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

• 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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28

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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

• 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

• 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

• 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

• 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

• 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

• 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