da Engenharia do Ambiente e, mais precisamente, refere-se a um processo para o tratamento de depuração de líquidos, em particular águas de esgoto municipais. Faz também parte integrante da invenção a instalação em que se utiliza o mencionado processo.

Na Itália, as águas de esgoto municipais são desde há longa data tratadas em instalações de depuraçao aerobias com lamas activas. Este sistema, que se emprega desde o início do século, sofreu um rápido e contínuo desenvolvimento em todo o mundo, demonstrando ser o tipo de instalações mais versátil das águas de esgoto em geral e das municipais em particular. A denominação do processo com lamas activas deriva do facto de que, no tratamento de depuração, se desenvolve uma massa de lamas que arrastam os componentes inquinantes. O esquema convencional deste sistema é constituído por três fases principais : a) um tratamento primário, em que os líquidos de esgoto são

preventivamente submetidos a tratamentos preliminares de passagem através de redes grosseiras e finas, com eventual trituração e separação de areia; em seguida, depois da eventual eliminação de ôleo e desengorduramento, são enviadas à sedimentação primária, onde se deposita grande parte dos sólidos sedimentáveis; b) um tratamento secundário ou biológico das substâncias orgânicas dissolvidas e coloidais que se encontram no líquido sobrenadante da sedimentação primária. Esta fase compreende uma acção oxidante através de um sistema de arejamento interno artificial durante intervalos de tempo que variam de acordo com o tipo de líquido e com os critérios de dimensionamento; c) um tratamento das lamas; as lamas em excesso são normalmente retiradas a montante da fase de sedimentação primária, de modo que, misturando-se com as lamas primárias, estas são submetidas a um processo de espessamento sobre o fundo dos vasos de sedimentação e a mistura das lamas mistas é submetida a estabilização (necessária dada a sua elevada putrescibilidade) por digestão anaeróbia ou aeró-bia, e depois a uma desidratação que precede a saída.

Entre os vários inconvenientes e problemas que apresenta um processo biológico com lamas activas, o que preocupa princi- -3-

palmente o estado actual da técnica é a digestão final das lamas produzidas eplo sistema ou, melhor, a grande quantidade de lamas produzida, que depois deverão ser descarregadas. A dificuldade de se conseguirem sítios apropriados para a descarga final dos refugos sólidos em descargas controladas é um dos maiores problemas ambientais que interessam ao nosso país. A legislação vigente (D. L. 915/82) estabelece que as lamas provenientes do tratamento de águas de esgoto sejam tratadas como esgotos assimiláveis aos resíduos sólidos urbanos, em descargas de primeira categoria, ou como rejeições tóxicas ou nocivas em descargas de segunda categoria.

Com base nisto e em outros problemas relacionados com a capacidade de remoção dos compostos tóxicos e nocivos, realizam--se há vários anos investigações em diversas partes do mundo para a utilização de processos anaeróbios no tratamento de águas de esgoto urbanas.

De factô, o processo anaeróbio apresenta uma baixa produção de lamas em relação à quantidade de substância orgânica retirada (da ordem de cerca de 0,1 kg VSS por kg de COD eliminado e igual a cerca de 1/5 a 1/10 do produzido por um sistema com lamas activas).

No tratamento anaeróbio das águas urbanas, não é, no en- tanto, economicamente conveniente operar a um nível de temperatura do processo óptimo (30 a 35°C) como acontece normalmente na estabilização das lamas. Além disso, a complexidade do processo biológico anaeróbio comporta a presença de numerosos compostos intermédios tais como sulfuretos e amoníaco, que, além de determinarem um COD solúvel à saída mais elevado em relação a um processo aeróbio, são substâncias inquinantes que são eliminadas . O objectivo da presente invenção é o de proporcionar um processo que, aliando as solicitações de ambos os sistemas conhecidos, permita simultaneamente uma elevada percentagem de remoção dos parâmetros considerados na legislação e uma menor produção de lamas em relação a uma instalação aeróbia convencional.

De acordo com a presente invenção, prevê-se um processo anaeróbio/anóxico/aeróbio ("ANANOX") para o tratamento dos es-gostos urbanos, caracterizado pelo facto de compreender três fases bem separadas, constituídas por um primeiro tratamento anaeróbio, a que se segue uma fase anóxica, seguida depois por uma fase aeróbia final. A invenção será descrita agora com referência ao único desenho anexo, que representa o esquema do processo e da instalação de depuração em que o mesmo ê aplicado.

Com referência ao desenho, a água de descarga a tratar entra num feactor ABR (Anaerobic Baffled Reactor), que compreende três câmaras 1, 2 e 3, em que têm lugar quer a sedimentação primária quer uma parte da remoção anaeróbia do carbono orgânico. A câmara 3 do reactor ABR é mantida em condições anóxicas e nela efectua-se a desnitrificaçio. Na citada câmara, misturam-se os efluentes provenientes da nitrificação e da fase anaeróbia. O influente anaeróbio constitui a fonte de carbono exterior para o processo de desnitrificaçao, fornecendo matéria orgânica.

Esse sistema de processo permite além disso aproveitar as potencialidades de alguns microrganismos que conseguem utilizar os sulfuretos como doadores de electrões para a desnitrifi-cação.

Na parte terminal da câmara de desnitrificação 3, coloca-se um sedimentador anaeróbio 4, que tem a função de intrapo-lar as lamas anaeróbias/anóxicas, evitando a sua passagem para a fase oxidante seguinte. As lamas assim separadas são recircula-das para a entrada do reactor dividido em compartimentos. A mistura que sai do reactor é submetida a arejamento que, além dè permitir a ulterior remoção do COD, nitrifica a parte do azoto amoniàcal ainda não oxidada.. Depois da câmara 4, -6-

têm-se em seguida as fases de nitrificação em 5 e a sedimentação final em 6. A recirculação para a desnitrificação, de maneira diferente em relação às instalações tradicionais, interessa o refluxo clarificado â saída e não a mistura arejada. Também deste modo mantêm-se separadas as lamas anaeróbias/anóxicas das aeróbias. Esta separação é extremamente importante a fim de evitar a formação de biomassa filamentosa na fase oxidativa, que provocaria dificuldades de sedimentação final.

As lamas em excesso sao extraídas do fundo das primeiras duas câmaras 1 e 2 do reactor compartimentado e do sedimentadõr final 6. 0 processo acima descrito permite optimizar separadamente cada uma das fases de tratamento, favorecendo uma menor sensibilidade às flutuações dos parâmetros operativos e, em certa medida, protege a zona aeróbia e, em particular, as baterias nitrif icantes contra a acção das substâncias tóxicas externas (por exemplo, compostos clorados), na medida em que estes podem ser decompostos e biodegradados na primeira fase anaeróbia.

Pela análise dos resultados obtidos no trabalho experimental realizado em escala piloto, verificou-se que o processo de acordo com a presente invenção apresenta várias vantagens, -7-

entre as quais níveis muito baixos de COD e de sólidos â saída e também com utilização de baixas temperaturas, acompanhado de uma produção de lamas três a cinco vezes inferior â das instalações convencionais. Verificou-se, além disso, uma grande diminuição de azoto na entrada através da desnitrificação anóxica, sem adicionar nenhum composto de carbono. A presente invenção foi ilustrada e descrita com referência a uma sua forma de realização preferida, mas entende-se que se possam realizar variantes de execução na prática realizadas por quaisquer especialistas na matéria sem que, no entanto, se saia do âmbito de protecção do presente pedido de patente de invenção.

Claims (13)

1. -8- -8-

   REIVINDICAÇÕES 1. - Processo para a depuração de líquidos em geral, particulamente das águas de esgoto municipais, caracterizado pelo facto de compreender tris fases separadas e distintas, constituídas por um primeiro tratamento anaeróbio, por uma fa se anóxica intermédia e por uma fase aeróbia final.
2. 2. - Processo de acordo com a reivindicação 1, cara£ terizado pelo facto de se realizar a primeira fase introduzin do o líquido a depurar tal e qual se encontra num reactor anaeróbio do tipo compartimentado, onde têm lugar quer a sedi mentação primária quer a eliminação anaeróbia parcial do carbono orgânico.
3. 3. - Processo de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo facto de o referido reactor possuir tris compartimentos, dois dos quais efectuam a fase anaeróbia, enquanto o compartimento final serve para a desnitrificação.
4. 4. - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto de, nas mencionadas duas primeiras -9-

   camaras do reactor compartimentado, se recuperar o gás metano produzido a partir dos líquidos a depurar.
5. 5. - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo facto de, na continuação do terceiro compartimento do citado reactor, se prever um sedimentador anaeróbio (aparador de lamas), que efectua a separação da biomassa anaeróbia/anóxica da biomassa aeróbia.
6. 6, - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo facto de a referida fase de separação ser integrada mediante reciclagem, na câmara ou compartimento de desnitrificação, do efluente clarificado e retirado a jusante da fase de sedimentação final, junto da saída do material depurado.
7. 7. - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo facto de as lamas separadas no sedimentador anaeróbio serem recirculadas para a entrada do reactor compartimentado. *
8. 8. - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo facto de o efluente do último compartimento do reactor ser submetido a nitrificação e depois a uma fase final de sedimentação. -10-
9. 9. - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo facto de uma fracção do material que se áe posita no fundo da câmara de sedimentação final ser recircula da para montante da câmara de nitrificaçao.
10. 10. - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo facto de a desnitrificação na câmara terminal do reactor ser realizada utilizando parte da substancia orgânica ainda não degradada como substrato para o desenvolvimento de bactérias desnitrificantes .
11. 11. - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo facto de a desnitrificação na câmara terminal do reactor compartimentado se realizar utilizando também os sulfuretos produzidos nas câmaras anaeróbias como substrato para a desnitrificação.
12. 12. - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo facto de as lamas em excesso serem extraídas do fundo das duas primeiras câmaras do reactor compartimentado (lamas anaeróbias) e do sedimentador final (lamas aeróbias).
13. 13.- Instalação para a depuração de líquidos em ge ral, particularmente para a depuração de águas de esgoto -11- municipais, que utiliza o processo de acordo com as reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo facto de ser constituída por um reactor (A3R) que compreende três câmaras (1), (2) e (3) em que têm lugar quer a sedimentação primária quer uma parte da remoção anaeróbia do carbono orgânico a partir da água de descarga que entra no referido reactor, estando a câmara (3) do reactor mantida sob condições anõxicas e efectuando-se nela a desnitri_ ficação, misturando-se os efluentes provenientes da nitrifica-ção e da fase anaeróbia, colocando-se um sedimentador anaeróbio (4) que tem a função de intrapolar as lamas anaeróbias/anõxicas, evitando a sua passagem para a fase oxi-dante seguinte, sendo as lamas assim separadas recirculadas para a entrada do reactor dividido em compartimentos, seguindo--se finalmente as fases de nitrificação em (5) e a sedimentação final em (6). o Aoente Oficial da Prepned^de Industriei