Tratamento secundário

Na fase de tratamento secundário da ETAR de Serzedo ocorre o tratamento biológico do efluente, a qual é composta por uma variedade de etapas de tratamento, como se pode verificar pela Figura 5. Nas seções seguintes são descritas essas etapas.

Figura 5 - Esquema de tratamento das águas residuais da ETAR de Serzedo, relativamente ao tratamento secundário. Adaptado de [1].

44 3.2.1. Tanques de contacto- seletor

É frequente acontecer a proliferação de bactérias filamentosas em sistemas de arejamento prolongado e a operar com uma configuração próxima da mistura completa. Estes organismos levam à má decantabilidade das lamas ativadas, e para que isso não aconteça, torna-se necessário criar formas de os organismos não-filamentosos crescerem de forma adequada, fornecendo os nutrientes e os substratos necessários ao seu crescimento. Este processo pode ocorrer em tanques de contacto (seletores), em que se dá a junção de uma determinada quantidade de lamas recirculadas com a totalidade das águas residuais que chegam ao sistema de tratamento.

O tanque de contacto foi construído como um reator de fluxo pistão, constituído por septos de forma a criar compartimentos no tanque, a fim de se obter um gradiente máximo de concentração em CBO5 e em CQO. Este sistema não possui arejamento e

funciona em condições anóxicas, para que determinadas bactérias filamentosas não se desenvolvam, estando provido apenas de agitadores submersíveis para a manutenção da biomassa em suspensão.

Foram considerados determinados fatores no dimensionamento do tanque, como o tempo de retenção hidráulico, a carga mássica horária (gradiente de concentração em termos de CBO5) e o designado floc loading, que não deve ser superior a 150

gCQO/KgMLSS. De forma a se controlar e otimizar a carga mássica, o sistema permite a reintrodução de uma certa quantidade de lama para o interior do reator biológico, aumentando assim a carga aplicada. O tanque apresenta uma influência bastante positiva sobre o índice volumétrico de lamas (IVL), melhorando o processo de sedimentação no decantador secundário.

Nesta etapa de tratamento o sistema é constituído por dois reatores de fluxo pistão, por cada linha de tratamento, cada um com três compartimentos e por cada secção um agitador submersível. O caudal de lamas recirculadas a introduzir no tanque é variável, podendo a sua regulação ser feita manualmente a partir do posicionamento de uma placa metálica ajustável, situada na caleira/descarregador da caixa de receção das lamas em recirculação [19][20].

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3.2.2. Reatores biológicos- tratamento por lamas ativadas

Na ETAR de Serzedo o tratamento biológico do efluente é realizado a partir de um sistema de lamas ativadas com reatores com a configuração de uma vala de oxidação do tipo Carrossel. O principal objetivo deste tratamento biológico é a remoção, por parte da comunidade microbiana, da matéria orgânica solúvel e insolúvel existente no efluente, bem como a remoção biológica do azoto e do fósforo.

Estão instalados na ETAR dois reatores, cada um equipado com um sistema de difusão de bolha fina e agitadores submersíveis, a operar em arejamento prolongado e com uma estrutura adequada que possibilita uma depuração eficiente da água residual, a ocorrência dos processos de nitrificação/desnitrificação, para a remoção dos compostos azotados do efluente, a remoção de fósforo e a estabilização simultânea das lamas biológicas no sistema.

O dimensionamento deste sistema de lamas ativadas incluiu determinados aspetos: o tratamento biológico em arejamento prolongado; o controlo dos níveis de oxigénio dissolvido realizado por sondas de oxigénio dissolvido e de azoto amoniacal no reator; a concentração mínima de oxigénio dissolvido de 1.5 mg/L; arejamento efetuado por um sistema de difusão de bolha fina; a temperatura mínima de 19ºC; o intervalo de valores para os sólidos suspensos no licor misto (MLSS) de 2000-5000 mg/L; a carga mássica (kg CQO/gMLSS/d) entre 0.15 e 0.20 e a idade das lamas superior ou igual a 15 dias.

O sistema de arejamento dos reatores biológicos é constituído por dois pares de grelhas, para cada linha de arejamento, com difusores de bolha fina ao qual está associada a uma central de produção de ar, constituída por três sopradores de caudal variável (sendo um de reserva). A regulação automática do caudal de ar fornecido pelos sopradores é realizada em função de um determinado set-point de oxigénio dissolvido, definido no sistema de supervisão, e monitorizado em contínuo pelos medidores de oxigénio. Estão instalados medidores controladores de pressão nas condutas dedicadas ao arejamento. Cada reator está equipado, portanto, com quatro grelhas de arejamento, sendo o controlo de cada grelha efetuado através da operação de quatro válvulas manuais, que permitem limitar o caudal de ar admitido.

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No reator biológico são sempre garantidas as condições mínimas de agitação, estando instalados, em cada reator, 4 agitadores submersíveis do tipo “Banana Blade”. Estes agitadores garantem uma velocidade mínima de escoamento de efluente (0.28 m/s) na vala de oxidação.

A recirculação das lamas biológicas e a entrada do caudal de afluente para o reator é efetuada num dos canais não arejados, permitindo fornecer a matéria orgânica necessária aos processos de desnitrificação.

Para a instalação de Serzedo foi estabelecido um valor de 0.35 kgMLSS/KgCQO removida, para a produção de lamas biológicas em excesso. As lamas flotadas, produzidas no tratamento terciário, são encaminhadas para o reator e são posteriormente extraídas em conjunto com as lamas biológicas.

Em cada reator está instalado uma válvula manual, de descarga de fundo com ligação à elevação inicial.

O efluente dos reatores biológicos segue para as caixas de repartição, onde o efluente é encaminhado para os decantadores secundários [19][20].

3.2.3. Extração de lamas em excesso

As lamas biológicas em excesso são extraídas a partir das caixas de repartição, que fazem a alimentação aos decantadores secundários. Em cada caixa de repartição estão instaladas duas bombas submersíveis (com variação de velocidade).

Um dos objetivos de controlo do tratamento é a manutenção de uma idade de lamas adequada para o bom funcionamento de todos os processos envolventes no tratamento biológico. Para tal, estão instalados medidores de caudal nos circuitos de compressão de lamas em excesso para a primeira etapa do tratamento de lamas (espessamento). Como a extração das lamas em excesso é realizada diretamente a partir dos reatores biológicos, estes medidores vão permitir determinar a totalização diária de caudal de lamas em excesso, bem como a determinação da idade das lamas a que o sistema está a operar.

Nas caixas de repartição estão instalados medidores de sólidos em suspensão, com o objetivo de monitorizar a concentração de lamas nos reatores. O fluxo mássico de lamas em excesso que são alimentadas ao sistema de tratamento de lamas por

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espessamento, pode ser determinado pelo valor obtido da sonda referida com o caudal de lamas em excesso [19][20].

3.2.4. Decantação secundária

Na decantação secundária ocorre a separação da biomassa mineralizada e floculada no sistema de lamas ativadas da água residual e permite a manutenção da concentração de lamas ativadas indispensáveis ao tratamento biológico do efluente, através da sua recirculação para os reatores.

Para a clarificação do efluente estão instalados dois decantadores secundários circulares. A construção dos decantadores na ETAR com geometria circular deveu-se ao facto de não ter havido restrições em termos de área de implementação. Este tipo de geometria exibe uma melhor relação entre a área superficial e o perímetro de construção (custo de investimento) do que outro tipo de geometrias.

A entrada da água residual nos decantadores secundários é realizada por meio de deflectores centrais de distribuição que recebem a descarga do efluente das caixas de repartição. Os decantadores possuem uma ponte raspadora de superfície e de fundo, de modo a encaminhar as lamas decantadas para o respetivo compartimento de lamas. As lamas depositadas nos decantadores são encaminhadas para um poço de lamas situado no centro dos decantadores, através de um raspador em funcionamento contínuo, sendo posteriormente conduzidas graviticamente para a respetiva estação elevatória de lamas secundárias, e elevadas em contínuo a seguir para o respetivo tanque de contacto. As escumas que se podem formar casualmente à superfície dos decantadores são removidas pelo raspador de superfície. Estas são retidas pelo deflector periférico e encaminhadas pelo raspador para a caixa de escumas. Seguidamente, a mistura água mais escumas segue por gravidade para o circuito de escorrências do tratamento de lamas, que está ligado à elevação inicial.

O efluente que sai dos decantadores secundários é encaminhado através da caleira de descarga até à caixa de distribuição de caudais para as duas linhas de tratamento terciário ou para a tubagem de by-pass ao tratamento terciário, através do jogo de válvulas existente [19][20].

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3.2.5. Estação elevatória de recirculação de lamas biológicas

As estações elevatórias podem ser isoladas a partir do manuseamento de válvulas que estão instaladas à entrada destas.

As lamas são bombeadas em contínuo, a partir de cada estação elevatória, para as caixas de repartição de lamas em recirculação do tanque de contacto da correspondente linha de tratamento biológico. Em cada estação elevatória estão instalados 2 (+1) grupos eletrobomba submersíveis e em cada linha há um medidor de caudal. O caudal pode ser regulado pelas bombas, através do variador de frequência, permitindo assim a adaptação do sistema às diversas condições de afluência [19][20].