Filtros biologicos

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
CENTRO SUPERIOR DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA
TECNOLOGIA EM SANEAMENTO AMBIENTAL

Filtros Biológicos
Emilia Nunes da Silva
Maira Cristina Gasparini
Maraline Conservani Klingohr
Priscila Halley Oliveira
Rodrigo Fernandes Castanha
Tassia Vanessa Siqueira

R.A. 060375
R.A. 062620
R.A. 062641
R.A. 063736
R.A. 064264
R.A. 046575

Profº Drº Peterson Bueno de Morais
ST502 TRATAMENTO BIOLÓGICO DE EFLUENTES LÍQUIDOS
ST503 TRATAMENTO FÍSICO-QUÍMICO DE EFLUENTES LÍQUIDOS

Tratamento biológico ou secundário
Muito utilizado após o tratamento físico químico,
para completar a remoção da carga orgânica de
efluentes.

Tratamento físico químico – primário
Tratamento biológico – secundário

Escolha do tipo de tratamento
Depende principalmente das características do
efluente, da eficiência da remoção da carga orgânica
desejada e das condições climáticas da região onde
esta instalado.

Objetivos dos sistemas de tratamento
biológicos
Imitam, de maneira artificial a natureza, depurando
os resíduos que podem causar poluição.

Microorganismos
envolvidos
na
degradação da matéria orgânica nos
sistemas biológicos.
Bactérias
Fungos
Algas
Protozoários
Rotíferos
Nematódeos

Fatores que influenciam no
crescimento e sobrevivência dos
microorganismos.
Temperatura
Ph
O.D
Luminosidade
Nutrientes
Substancias tóxicas
Carga orgânica

Fatores que influenciam a escolha
do sistema de tratamento biológico
Características efluentes a ser tratado
Custo dos equipamentos
Custo operacional
Área disponível
Necessidade de remoção de nutrientes
Resistência as variações de carga

Filtros Biológicos
Foi o 1º sistema de depuração de águas que
conseguiu apresentar rendimentos depurativos
elevados.

Método de origem – filtros de areia
Método atual

Atividade biológica do método
Processo na película – é constituída por dois
fenômenos biológicos distintos combinados:
1 Fenômeno anaeróbio – ocorre na película em
contato com o recheio;
2 Fenômeno aeróbio- ocorre na parte externa;

Processo de formação, crescimento e
ruptura da película

Figura 3 Sistema rotatório de distribuição no FBP (ETE
Caçadores – Cambé/PR)

Equipamentos mínimos necessários
para os sistemas de filtros biológicos
Os sistemas de filtros biológicos apresentam como
equipamentos principais para o seu funcionamento
o distribuidor rotativo, raspadores de lodo,
elevatória para recirculação, misturador para
digestor, equipamento de gás.

Tabela 1. Características típicas do sistema de filtros biológicos
para tratamento de esgostos sanitários.

Sistema de
tratamento

Eficiência na remoção (%)

Requisitos

Matéria
orgânica

Filtros
biológicos

Patogênicos

Área
(m2/hab)

60-90

0,15-0,7

0,2-1,6

Quantidade
de lodo a ser
tratado
3/hab.ano)
(m

40-120

0,4-1,5

Potência
(W/hab)

80-93

Custos
(US$/hab)

Categorias dos leitos percolados
(filtros biológicos)
Filtros baixa carga específica
- resistente a variação da carga orgânica
-fácil operação
-baixo valor das cargas aplicadas
-velocidade de percolação do liquido baixa

Filtros alta carga específica
-Alto valor das cargas aplicadas
-Velocidade de percolação do liquido alta
-Utiliza a recirculação do efluente tratado

A opção entre filtro de baixa ou alta
capacidade
depende
das
características dos processos e dos
fatores locais
Comparando:
Filtros de baixa carga apresentam maior
profundidade. Por outro lado, não exigem
recirculação, sua operação é simples e oferece
um efluente nutrificado.

Tipos de filtros biológicos percoladores
FBP de baixa taxa
Pequena quantidade de DBO aplicada ao FBP, por unidade de
volume,
Disponibilidade de alimentos é menor;
Estabilização parcial do lodo (autoconsumo da matéria
orgânica celular) ;
Maior eficiência do sistema na remoção da DBO e de
nitrificação.;
Maiores requisitos de área, comparado ao sistema de alta
carga;
Principais problemas inerentes aos FBP de baixa carga é o
desenvolvimento de moscas.

FBP de taxa intermediária
São projetados com taxas de aplicação mais elevadas que às dos
filtros de baixa taxa;
A vazão de alimentação é contínua, embora a alimentação
intermitente também possa ser praticada;
Normalmente prevê-se a recirculação do efluente tratado,
objetivando o controle da espessura do biofilme e a melhoria de
eficiência do sistema;
O efluente produzido nos FBP é parcialmente nitrificado e
observa-se, ainda, um razoável desenvolvimento de moscas.

FBP de alta taxa
São submetidos a taxas bastante superiores às aplicadas em filtros
de baixa taxa e de taxa intermediária;
Apresentam menor requisito de área;
Redução na eficiência de remoção da matéria orgânica, e a não
estabilização do lodo no filtro.;
Alimentação é contínua e a recirculação é praticada regularmente;
As elevadas taxas de aplicação hidráulicas limitam constantemente
a espessura do biofilme;
Em decorrência das elevadas taxas de aplicação, a remoção de
DBO neste processo é inferior, ficando na faixa de 70% a 80%, e os
sólidos produzidos sedimentam com maior dificuldade no
clarificador;
Não se desenvolvem moscas e a nitrificação é parcial com as taxas
de aplicação mais baixas.;

FBP de taxa super alta
São geralmente preenchidos com meios granulares sintéticos;
Profundidades variando entre 3,0 e 12,0 m;
Não se desenvolvem moscas no filtro e não se tem nitrificação.

FBP grosseiro
Filtro de alta taxa utilizado no pré-tratamento de esgoto, a montante do
tratamento secundário.;
O material de enchimento é sintético e a alimentação é realizada
continuamente;
É de uso mais comum para despejos com concentrações de DBO mais
altas.;
Perdeu muito de sua aplicação com o desenvolvimento dos reatores
UASB, que vêm sendo utilizado em detrimento aos filtros grosseiros.

Novas formas de tratamento baseado
nos filtros
Discos biológicos
Biofiltros de leito fixo fluidizado

Estas formas utilizam como suportes físicos:
Carvão granulado
Carvão ativo
Ambos dão excelentes resultados na eliminação de
carga orgânica

Operação filtros biológicos
Operação simples
Deve-se dar atenção a manutenção dos
parâmetros de projeto para evitar a
desestabilização da atividade biológica.

Problemas operacionais
Formação de poças na superfície dos filtros
biológicos.
Este problema ocorre quando o volume de vazios
entre as pedra é totalmente tomado por crescimento
da camada biológica. Pode ser devido a:
Material selecionado para o meio filtrante ser de
dimensões demasiadamente pequenas ou de forma
irregular;
Carga orgânica excessiva em relação a carga
hidráulica

Para solucionar este problema sugerimos as
seguintes ações:
Remover a camada biológica do meio filtrante na
área afetada através da aplicação de jatos de água
(com alta pressão) na região empoçada;
Paralisar o distribuidor rotativo em cima da área
afetada de modo que a alta carga hidráulica
aplicada promova o arraste do material que
provoca o empoçamento.

Proliferação de moscas
(Psychoda alternata)
As moscas dos filtros são aquelas comumente encontradas no
banheiro das residências. São associadas com áreas úmidas,
altamente orgânicas, sendo os filtros um habitat ideal.
Depositam seus ovos nas paredes do reator e mesmo no
material de recheio. São capazes de sobreviver a temperatura
extremas e em baixas concentrações de oxigênio. Em
condições ideais o crescimento pode ser explosivo, causando
incômodo às pessoas das comunidades vizinhas à estação.
Também podem ser nocivas ao funcionamento do filtro, pois se
alimentam de microorganismos, prejudicando a película
biológica.

Para solucionar este problema, sugerimos as
seguintes ações:
Aplicar carga hidráulica continua. Segundo Jordão
(1982), a aplicação de cargas descontínuas favorece
a proliferação de moscas;
Lavar as paredes internas do filtro;
Clorar o afluente que ingressa no filtro (JORDÃO,
1982) 0,5 a 1,0mg/l;
Utilizar telas de pequenos diâmetro ao redor do
filtro a fim de evitar a saída das moscas;
“afogar” o filtro durante mais ou menos 24 horas.

Tabela 2. Balanço de vantagens e desvantagens para
sistema de filtros biológicos.
Sistemas de filtros biológicos
Vantagens

Desvantagens

Elevada eficiência na remoção de
DBO;
Requisitos de área relativamente
baixos;
Mais simples conceitualmente do
que lodos ativados;
Índice
de
mecanização
relativamente baixo;
Equipamentos mecânicos simples;
Estabilização de lodo no próprio
filtro (no caso de filtros de baixa
carga);

Menor flexibilidade que lodos
ativados;
Elevados custos de implantação;
Relativa
dependência
da
temperatura do ar;
Relativamente
sensível
a
descargas tóxicas;
Necessidade do tratamento do
lodo e da sua disposição final;
Possível problemas com moscas
(filtros de baixa carga);
Elevada perda de carga;

Em resumo, os filtros biológicos constituem
alternativas de baixo custo, principalmente
no que se refere aos equipamentos e ao
consumo energético. Contudo, geralmente,
apresentam baixa eficiência de remoção da
carga orgânica, devendo ser utilizados em
serie com outros filtros ou até mesmo com
outros sistemas aeróbios mais eficientes.

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