A Tabela 1 apresenta a estatística descritiva dos parâmetros de esgoto bruto considerados relevantes para esta pesquisa, considerando-se o período de 1 ano anteriormente à data de finalização da terceira campanha dos testes de sedimentação. Observa-se que a temperatura, bem como o pH, não sofreram alterações muito acentuadas ao longo do ano.
O coeficiente de variação (CV) é interpretado como a variabilidade dos dados em relação à média (TOGNON, 2011). Quanto menor for o seu valor, mais homogêneos serão os dados. Segundo Melo (2015), o CV é considerado baixo quando o resultado for menor ou igual a 25%. Entretanto, saber se um CV em particular é excessivamente alto ou baixo requer experiência com dados similares (STEEL; TORRES, 1980).
Segundo Judice et al. (2002), o coeficiente de variação, como medida de dispersão, tem sua principal vantagem fundamentada na possibilidade de comparar variáveis de naturezas distintas. Como o coeficiente de variação é dado em valor relativo, é possível comparar séries de valores que apresentam unidades de medida distintas.
Tabela 1 – Estatística descritiva dos dados de esgoto afluente de 16/02/19 a 15/02/20
Dados (n) Mínimo Máximo Média Mediana DP CV (%)
Vazão (m³/dia) 365 3.304 26.143 10.073 9.873 2.569 26 Carga orgânica (kgDBO/dia) 52 523 8.046 2.109 1.901 1.149 54 Temperatura (°C) 365 23,5 33,40 28,2 28,0 1,4 5 pH 364 5,1 8,0 6,9 7,0 0,3 5 Cloreto total (mg/L) 53 54,0 2.100,0 599,5 440,0 473,7 79 DBO5,20 (mg/L) 52 55,0 698,0 203,7 191,0 98,5 48 DQO (mg/L) 52 91,0 1.309,0 415,2 390,0 188,3 45 SST (mg/L) 52 50,0 633,0 168,5 140,0 125,3 74
SSV (mg/L) 52 30,0 557,0 133,2 105,0 110,9 83 O&G (mg/L) 53 14,8 234,1 52,4 43,0 40,9 78
NT (mg/L) 52 15,0 78,0 47,6 46,0 11,4 24
NTK (mg/L) 52 14,0 77,8 47,2 46,0 11,3 24
P total (mg/L) 52 1,1 30,8 6,1 6,0 4,0 65
Nota: n - número de amostras; DP - desvio-padrão; CV - coeficiente de variação (%). Desconsiderou- se um outlier de pH no valor de 2,9.
Fonte: Adaptado de Cesan (2020)
5.2 IDENTIFICAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS DO LIQUOR MISTO
A concentração de SST das amostras de liquor misto coletadas para a realização dos testes de sedimentação, variou em cada campanha, como segue na Tabela 2. Essas amostras foram coletadas pontualmente no tanque de aeração contínua, anterior ao tanque que estava sedimentando no momento. Por sua vez, o IVL das amostras variou de 88 a 238 ml/g, sendo as campanhas 2 e 3 as que apresentaram valores predominantemente mais elevados.
Tabela 2 – Concentração de SST e IVL das amostras coletadas para posterior diluição e execução dos testes de sedimentação
Fonte: Elaborado pela autora (2020)
Analisando qualitativamente a microscopia ótica do lodo biológico (Figura 31), de modo a avaliar a estrutura dos flocos em cada campanha, observa-se que, no que se refere à primeira campanha, a amostra de lodo coletado no dia 19/06/19 foi a que apresentou flocos com estrutura mais compacta e densa, comparada às demais campanhas, com menor quantidade de bactérias filamentosas em sua macroestrutura. Adicionalmente, o IVL determinado com dados de SST e Ssed analisados no dia 25/05/19 15/06/19 20/06/19 07/12/19 14/12/19 28/12/19 25/01/20 01/02/20 08/02/20
SST (mg/L) 3000 3252 4075 2250 3097 2291 1755 2176 2337
IVL (ml/g) 130 100 88 114 125 206 238 231 184
Campanha 3
20/06/19 foi significativamente menor que os demais, sendo o único classificado como de boa sedimentabilidade, segundo Von Sperling (2012). Amostras de lodo coletadas nos dias 22/05/19 e 12/06/19, por sua vez, mostraram a existência de flocos mais difusos e irregulares, apresentando visualmente maior quantidade de filamentos. Paralelamente, os IVLs das amostras coletadas dos dias 25/05/19 e 15/06/19, utilizadas para os testes de sedimentação, foram os mais elevados da campanha, reforçando a correlação entre o IVL e a estrutura do floco (JENKINS; RICHARD; DAIGGER, 2004).
A campanha 2 iniciou com flocos mais densos e compactos, porém passaram novamente a ficar mais abertos e irregulares, apresentando abundância de filamentos. O dia 25/12/19 apresentou resultado mais crítico, com floco pouco denso e estrutura bastante irregular. Da mesma forma, o IVL da amostra coletada para os testes do dia 28/12/19 foi o mais elevado da campanha, classificado como de sedimentabilidade ruim (VON SPERLING, 2012).
Seguindo a mesma tendência, na terceira campanha os flocos mostraram-se muito difusos e com formato irregular, com abundância de filamentos, crescendo dentro e fora dos flocos, formando pontes de contato com outros flocos (Figura 31), o que pode comprometer a sedimentabilidade. O IVL mais elevado dentre todas as amostras coletadas foi o do dia 25/01/20, alcançando 238 ml/g, resultado este que sugere uma sedimentabilidade ainda menos satisfatória que as demais. Segundo Jordão e Pessôa (2014), o lodo com IVL entre 200 e 400 mg/L é caracterizado como lodo “doente”.
Figura 31 – Microscopia ótica da estrutura dos flocos biológicos
Fonte: Cesan (2020)
Govoreanu et al. (2013) constataram em seu estudo que uma correlação entre o tamanho do floco e as propriedades de sedimentação é altamente dependente do tipo de microrganismos presentes na estrutura do floco, e observaram que a tendência crescente no tamanho dos flocos e no IVL do lodo estudado pode ter sido causada pelo crescimento contínuo de organismos filamentosos (GOVOREANU et al., 2003).
O excesso de bactérias filamentosas tem um grande impacto negativo nas propriedades de sedimentação de lodos e, portanto, é essencial entender a causa de sua presença, de forma a prevenir ou resolver problemas de sedimentação. Alguns poucos filamentos tornam os flocos mais fortes e a macroestrutura compacta, porém, quando estão em abundância, causam problema de intumescimento do lodo,
40x 40x 100x 40x 40x 40x 40x 40x 40x Camp an h a 1 Camp an h a 2 Camp an h a 3
aumentam a área superficial dos flocos e diminuem a densidade dos mesmos (JENKINS; RICHARD; DAIGGER, 2004).
Segundo Jenkins et al. (1993) as bactérias filamentosas interferem na sedimentação e compactação dos flocos de lodo ativado de duas maneiras: alguns microrganismos filamentosos crescem dentro dos flocos, dando-lhes uma estrutura aberta difusa, e esses flocos abertos têm espaço para reter água de modo que, embora a agregação de flocos individuais não seja mecanicamente prejudicada por filamentos que se projetam dos flocos, a água em excesso permanece capturada no lodo assentado. Além disso, os filamentos podem afetar negativamente a sedimentação e compactação dos flocos de lodo ativado. A maioria das filamentosas se projetam para fora dos flocos e vão se agregando aos filamentos de outros flocos, dando origem a estruturas indesejadas conhecidas como “pontes”. Consequentemente, ocorre a formação de uma rede de flocos, que sofre com maior intensidade a influência do arraste, reduzindo, portanto, a velocidade de sedimentação.
5.3 IDENTIFICAÇÃO DAS CONDIÇÕES OPERACIONAIS E DE FATORES DE