Processos biológicos para a degradação da DQO, do amónio e do azoto
Encomendar o dimensionamento de uma estação de tratamento biológico de águas residuais
Dominik Hoffmann
Chefe de Desenvolvimento de Projectos
Maksim Neubauer
Diretor de Desenvolvimento de Projetos Internacionais
O que é o tratamento biológico aeróbico de águas residuais?
No tratamento biológico aeróbico de águas residuais, os microrganismos utilizam oxigénio para reduzir os componentes orgânicos biodegradáveis presentes nas águas residuais industriais. Dependendo da gestão do processo, além do DQO e do DBO, também é possível tratar biologicamente o amónio e o azoto.
Em condições aeróbicas, os microrganismos decompõem compostos orgânicos de carbono biologicamente disponíveis. Com uma gestão adequada do processo, o amónio é, além disso, oxidado por nitrificação, primeiro a nitrito e, posteriormente, a nitrato.
Para uma eliminação mais completa do azoto, é possível combinar etapas do processo aeróbico com fases anóxicas ou zonas de reator. Em condições anóxicas, o nitrato formado anteriormente é reduzido a azoto elementar através da desnitrificação.
O tratamento biológico aeróbico de águas residuais recorre a microrganismos e a oxigénio para remover as substâncias orgânicas biodegradáveis das águas residuais. Através da nitrificação e da desnitrificação anóxica complementar, é possível reduzir adicionalmente o amónio e o azoto.
Que substâncias podem ser removidas biologicamente das águas residuais industriais?
As substâncias que podem ser reduzidas biologicamente dependem da sua biodegradabilidade, da composição das águas residuais e do modo de operação escolhido. As principais funções das instalações biológicas aeróbicas são a degradação do carbono e o tratamento do azoto.
CSB e BSB
Os compostos de carbono orgânico biodisponíveis são metabolizados por microrganismos heterotróficos. Desta forma, é possível reduzir as cargas de DQO e DBO das águas residuais.
Amónio
Os microrganismos nitrificantes oxidam o amónio, em condições aeróbicas, primeiro a nitrito e, em seguida, a nitrato.
Azoto total
Em fases do processo ou zonas do reator anóxicas, o nitrato pode ser reduzido a azoto elementar através da desnitrificação e, assim, ser removido das águas residuais.
Micropoluentes biodegradáveis
Dependendo da composição das águas residuais, os sistemas biológicos podem também reduzir outros compostos orgânicos biodegradáveis . A biodegradabilidade efetiva é avaliada caso a caso, em função do projeto.
Comparação técnica de processos biológicos aeróbicos
O SBR, o MBBR, o MBR, as lamas ativadas e a biofiltração distinguem-se principalmente no que diz respeito à retenção de biomassa, ao modo de funcionamento, à separação de sólidos e ao conceito do reator. A comparação técnica revela as diferenças fundamentais entre os processos, independentemente da escolha posterior específica para cada projeto.
| Procedimento | Princípio da biomassa | Modo de funcionamento | Separação de sólidos | Característica técnica |
|---|---|---|---|---|
| SBR | Lamas ativas em suspensão | Discontínuo / cíclico | Sedimentação diretamente no reator SBR | A reação biológica e a sedimentação ocorrem sucessivamente no mesmo reator |
| MBBR | Biofilme em suportes móveis | De forma contínua | Separação específica da biomassa extraída | Elevada densidade de biomassa ativa graças ao biofilme em corpos de crescimento móveis |
| MBR | Biomassa em suspensão | Normalmente, de forma contínua | Filtração por membrana / UF externa | O tratamento biológico e a ultrafiltração externa são combinados |
| Lamas ativas | Lamas ativas em suspensão | De forma contínua | Decantação secundária com recirculação de biomassa | Separação espacial da reação biológica e da separação das lamas |
| BAF / Biofiltração | Biofilme em material filtrante ou suporte sólido | De forma contínua | Filtração no interior ou através do leito filtrante | O processo de biofilme biológico e a filtração são combinados numa única etapa do processo |
Os processos aeróbicos diferem sobretudo na forma como a biomassa é mantida no sistema e como a água tratada é separada dos sólidos. A escolha posterior do processo depende ainda da carga de DQO/DBO, da carga de azoto, da temperatura, do perfil de carga, do espaço necessário e da qualidade exigida na saída.
As nossas estações de tratamento biológico aeróbico de águas residuais
A ALMAWATECH oferece diversos processos biológicos para águas residuais industriais. A seleção e o dimensionamento são efetuados de forma específica para cada projeto, com base na análise das águas residuais, no perfil de carga e na qualidade exigida para a água tratada.
ALMA BIO SBR
O ALMA BIO SBR é um reator biológico de funcionamento cíclico destinado a fluxos de águas residuais industriais com cargas variáveis e produção descontínua de águas residuais. O enchimento, a reação biológica, a sedimentação e a retirada da água limpa ocorrem sucessivamente no mesmo reator. O ALMA BIO SBR é um reator biológico de funcionamento cíclico
- Águas residuais de produção com fluxos variáveis
- Geração de águas residuais em lotes
- Degradação do CSB e do BSB
- Nitrificação e desnitrificação
- Instalações biológicas compactas
ALMA BIO MBBR
No sistema ALMA BIO MBBR, a biomassa ativa cresce em suportes de plástico que se movem livremente. A grande superfície biologicamente ativa permite uma tecnologia compacta de biofilme para a degradação de matéria orgânica, nitrificação e eliminação de azoto.
- Cargas de DQO elevadas ou variáveis
- Degradação do amónio
- Eliminação do azoto
- Ampliação das instalações biológicas existentes
- Etapas compactas de biofilme
ALMA BIO MBR
O ALMA BIO MBR combina o tratamento biológico de águas residuais com uma ultrafiltração externa. A biomassa é retida na fase biológica, enquanto a UF externa se encarrega da separação de sólidos, permitindo assim um teor de sólidos muito baixo no efluente. .
- Elevados requisitos em termos de qualidade dos processos
- Aplicações de reutilização de água
- UF externo para retenção de biomassa
- Biologia e filtração por membrana combinadas
- Reutilização de águas de processo industriais
ALMA BHU BIO
O ALMA BHU BIO é uma instalação de lamas ativas biológicas projetada à medida para grandes fluxos de águas residuais industriais. Dependendo do objetivo de depuração, são combinadas etapas de processo aeróbicas e anóxicas com sedimentação e reciclagem de biomassa.
- Grandes fluxos de águas residuais industriais
- Produção contínua
- Degradação do CSB e do BSB
- Nitrificação e desnitrificação
- Grandes instalações concebidas à medida
ALMA BIO BBI
O ALMA BIO BBI é uma estação compacta de tratamento biológico de águas residuais, baseada no processo de lamas ativas. A reação biológica e a separação de sólidos são combinadas num conceito compacto de instalação para volumes pequenos e médios de águas residuais industriais.
- Tratamento biológico compacto
- Degradação do CSB e do BSB
- Sedimentação integrada
- Fluxos de águas residuais de pequena e média dimensão
- Águas residuais industriais com carga biodegradável
ALMA BHU DEA
O ALMA BHU DEA foi concebido para a eliminação biológica do azoto de águas residuais ricas em amónio . O processo de desamonificação combina a nitritação parcial com a conversão do azoto baseada no processo anammox.
- Águas residuais industriais com elevado teor de amónio
- Eliminação avançada de azoto
- Nitritação parcial
- Processo Anammox
- Concepção biológica específica para o projeto
Outros processos aeróbicos de biofilme
Para complementar os sistemas SBR, MBBR, MBR e de lamas ativadas, a ALMAWATECH oferece sistemas de biofiltração para diferentes capacidades hidráulicas, tratamento biológico posterior e aplicações de reutilização de água.
ALMA BHU BAF
Filtração biologicamente ativada para caudais elevadosO ALMA BHU BAF combina processos de biofilme com filtração e é adequado para a degradação biológica de substâncias orgânicas, bem como para tarefas de nitrificação e desnitrificação.
ALMA BioFil Compacto
Biofiltração compacta para circuitos de água industriaisO ALMA BioFil Compact é adequado para aplicações biológicas compactas, bem como para o tratamento de circuitos de água ou permeados, podendo ser utilizado como pré-tratamento para processos de membrana mais avançados .
Encomendar o dimensionamento de uma estação de tratamento de águas residuais aeróbica:
Dominik Hoffmann
Chefe de Desenvolvimento de Projectos
Maksim Neubauer
Diretor de Desenvolvimento de Projetos Internacionais
SBR, MBBR, MBR ou biofiltração – qual é o processo mais adequado?
A escolha do processo biológico adequado depende da composição das águas residuais, do perfil de carga, das condições hidráulicas e dos valores de eficiência exigidos. Dependendo da aplicação, diferentes tecnologias biológicas podem ser adequadas do ponto de vista técnico e económico.
| Situação inicial | Tecnologia frequentemente adequada |
|---|---|
| Fluxo de clientes muito variável ou em lotes | SBR |
| Elevada robustez do processo com um design compacto | MBBR |
| Qualidade de tratamento muito elevada ou reutilização da água | MBR |
| Grandes volumes contínuos de águas residuais industriais | Processo de lamas activadas |
| Pós-tratamento biológico ou polimento | BAF / Biofiltração |
| A instalação biológica existente deverá tornar-se mais eficiente | Frequentemente, MBBR ou uma etapa adicional de biofilme |
| O amónio tem de ser nitrificado de forma fiável | SBR, MBBR, BAF ou lamas ativadas – escolha específica para cada projeto |
Não existe nenhum processo biológico que seja igualmente ideal para todos os águas residuais industriais. A ALMAWATECH seleciona a tecnologia adequada com base na análise real das águas residuais, nos perfis de carga hidráulica e orgânica, bem como nos valores de descarga exigidos.
Tratamento aeróbico ou anaeróbico de águas residuais – qual é a diferença?
Os processos aeróbicos e anaeróbicos utilizam ambos microrganismos para o tratamento biológico das águas residuais, mas diferem fundamentalmente no que diz respeito à necessidade de oxigénio, à gestão do processo e ao âmbito de aplicação.
Tratamento aeróbico de águas residuais
Os microrganismos aeróbicos necessitam de oxigénio para a transformação biológica de compostos orgânicos. Os sistemas aeróbicos são particularmente adequados para o tratamento avançado de águas residuais, a degradação da DQO e da DBO, a nitrificação do amónio e — em combinação com etapas de processo anóxicas — a eliminação de azoto.
Tratamento anaeróbio de águas residuais
Os microrganismos anaeróbicos funcionam sem aporte de oxigénio. As águas residuais industriais com elevada carga orgânica podem, assim, ser submetidas a um pré-tratamento biológico. Neste processo, uma parte da carga orgânica é transformada biologicamente em biogás, uma fonte de energia.
Combinar processos aeróbicos e anaeróbicos
No caso de águas residuais industriais com elevada carga, é possível combinar um pré-tratamento anaeróbico com um tratamento posterior aeróbico. A etapa anaeróbica reduz, em primeiro lugar, uma parte significativa da carga orgânica. O processo biológico aeróbico a jusante encarrega-se, em seguida, da purificação adicional da DQO, bem como — dependendo do conceito da instalação — da nitrificação e da eliminação de azoto.
Sobre o tratamento anaeróbico de águas residuaisReferências para o tratamento biológico aeróbico de águas residuais
Indústria açucareira, Pemuco, Chile
Nitrificação e desnitrificação com desgaseificação e sedimentação integradas para um caudal de águas residuais de 120 m³/h.
Abraham Benelux S.A., Bélgica
Estação compacta de tratamento biológico de águas residuais em contêineres, com capacidade para 35 m³/dia.
Fábrica de papel, sul da Alemanha
Eliminação de DQO biologicamente difícil de degradar através de biofiltração, com um caudal de 700 m³/h.
Indústria açucareira, Alemanha
Tratamento anaeróbico e pós-tratamento aeróbico para 220 m³/h provenientes da indústria açucareira.
Fábrica de lacticínios, águas de processo, Alemanha
Biofiltração para a eliminação adicional de DQO no processo de reutilização da água, dimensionada para 600 m³/dia.
Top Harvest Yanchang Coal, China
Tratamento biológico de águas residuais com capacidade para 1 500 m³/h, com uma etapa DAF a montante para o pré-tratamento das águas residuais da refinaria.
Automatização de estações de tratamento biológico de águas residuais
O desempenho da depuração biológica depende essencialmente do aprovisionamento de oxigénio, da carga hidráulica, da temperatura e da carga orgânica. Por isso, a ALMAWATECH combina processos biológicos aeróbicos com tecnologia de medição e automatização específica para cada projeto.
Parâmetros típicos em estações de tratamento biológico de águas residuais
Aplicações industriais típicas do tratamento biológico de águas residuais
O tratamento biológico aeróbico de águas residuais é utilizado em inúmeros setores industriais, quando se pretende reduzir biologicamente as cargas orgânicas, o amónio ou o azoto.
Indústria alimentar
Tratamento biológico de águas residuais de produção com elevadas e frequentemente variáveis cargas orgânicas de DQO e DBO.
Indústria de bebidas e cervejarias
Degradação de poluentes orgânicos com boa biodisponibilidade bem como nitrificação e posterior eliminação de azoto.
Lacticínios
Tratamento de águas residuais com elevada carga orgânica, com elevados níveis de DQO/DBO e acentuadas flutuações na produção.
Indústria do papel e das embalagens
Tratamento biológico primário ou secundário de águas residuais de processo com carga orgânica, provenientes de processos de produção industriais.
Indústria química
Tratamento de fluxos parciais biodegradáveis adequados após um pré-tratamento adaptado à composição das águas residuais e a eventuais substâncias inibidoras.
Indústria farmacêutica e cosmética
Tratamento biológico de águas residuais de produção e de limpeza com carga orgânica, após verificação da biodegradabilidade.
De que dados precisamos para o dimensionamento de uma estação de tratamento biológico de águas residuais?
Para a escolha do processo adequado e um dimensionamento fiável, precisamos de informações sobre a carga hidráulica, a carga biodegradável, a carga de azoto e os valores de vazão pretendidos.
Dados importantes para a primeira seleção do processo
- Caudal médio e máximo
- Perfis diários e semanais
- COD
- BSB
- CSB dissolvido e total
- Azoto amónico
- Azoto total
- Fósforo
- Valor do pH
- Temperatura das águas residuais
- Teor de sólidos
- Condutividade
- Picos de carga
- Prazos de produção
- Pré-tratamento existente
- Valores de fluxo pretendidos
- Substâncias inibidoras ou nocivas conhecidas
- Piscinas existentes e área disponível para instalação
Que tipo de tratamento biológico de águas residuais é adequado para as suas águas residuais?
Envie-nos a sua análise das águas residuais, os dados relativos ao caudal e os valores de descarga desejados. Os nossos engenheiros de processos irão verificar, se o SBR, o MBBR, o MBR, o lodo ativado, a biofiltração ou uma combinação de vários processos constitui a solução adequada do ponto de vista técnico e económico.
Conceção e construção de uma estação de tratamento aeróbico de águas residuais
Documentação técnica e fichas técnicas para instalações de tratamento aeróbico de águas residuais
Fotografias de estações de tratamento aeróbico de águas residuais
Perguntas frequentes sobre sistemas aeróbicos de tratamento de águas residuais
O que é um tratamento biológico aeróbico de águas residuais?
Num tratamento biológico aeróbico de águas residuais, os microrganismos utilizam oxigénio para transformar as substâncias orgânicas biodegradáveis presentes nas águas residuais. Dependendo da gestão do processo, é possível, além disso, nitrificar o amónio e remover o azoto através de uma desnitrificação anóxica.
Qual é o tratamento biológico de águas residuais mais adequado para as águas residuais industriais?
Isso depende da composição das águas residuais, da carga, do caudal e dos requisitos de descarga. O SBR, por exemplo, é adequado para caudais de águas residuais variáveis ou descontínuos, enquanto o MBBR constitui uma tecnologia de biofilme compacta e o MBR é particularmente interessante quando os requisitos de descarga são elevados.
Qual é a diferença entre SBR, MBBR e MBR?
No SBR, a depuração biológica e a sedimentação ocorrem sucessivamente num único reator. No MBBR, a biomassa cresce em suportes móveis. Um MBR combina o tratamento biológico com a filtração por membrana para a separação de sólidos.
É possível utilizar uma instalação biológica mesmo com cargas de águas residuais muito variáveis?
Sim. Processos como o SBR ou o MBBR podem ser concebidos especificamente para cargas hidráulicas e orgânicas variáveis. No entanto, o que é determinante são os perfis de carga reais e os possíveis picos de produção.
Quando é necessário um pré-tratamento antes da fase biológica?
Pode ser necessário um pré-tratamento se as águas residuais contiverem elevadas concentrações de sólidos, gorduras, metais pesados ou outras substâncias que inibam o processo biológico. Dependendo da aplicação, podem ser realizados previamente processos de peneiramento, flotação, neutralização ou tratamento físico-químico.
É possível ampliar uma estação de tratamento biológico já existente?
Sim. As instalações biológicas existentes podem ser ampliadas, dependendo da geometria do tanque e do objetivo de depuração, por exemplo, através de etapas adicionais de biofilme, suportes MBBR, biofiltração ou outras linhas de reatores.
Qual é a importância da temperatura das águas residuais para o tratamento biológico?
A temperatura influencia significativamente a atividade e a velocidade de crescimento dos microrganismos. A nitrificação, em particular, é sensível às baixas temperaturas, pelo que a temperatura deve ser tida em conta no dimensionamento.
O tratamento biológico aeróbico das águas residuais pode ser utilizado para a reutilização da água?
Sim. O tratamento biológico aeróbico pode ser uma componente central dos conceitos de reutilização da água. Em particular, os sistemas MBR e de biofiltração podem ser utilizados como etapa biológica preliminar antes de processos de membrana mais avançados, como a ultrafiltração ou a osmose inversa.
As nossas estações de tratamento anaeróbico de águas residuais
ALMA BHU BIO
O sistema ALMA BHU BIO combina nitrificação, desnitrificação e sedimentação com a reciclagem de biomassa para aumentar as taxas de conversão.
ALMA BIO BBI
O sistema ALMA BIO BBI é caracterizado pelo seu sedimentador integrado, o que o torna extremamente económico em termos de espaço em comparação com sistemas semelhantes.
ALMA BAF
Na filtração biologicamente activada (FBA), são utilizados microrganismos sésseis para remover compostos orgânicos (CBO, CQO) e azoto das águas residuais.
ALMA BIO MBBR
Tratamento biológico de águas residuais com corpos de crescimento livremente móveis para a redução eficiente de compostos de carbono e azoto.
ALMA BIO SBR
Biorreator de funcionamento sequencial com fases separadas no tempo para purificação biológica, sedimentação e drenagem da água limpa.
ALMA BHU BIO DEA
Processo biológico de desamonificação para a eliminação energeticamente eficiente do azoto de águas residuais com elevado teor de amónio, com baixo consumo de oxigénio.
ALMA BIO Compact MBBR
Instalação MBBR em contentores para o tratamento biológico de águas residuais, com elevado rendimento por área e rápida integração operacional.
ALMA BioFil Compacto
A nossa filtração biologicamente activada compacta em tanque, equipada com corpos de crescimento especiais para um crescimento eficaz da biomassa.
ALMA BIO MBR
Biorreator de membrana com módulos de placas submersas ou unidade de ultrafiltração disposta externamente, com uma construção robusta em módulos tubulares.
Solicitar a verificação dos dados relativos às águas residuais
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