Como Enfrentar o Problema de Tratamento de Efluentes
1. Introdução
A crescente exigência ambiental imposta aos empreendimentos industriais vem obrigando as empresas a revisarem continuamente seus sistemas de tratamento de efluentes. Em muitos casos, o aumento de produção industrial ocorre sem a devida ampliação ou modernização da Estação de Tratamento de Efluentes (ETE), provocando sobrecargas hidráulicas e orgânicas que comprometem a eficiência do tratamento.
No setor alimentício, especialmente em indústrias de laticínios, os efluentes apresentam elevadas concentrações de matéria orgânica biodegradável (DB), gorduras (óleos e graxas), nutrientes (nitrogênio e fósforo) e grande variabilidade operacional ao longo do dia. Isso torna o processo biológico extremamente sensível às oscilações de carga e vazão.
Foi justamente este o cenário encontrado pela H2O Engenharia durante o diagnóstico técnico da ETE da unidade de uma grande indústria de laticínios, localizada no Estado de Minas Gerais/MG.
Após avaliações hidráulicas, operacionais e processuais, foi desenvolvido um projeto completo de readequação da planta, cujo principal destaque foi a implantação de um novo sistema biológico de Lodos Ativados com a introdução de um novo Tanque de Aeração em formato de Lagoa Aerada.
2. O desafio operacional da ETE existente
O estudo desenvolvido pela H2O Engenharia demonstrou que a planta sofria diretamente com oscilações de vazão e carga orgânica provenientes do processo industrial.
Os dados levantados mostraram vazão média de efluente gerado próxima de 450 m³/dia, picos hidráulicos superiores a 56,0 m³/h e elevadas concentrações de DBO, DQO e Óleos e Graxas. Além disso, verificou-se elevada variabilidade operacional típica de indústrias alimentícias.
A partir deste cenário, a H2O Engenharia desenvolveu uma nova concepção operacional para a ETE, priorizando melhoria na eficiência de remoção de matéria orgânica, expressa em DBO5,20, estabilidade do processo, flexibilidade operacional, redução de riscos e eficiência energética, com a implementação do conjunto soprador + difusor.
3. A concepção da nova Lagoa Aerada
O coração da readequação da ETE foi a implantação de um novo sistema de Lodos Ativados na modalidade Aeração Prolongada.
O novo Tanque de Aeração foi concebido em formato de Lagoa Aerada, permitindo elevada capacidade de absorção de cargas, maior estabilidade microbiológica, maior robustez operacional e facilidade construtiva.
O projeto completo desenvolvido pela H2O Engenharia contemplou memorial de cálculo, memorial descritivo, desenhos técnicos, layout executivo, balanços de massa, estudos energéticos e estudos hidráulicos.
Figura 1 – Projeto da nova Lagoa Aerada desenvolvido pela H2O Engenharia.
O tanque foi dimensionado com aproximadamente 770 m³ de volume útil, operando com SST próximos de 5.000 mg/L, elevada idade do lodo e eficiência estimada superior a 95% de remoção de DBO5,20.
Figura 2 – Projeto da nova Lagoa Aerada desenvolvido pela H2O Engenharia.
Figura 3 – Projeto da nova Lagoa Aerada desenvolvido pela H2O Engenharia.
4. Por que optar pela modalidade Aeração Prolongada?
A modalidade de Lodos Ativados por Aeração Prolongada foi escolhida em função de sua elevada robustez operacional para aplicações industriais, bem como pela alta eficiência na remoção de matéria orgânica, a qual pode ultrapassar 95,0% quando o sistema opera dentro das condições adequadas de projeto e operação (controle de idade de lodo, F/M, TDH, etc..).
Entre as principais vantagens deste sistema destacam-se maior estabilidade frente às oscilações de carga, melhor qualidade do efluente tratado, menor geração de lodo excedente e maior resistência a choques orgânicos.
O processo opera mantendo elevada concentração de biomassa dentro do reator biológico, permitindo maior eficiência na degradação da matéria orgânica.
5. A importância da equalização
Um dos pontos mais importantes do projeto foi a transformação do antigo tanque de aeração em um novo Tanque de Equalização com aproximadamente 704 m³ de volume útil.
Esta readequação permitiu amortecimento dos picos hidráulicos, homogeneização das cargas orgânicas, estabilização do pH e redução de choques biológicos.
O tanque passou a operar com controle automático de pH, dosagem de alcalinizante e acidificante e sistema de mistura/agitação.
6. Integração entre FAD, Lagoa Anaeróbia e Lodos Ativados
Outro diferencial importante do projeto foi a flexibilidade operacional criada pela H2O Engenharia.
A planta passou a contar com dois cenários operacionais: FAD → Lagoa Anaeróbia → Lodos Ativados; e FAD → Lodos Ativados via by-pass. A Figura 4, a seguir, apresenta o novo fluxograma de processo, desenvolvido pela H2O Engenharia.
Figura 4 – Projeto da nova Lagoa Aerada desenvolvido pela H2O Engenharia.
Essa estratégia permite maior flexibilidade operacional, manutenção da Lagoa Anaeróbia sem parada da planta e adaptação às condições reais de eficiência do FAD.
7. Eficiência energética
Durante o desenvolvimento do projeto, a H2O Engenharia também realizou um estudo comparativo entre aeradores superficiais e sistema de ar difuso.
O estudo demonstrou que o sistema de ar difuso poderia proporcionar redução significativa do consumo energético, maior eficiência de transferência de oxigênio e menor necessidade de manutenção.
Por outro lado, o reaproveitamento dos aeradores existentes também foi considerado como alternativa técnica e econômica, desde que associados a inversores de frequência para controle de potência.
8. O papel da engenharia
Projetos de readequação de ETE vão muito além da simples instalação de novos equipamentos.
É necessário compreender o comportamento hidráulico, a microbiologia do sistema, a geração de lodo, o consumo energético e a rotina operacional da equipe da planta.
No caso da ETE desta indústria de laticínios, a H2O Engenharia desenvolveu uma solução integrada, focada não apenas em atender parâmetros ambientais, mas em garantir estabilidade operacional de longo prazo.
9. Considerações finais
A implantação de uma nova Lagoa Aerada na ETE representou uma mudança estrutural importante na filosofia operacional da planta.
O projeto desenvolvido pela H2O Engenharia demonstrou que em indústrias de laticínios, onde a contribuição de matéria orgânica e gordura são extremamente altas, os sistemas biológicos precisam ser robustos, que equalização é indispensável em efluentes industriais e que retrofit inteligente permite reaproveitar estruturas existentes com elevada eficiência.
Mais do que ampliar uma ETE, o objetivo foi construir uma planta preparada para operar com estabilidade, eficiência e segurança operacional ao longo dos próximos anos.
A experiência mostra que o sucesso de uma ETE não depende apenas da tecnologia escolhida, mas principalmente da qualidade da engenharia aplicada no desenvolvimento do processo.
H2O Engenharia Ltda.
