Aulas de Tratamento de Águas Residuárias e Tratamento de Efluentes. Aulas não revisadas. Vários autores.

1. TRATAMENTO ÁGUAS
RESIDUÁRIAS
Aula 6 – Lagoas aeradas facultativas

2. Introdução
A lagoa aerada facultativa é utilizada quando se
deseja ter um sistema predominantemente aeróbio,
e de dimensões mais reduzidas que as lagoas
facultativas ou o sistema de lagoas anaeróbias
seguidas por lagoas facultativas.
Grade
Cx de
areia
Fase
Sólida
Fase
Sólida
Medição
de vazão
Lagoa Aerada Facultativa

3. Princípio de funcionamento
A principal diferença entre
este tipo de sistema e
uma lagoa facultativa
convencional é que o
oxigênio, ao invés de ser
produzido
por
fotossíntese
realizada
pelas algas, é fornecido
por
aeradores
mecânicos.
Estes
constituem-se
de
equipamentos
providos
de
turbinas rotativas de eixo vertical
que
causam
um
grande
turbilhonamento na água através
de
rotação em grande
velocidade.

4. Princípio de funcionamento
O turbilhonamento da água facilita a penetração e
dissolução do oxigênio. Tendo em vista a maior
introdução de oxigênio na massa líquida do que é
possível numa lagoa facultativa convencional, há
uma redução significativa no volume necessário
para esse tipo de sistema, sendo suficiente um
tempo de detenção hidráulica variando entre 5 a
10 dias, e como conseqüência, o requisito de área
é menor.

5. aerovor.com.br
higra.com.br
Princípio de funcionamento
Aerovor
modelo
"Embarcado
com
Bomba
Submersa"
realiza a oxigenação
Intensiva e produção
de micro bolhas.

6. Descrição do Processo
O grau de energia introduzido na lagoa através dos
aeradores é suficiente apenas para a obtenção de
oxigênio, porém não é suficiente para a
manutenção dos sólidos em suspensão e bactérias
dispersos na massa líquida. Portanto ocorre
sedimentação da matéria orgânica formando o
lodo
de
fundo
que
será
estabilizado
anaerobiamete como em uma lagoa facultativa
convencional.

7. Descrição do Processo
A lagoa aerada pode ser utilizada quando se deseja
um sistema predominantemente aeróbio e a
disponibilidade de área é insuficiente para a
instalação de uma lagoa facultativa convencional.
A lagoa aerada pode também ser uma solução
para lagoas facultativas que operam de forma
saturada e não possuem área suficiente para sua
expansão.
O tempo de detenção na lagoa é de ordem de 5 a
10 dias, requisito de área é bem menor.

8. Critérios de Projeto
O dimensionamento das lagoas aeradas facultativas
é similar ao as lagoas facultativas.
Não é
considerado neste caso a taxa de aplicação
superficial (pois o processo não depende de
fotossíntese).
Critérios levados em conta:
 Tempo de detenção;
 Profundidade.

9. Critérios de Projeto
Tempo de detenção
O tempo de detenção deve ser adotado de forma a
permitir uma remoção satisfatória da DBO. De
maneira geral, adotam-se valores variando de:

t = 5 a 10d

10. Critérios de Projeto
Profundidade
A profundidade da lagoa deve satisfazer os
seguintes critérios:
• Compatibilidade com o sistema de aeração;
• Necessidade
de uma camada aeróbia de
aproximadamente 2m para oxidar os gases de
decomposição anaeróbia do lodo de fundo.
Adota-se H na faixa de:
H = 2,5 a 4,0 m


11. Estimativa da Concentração Efluente
de DBO
A estimativa da concentração efluente de DBO segue
um procedimento similar ao utilizado para as
lagoas facultativas o regime hidráulico deve ser
levado em consideração.
O efluente das lagoas aeradas facultativas é
constituído de matéria orgânica dissolvida (DBO
solúvel) e matéria orgânica em suspensão (DBO
particulado).
DBOtotal = DBOsolúvel + DBOparticulado

12. DBO solúvel
A estimativa do DBO solúvel efluente é feita utilizando-se
as mesmas apresentadas para as lagoas facultativas.
O valor do coeficiente de remoção K é, no caso das
lagoas aeradas facultativas mais elevado.
Valores típicos situam-se na faixa:
K = 0,6 a 0,8 d-1
O valor de S0 (Concentração de DBO) a ser adotado nos
cálculos depende da atividade anaeróbia qual é
função da temperatura do líquido.

13. DBO particulada
Para se calcular a DBO particulada do efluente da
lagoa aerada facultativa, é necessário que se
estime a concentração de sólidos em suspensão
no efluente da lagoa, já que a DBO particulada é
causada exatamente pelos sólidos suspensos.
A quantidade de sólidos em suspensão no meio
líquido é função do nível de turbulência introduzido
pelos aeradores. Isso é avaliado através do
conceito de densidade de potência.

14. DBO particulada
A densidade de potencia representa a energia
introduzida pelos aeradores por unidade de
volume do reator, sendo obtida por meio da
fórmula.
ɸ = Pot / V
Onde:
ɸ = densidade de potência ( W/m3 )
Pot = Potência instalada (W)
V = Volume do reator (m3 )

15. DBO particulada

Estimativas de valores
Densidade da
potência (W/m3 )
SS
(mg/l)
0,75
50
1,75
2,75
175
300
Quanto maior a densidade da
potencia, maior a quantidade
de sólidos em suspensão.
A intensidade da mistura
depende do número e
distribuição dos aeradores e
no tamanho e geometria da
lagoa.

16. DBO particulada
As lagoas aeradas facultativas trabalham com baixa
densidade de potencia pois um dos seus objetivos é
possibilitar a sedimentação dos sólidos. Os valores
situam-se na faixa de:
Densidade de potência: ɸ = 0,75to 1,50 W/m3
A concentração de SS no efluente pode ser
controlado reduzindo o número de aeradores. A
faixa de SS situam-se:
SS efluente: 50 a 100mg/l

17. Requisitos de Oxigênio
A quantidade de oxigênio a ser fornecida pelos
aeradores para a estabilização aeróbia da
matéria orgânica é usualmente igual à DBO total
última afluente. Adota-se DBOu / DBO5 entre 1,2 e
1,5.
A quantidade a ser fornecida de oxigênio pode ser
adotada como:
RO = Requisito de Oxigênio (kgO /d)
2
RO =a.Q.(S0 – S)/100
a = coeficiente, variando de 0,8 a 1,2 (kgO2
/kgBDO5 )
Q = vazão afluente (m3 /d)
S0 = Concentração de DBO total (solúvel +
particulado) Afluente (g/m3 )
S = concentração de DBO solúvel efluente (g/m3 )
1000 = conversão de Kg pra g

18. Sistema de Aeração
Os seguintes aspectos devem ser levados em
consideração:
• Os aeradores devem ser distribuídos homogeneamente
pela zona aerada da lagoa.
• No caso das lagoas predominantemente retangulares,
pode-se ter um maior número de aeradores mais
potentes na região próxima à entrada, onde a
demanda de oxigênio é superior.
• Aeradores contíguos devem ter sentidos de rotação
opostos, isto é, um deve ter o sentido horário e o outro
anti-horário.

19. Sistema de Aeração
•
•
•
Caso se deseje uma menor perda de sólidos no
efluente, a região final da lagoa poderá ficar sem
aeradores, de forma a garantir melhores condições
de sedimentabilidade.
Deve-se ter um mínimo de 2 aeradores em lagoas
pequenas.
Os dados do fabricante devem ser consultados com
relação à profundidade recomendada da lagoa,
zona de influência de cada aerador eficiência de
oxigenação.

20. Sistema de Aeração
Há dois tipos de área de influência de um aerador.
•
•
Zona de mistura: Área na qual
é garantida mistura do líquido,
propiciando a manutenção do
sólidos em suspensão.
Zona de oxigenação: Área na
qual é garantida a difusão de
oxigênio no meio líquido, mas
não a mistura.

21. Sistema de Aeração
Faixa de
Profundidade
potência dos
normal de
aeradores
operação (m)
(CV)
Diâmetro de influencia (m)
Oxigenação
Mistura
Diâmetro da
placa antierosiva
5 – 10
2,0 - 3,6
45 – 50
14 – 16
2,6 - 3,4
15-25
3,0 – 4,3
60 – 80
19 – 24
3,4 – 4,8
30 – 50
3,8 – 5,2
85 – 100
27 – 32
4,8 – 6,0
Valores aproximados para as faixas de operação de
aeradores mecânicos, em função da sua potencia. Como
pode ser observado, a área de influência de cada
aerador em termos de oxigenação é bem superior à
área de mistura.

22. Requisitos energéticos
A energia necessária para o suprimento dos requisitos
dos aeradores é calculada com base no consumo
de oxigênio (RO). O parâmetro que converte
consumo de oxigênio em consumo de energia é a
eficiência de oxigenação (EO) expressa nas
unidades de KgO2/kWh.
Faixa padrão:
Eopadrão = 1,2 a 2,0 KgO2/kWh
Condições reais:
Eocampo = 0,55 a 0,65 da EOpadrão

23. Requisitos energéticos

Potencia requerida
RE = ____RO____
24. Eocampo
RE = requisitos energético (kW)
24 = conversão de dias para horas (24h/d)
RO = Consumo de oxigênio
EO = Eficiência de oxigenação

24. Acúmulo de Lodo
A taxa de acúmulo de lodo é da ordem de 0,03 a
0,08 m3 /hab.ano. O lodo deverá ser removido
quando a camada atingir uma espessura que
possa ser afetada pelos aeradores, ou quando a
redução do volume útil for julgada substancial
(1/3 da altura útil).

25. Bibliografia
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

Lagoas de estabilização, volume 3, Marcos Von
Sperling 2ª Edição Ampliada; 2ª 2006. Editora
UFMG (publicação do DESA)
Giordano,Gandhi.TRATAMENTO E CONTROLE DE
EFLUENTES INDUSTRIAIS. Universidade Estadual
do Rio de Janeiro
Fundação Estadual do Meio Ambiente . F981o
Orientações básicas para operação de estações
de tratamento de esgoto / Fundação Estadual do
Meio Ambiente. —- Belo Horizonte: FEAM, 2006.

26. Sugestão
http://www.recolast.com.br/calculolagoas.htm
Cálculo para lagoas
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