Como monitorar o decantador secundário e obter melhor performance

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Entenda porque o monitoramento dessa unidade não deve ser ignorada.

Ele também merece toda a nossa atenção e é de extrema importância quando falamos em eficiência de processo no tratamento de efluentes.

O decantador secundário ou clarificador final como é conhecido por alguns é um dos processos unitários mais importantes e determinante na eficiência do tratamento de efluentes.

Os decantadores secundários no processo de lodos ativados são responsáveis pela separação da fase líquida e fase sólida, executando duas funções principais: clarificação e espessamento, ou seja fornecer um efluente clarificado, límpido, com baixa turbidez (sólidos suspensos) e na maiorias das plantas de tratamento esse clarificado já tem padrão de lançamento, também são unidades destinadas a fornecer um lodo espesso para retornar ao tanque de aeração com a finalidade de manter a concentração adequada de sólidos no processo (balanço de massa) assegurando que o grau necessário de tratamento possa ser alcançado dentro do tempo estipulado.

O sistema de lodo ativado consiste em dois processos unitários, o tanque de aeração e o decantador secundário, assim já está claro que são interdependentes e o desempenho do processo estritamente ligado um ao outro.

O processo de lodo ativado pode ser definido como tratamento aeróbio, de crescimento em suspensão na massa líquida e com retenção de biomassa.

A introdução de oxigênio pode ser feita através de diferentes formas, como por meio de aeradores superficiais, sistemas com difusores, até mesmo oxigênio puro pode ser introduzido diretamente nos tanques.

Os sólidos biológicos crescem na forma de flocos e são mantidos em suspensão pelo equipamento de aeração e a retenção de biomassa é feita através da recirculação do lodo separado nos decantadores secundários acoplados aos reatores biológicos ou tanques de aeração.

Assim, fatores centrais na operação bem como ferramentas disponíveis para analisar e monitorar os decantadores devem ser observados para que tenhamos o desempenho almejado, chega de arraste de sólidos e baixa eficiência de processo, vamos lá?

Critérios essenciais

O desempenho do decantador secundário depende de vários fatores, incluindo as características do lodo ativado (capacidade de sedimentação), carga hidráulica, carga de sólidos, fluxo de retorno do lodo ativado e características físicas do decantador, no entanto, dois aspectos essenciais para analisar e monitorar essa unidade são:

Capacidade de sedimentação

É um aspecto crítico no desempenho do decantador secundário. Mas e aí, como monitorar isso?

A capacidade de sedimentação do lodo ativado geralmente é quantificada usando o índice de volumétrico de lodo (IVL), já falamos sobre a importância desse e outros parâmetros para controle de processo nesse artigo.

IVL é definido como o volume (medido em mL) ocupado por 1 grama de sólidos suspensos após um período de sedimentação de 30 minutos. O teste IVL tradicionalmente é realizado em decantômetros de 1 L.  É possível realizar o teste com cilindros graduados (provetas) de 1 ou 2 litros; no entanto, como os cilindros graduados têm uma área superficial menor, esse teste pode não refletir com precisão o comportamento do lodo ativado no decantador secundário.

O cálculo do IVL requer duas entradas: o volume do teste de sedimentabilidade de 30 minutos e a concentração de sólidos suspensos no licor misto (SSV). A equação para calcular o IVL é a seguinte:

IVL =     SS₃₀/ SST _x 1000
Onde:

IVL = índice volumétrico de lodo, mL/g

SS₃₀ = sólidos sedimentáveis do tanque de aeração (30 min em decantômetro), mL/L

SST = sólidos suspensos totais do tanque de aeração, mg/L

Logo, valores elevados representem um lodo de baixa densidade (expansivo), e, caso contrário, valores baixos indicam um lodo compacto.

O ideal é que o valor do IVL seja mantido entre 40 e 140 mL/g.

Manta de lodo

O alto volume de sólidos floculantes no clarificador secundário resulta na formação de uma manta de lodo.

A altura da manta de lodo varia e pode se tornar tão elevada que a biomassa será arrastada para fora do decantador e para o efluente final, essa é uma condição crítica pois, uma vez efluente final com sólidos suspensos invariavelmente queda de eficiência em remoção de DBO.

A determinação da altura da manta de lodo no decantador secundário é uma variável importante para tomada de decisão operacional, permite ao operador conhecer o volume de lodo e o tempo de detenção, alertando também para um manta ascendente, possibilitando assim uma assertividade nas alterações operacionais e evitando transtorno no processo.

O nível de manta de lodo pode ser monitorado manual ou automaticamente, o método comumente utilizado para esse teste é através de um amostrador linear também conhecido como “sludge judge” ou através de um medidor ultrassônico.

O amostrador linear é um tubo de plástico transparente com uma válvula na parte inferior (válvula de pé). Este dispositivo é simplesmente abaixado lentamente no decantador até atingir o fundo. A válvula na parte inferior permite a entrada dos sólidos e a água clarificada quando o tubo é levantado para fora do decantador, observa-se o perfil de sedimentabilidade e é possível realizar a medição, uma vez que o tubo tem marcações espaçadas de 30 cm para que a manta de lodo possa ser determinado.

O nível ideal de manta de lodo deve ser determinado pela experiência operacional e deve fornecer a profundidade adequada de assentamento e armazenamento de lodo.

Normalmente, decantadores secundários permitem 0,5 a 1,0 metro de profundidade para espessamento.

Assim, o operador deve manter o nível ideal de manta de lodo afim de evitar a perda de biomassa do decantador e consequentemente arraste de sólidos.