A taxa de degradação descreve o ritmo a que as substâncias orgânicas ou inorgânicas presentes na água ou nas águas residuais são degradadas por processos físicos, químicos ou biológicos. No tratamento de águas industriais e de águas residuais, a taxa de degradação é um parâmetro importante para avaliar a eficiência dos processos de purificação, particularmente no que respeita à remoção de poluentes e ao tratamento de substâncias biodegradáveis.
Índice
Contexto técnico
A taxa de degradação é frequentemente considerada em ligação com o tratamento biológico de águas residuais, no qual os microrganismos decompõem os contaminantes orgânicos. Neste caso, a taxa de degradação descreve a rapidez com que estes microrganismos convertem as substâncias orgânicas em produtos finais menos nocivos, como o dióxido de carbono (CO₂) e a água (H₂O). A velocidade deste processo depende de vários factores, incluindo
Concentração de substrato:
Concentrações mais elevadas de substâncias orgânicas aumentam a atividade dos microrganismos e, consequentemente, a taxa de degradação até se atingir um ponto de saturação.
Temperatura:
Os processos de degradação biológica dependem da temperatura, sendo que a maioria dos microrganismos trabalha de forma mais eficiente a temperaturas entre 20 °C e 35 °C.
Valor do pH:
Os microrganismos dependem de um valor de pH estável. Com valores de pH fora da gama neutra (6,5-7,5), a taxa de degradação pode diminuir significativamente.
Fornecimento de oxigénio:
Em sistemas aeróbicos (como o processo de lamas activadas), um fornecimento suficiente de oxigénio é crucial para a taxa de degradação, uma vez que o oxigénio é necessário para a degradação biológica.
Taxa de degradação na prática
Na prática, a taxa de degradação é medida utilizando vários métodos, dependendo da água residual a ser tratada e dos objectivos de purificação exigidos. Dois parâmetros frequentemente utilizados para avaliar a taxa de degradação são
Carência bioquímica de oxigénio (CBO): A CBO indica a quantidade de oxigénio que os microrganismos consomem num determinado período de tempo (normalmente 5 dias, CBO5) para decompor as substâncias orgânicas contidas na água. Uma taxa de degradação elevada leva a um consumo rápido de oxigénio.
Carência química de oxigénio (CQO): A CQO mede a quantidade de oxigénio necessária para oxidar quimicamente todos os compostos orgânicos de uma amostra de água. Embora não reflicta exclusivamente os processos de degradação biológica, a CQO pode servir como indicador do potencial global de degradação das águas residuais.
Taxa de degradação em vários processos
Processos aeróbios: Em instalações como os sistemas de lamas activadas (por exemplo, ALMA BHU BIO) e os bioreactores de membrana (ALMA BHU MBR), a taxa de degradação depende fortemente do fornecimento de oxigénio. Aqui, o arejamento contínuo garante que os microrganismos possam trabalhar eficazmente e decompor rapidamente as substâncias orgânicas.
Processos anaeróbios: Em processos como o tratamento de lamas digeridas (por exemplo, em centrais de biogás como a ALMA BHU GMR), os microrganismos trabalham na ausência de oxigénio. A taxa de degradação tende a ser mais lenta nos processos anaeróbios, mas estes processos produzem biogás como subproduto, que pode ser utilizado para gerar energia.
Taxa de degradação química e física: Em processos como a ozonização ou a oxidação UV (por exemplo, ALMA OXI UV), os poluentes são degradados por métodos químicos ou físicos. A taxa de degradação nestes processos depende da dose do agente oxidante utilizado (por exemplo, ozono) ou da fonte de energia (por exemplo, luz UV).
Influência na conceção do sistema
O conhecimento da taxa de degradação é crucial para a conceção de estações de tratamento de água e de águas residuais. Uma taxa de degradação baixa requer frequentemente tempos de retenção mais longos em reactores ou tanques para garantir que os poluentes são suficientemente degradados. Em contrapartida, taxas de degradação elevadas podem permitir volumes de bacia mais pequenos e tempos de retenção mais curtos, resultando numa conceção de estação mais compacta e económica.
Exemplo: Taxa de degradação na indústria alimentar
A indústria alimentar, especialmente a indústria dos lacticínios, produz águas residuais com um elevado teor de compostos orgânicos, tais como gorduras, proteínas e hidratos de carbono. A taxa de degradação destas substâncias nas estações de tratamento biológico de águas residuais é crucial para garantir a eficiência da estação. Uma taxa de degradação lenta pode levar a uma sobrecarga dos processos biológicos, razão pela qual deve ser assegurado um arejamento suficiente e condições de temperatura optimizadas.
Conclusão
A taxa de degradação é um parâmetro-chave no tratamento de água e de águas residuais que descreve a taxa a que os poluentes e os compostos orgânicos são degradados. Influencia a conceção e o funcionamento das estações de tratamento e depende de vários factores, como a concentração de substrato, a temperatura, o valor do pH e o fornecimento de oxigénio. Compreender a taxa de degradação é crucial para otimizar os processos de purificação e garantir a conformidade com os regulamentos ambientais no tratamento de águas industriais e de águas residuais.
