Introdução
O tratamento biológico anaeróbico é um processo de tratamento de águas residuais que decompõe os poluentes orgânicos na ausência de oxigênio. Depende de microrganismos anaeróbicos para converter compostos orgânicos complexos em substâncias mais simples, principalmente metano (CH₄) e dióxido de carbono (CO₂). Este método é amplamente utilizado para estabilização de efluentes industriais de alta-resistência e lodo devido à sua eficiência energética e baixa produção de lodo.
Vantagens do tratamento anaeróbico em relação ao tratamento aeróbico
1. Maior capacidade de carga orgânica
- A carga típica de lodo (F/M) para tratamento anaeróbico de águas residuais industriais é0,5–1,0 kg DBO₅/(kg MLVSS·d), mais que o dobro dos processos aeróbicos (0,1–0,5 kg DBO₅/(kg MLVSS·d)).
- Devido à ausência de limitações de transferência de oxigênio, oMLVSS (sólidos suspensos voláteis de licor misto)em sistemas anaeróbicos pode atingir5–10 vezeso dos sistemas aeróbicos.
- A taxa de carga volumétrica orgânica para tratamento anaeróbio é5–10 kg DBO₅/(m³·d), em comparação com apenas0,5–1,0 kg DBO₅/(m³·d)para tratamento aeróbico-aDiferença de 10 vezes.
2. Menor produção de lodo e melhor qualidade de lodo
- O tratamento anaeróbico produz apenas5%–20%da biomassa gerada em processos aeróbicos.
- Métodos aeróbicos produzem0,25–0,6 kg de lodo por kg de DQO removido, enquanto os métodos anaeróbicos produzem apenas0,02–0,18kg, com melhor desidratabilidade.
- A digestão anaeróbica tambémmata ovos de parasitasnas lamas, melhorando a sua estabilidade higiénica e química, reduzindo os custos de eliminação das lamas.
3. Menores necessidades de nutrientes e flexibilidade operacional
- Os micróbios anaeróbicos requeremapenas 5% –20%dos nutrientes (N, P) necessários aos processos aeróbicos, tornando-os adequados para águas residuais-deficientes em nutrientes.
- Microrganismos anaeróbicos permanecem ativos pormeses ou até anossem declínio significativo e pode reiniciar rapidamente após desligamentos, permitindooperação intermitente(ideal para águas residuais sazonais).
4. Economia de energia e produção de metano
- O tratamento aeróbico consome0,5–1,0 kWhde eletricidade por kg de DQO removido para aeração, enquanto os sistemas anaeróbicoseliminar custos de aeração.
- Digestão anaeróbicaproduz metano, rendendo ocerca de 12.000 kJ de energia por kg de DQO removido.
- Sem problemas de espuma (ao contrário do tratamento aeróbico de águas residuais-contendo surfactante).
5. Poluição atmosférica reduzida e capacidade de degradação mais ampla
- A aeração aeróbica podevolatilizar compostos orgânicos, causando poluição do ar, enquanto os sistemas anaeróbicos evitam esse problema.
- Os micróbios anaeróbicos podemdegradar certos compostos recalcitrantes(por exemplo, hidrocarbonetos clorados) que as bactérias aeróbicas não conseguem.
6. Sinergia Microbiana Complexa para Degradação Aprimorada
- A digestão anaeróbica envolve diversas comunidades microbianas trabalhando sinergicamente, permitindo a decomposição de produtos orgânicos difíceis de-degradar-que o tratamento aeróbico não consegue processar totalmente.
Desvantagens do tratamento anaeróbico
1. Crescimento microbiano lento e tempo de inicialização mais longo
- Os micróbios anaeróbicos crescem lentamente, exigindoperíodos de inicialização mais longos e tempos de retenção hidráulica (HRT)do que sistemas aeróbicos.
2. Efluente requer tratamento adicional
- Efluentes anaeróbicos frequentementenão atende aos padrões de descargae deve serpolido com tratamento aeróbio.
3. Suplementação de alcalinidade necessária para águas residuais de baixo-C/N
- Águas residuais de baixa-concentração ou baixa{1}}C/N podem não ter alcalinidade, exigindoadição de alcalinidade externa.
4. Aquecimento necessário para águas residuais-de baixa intensidade
- Se a produção de metano for insuficiente para manter as temperaturas ideais(30–38 graus), aquecimento externoé necessário.
5. Risco de explosão por metano
- O biogás (CH₄ + CO₂ + H₂S) éinflamável e explosivo, exigindoprojetos de reatores-à prova de explosão.
6. Sensibilidade a Compostos Tóxicos
- Alifáticos clorados e outras toxinasinibir metanógenosmais severamente que os heterótrofos aeróbicos; a operação inadequada pode desestabilizar o sistema.
7. É necessário um controle estrito de temperatura
- Baixas temperaturasreduzir significativamente a eficiência, e a gestão operacional émais complexodo que em sistemas aeróbicos.
8. Problemas de odor e corrosão de H₂S
- Sulfato (SO₄²⁻) em águas residuais produzH₂S, causandoodoresecorrosão em tubulações, motores e caldeiras.
- A redução de sulfato tambémconsome matéria orgânica,reduzindo a produção de metano.
9. Sem nitrificação
- Sistemas anaeróbicosnão é possível nitrificar amônia; a atividade microbiana ideal requerNíveis de NH₃-N de 40–70 mg/L.