Devido à composição diversificada das águas residuais industriais, os sistemas de tratamento requerem frequentemente uma combinação de vários métodos para atingir os padrões de descarga exigidos. Os métodos de tratamento de águas residuais são classificados em quatro categorias com base nas técnicas empregadas: física, química, físico-química e biológica. O tratamento biológico utiliza os processos metabólicos de microrganismos nas águas residuais para decompor a matéria orgânica biodegradável. Reconhecido por sua grande capacidade de tratamento, economia-e confiabilidade econômica, é o método de tratamento de água mais prevalente em todo o mundo.
Aplicação de Aeradores no Tratamento de Águas Residuais
Os métodos de tratamento biológico são divididos em duas categorias principais com base nas necessidades de oxigênio dos microrganismos envolvidos: aeróbio e anaeróbio. Geralmente, os métodos aeróbios são mais adequados para águas residuais de menor-concentração, como efluentes de fábricas de etileno, enquanto os métodos anaeróbicos são mais adequados para lodo e águas residuais de maior-concentração. O tratamento biológico aeróbico pode ainda ser classificado em processos de lodo ativado e processos de biofilme.
O processo de lodo ativado é um aprimoramento artificial da purificação natural da água, contando com lodo ativado como principal agente para remoção de poluentes orgânicos. Os microrganismos aeróbios presentes no lodo ativado requerem a presença de oxigênio para funcionar de forma eficaz. Dentro do tanque de aeração de um sistema de tratamento biológico de águas residuais, a eficiência da transferência de oxigênio está positivamente correlacionada com a taxa de crescimento de microrganismos aeróbios. O fornecimento de oxigênio deve ser determinado de forma abrangente com base na quantidade e nas características fisiológicas dos microrganismos aeróbios, bem como na natureza e concentração do substrato. Isto garante que o lodo ativado opere em seu estado ideal para a degradação da matéria orgânica. Resultados experimentais indicam que o oxigênio dissolvido (OD) no tanque de aeração deve ser mantido em 3-4 mg/L. O fornecimento insuficiente de oxigênio leva a um fraco desempenho do lodo ativado e à redução da eficiência do tratamento. Para garantir um fornecimento adequado de oxigénio, é essencial equipamento especializado, como arejadores.
Princípio da Aeração
A aeração é um meio de obter contato intenso entre o ar e a água. Seu objetivo é dissolver o oxigênio do ar na água ou retirar gases indesejados e substâncias voláteis da água para o ar. Em outras palavras, promove a transferência de massa entre as fases gasosa e líquida. A aeração também desempenha outras funções críticas, como mistura e agitação.
A transferência de oxigênio do ar para a água envolve a transferência de massa da fase gasosa para a fase líquida. Uma teoria amplamente aplicada que descreve esse processo de difusão é a teoria dos dois-filmes proposta por Lewis e Whitman. Esta teoria postula que um filme de gás e um filme de líquido existem na interface gás-água. As regiões fora desses filmes sofrem fluxo turbulento de ar e água, respectivamente. Entre os filmes de gás e líquido encontra-se uma região de fluxo laminar onde a convecção está ausente, criando gradientes de pressão e concentração sob certas condições. Se a concentração de oxigênio no filme líquido estiver abaixo do nível de saturação na água, o oxigênio do ar continua a se difundir através dos filmes para o corpo d'água. Assim, os filmes líquidos e gasosos constituem a resistência primária à transferência de oxigênio. Claramente, a maneira mais eficaz de superar a resistência do filme líquido é renovar rapidamente a interface gás-líquido.
A aeração consegue isso precisamente por:
1.Reduzindo o tamanho da bolha
2. Aumentar a quantidade de bolhas
3. Aumentar a turbulência líquida
4. Aumentar a profundidade de instalação do arejador
5.Prolongando o tempo de contato-do líquido da bolha
Equipamentos de aeração são amplamente adotados no tratamento de águas residuais com base nesses princípios.