Oxigénio líquido em SBR

A tecnologia dos reatores biológicos sequenciais é uma variante otimizada e cada vez mais utilizada em detrimento da de lodos ativados convencional. Baseia-se na utilização de apenas um reator que opera de forma descontínua e sequencial. O sistema dos reatores biológicos sequenciais (SBR do inglês) é normalmente composto por cinco processos cíclicos no mesmo reator: enchimento, aeração, decantação, esvaziamento de efluente e purga de lodos sedimentados; a estas etapas deve adicionar-se uma fase de anoxia, caso seja necessária para o processo desnitrificação.

Ao levar a cabo todas as etapas no mesmo reator sequencial, tanto o desenho como o dimensionamento do reator e os equipamentos de aeração devem ser capazes de dotar o sistema de uma grande estabilidade e flexibilidade de operação, já que aumentos de carga orgânica não controlados podem ter consequências nefastas graves no processo. Geralmente, acarretam elevados custos energéticos nos sistemas de aeração e evidentes problemas de operação face a aumentos de produção futuros que conduzem a condições de operação não admissíveis face às condições projetadas por obrigar a trabalhar com OUR (velocidades de consumo de oxigénio) elevadas. Isto acontece porque o tempo de oxigenação no reator é limitado.

Através da aplicação de oxigénio puro no SBR é possível melhorar a flexibilidade do processo, assumindo estas variações de carga, enquanto os custos operacionais são reduzidos comparativamente com os custos de energia existentes com a aeração convencional.

FUNDAMENTOS SBR E VANTAGENS DESTA TECNOLOGIA

Bem desenhada, esta tecnologia é capaz de tolerar variações de concentração de contaminante e caudal, e gera como produto lodos estabilizados, sendo, por vezes, a tecnologia mais apropriada para a indústria. Os sectores em que esta tecnologia é mais usada costumam ser o agroalimentar e, mais concretamente, matadouros industriais (com especial atenção para eliminação de azoto). Há também uma poupança no investimento já que não é necessária decantação secundária (este processo é integrado numa das etapas do reator).

Requerem um fluxo de bombeamento de alimentação ao reator elevado e flexível para permitir adaptação às condições iniciais de descarga, assumindo que não pode ser alimentado continuamente. Isto constitui tanto uma vantagem (os ciclos de carga bruta ao reator podem ser controlados), como uma desvantagem (a taxa de fluxo da descarga é limitada a uma % de horas por dia face a aumentos de produção, já que é necessário realizar os ciclos de decantação, esvaziamento e purga sem realizar alimentação de carga ao reator).

Permite gerar menor quantidade de lodos secundários e mais estabilizados devido à sua decantação estática. Em empresas com problemas de espaço (cada vez mais comum devido às ampliações das fábricas devido a um aumento da atividade) é uma ótima alternativa para reduzir este espaço graças ao seu design compacto.

Permite ainda, se se realizar um bom controlo dos ciclos, obter uma ótima eliminação do excesso de nutrientes, principalmente azoto já que é possível realizar os ciclos D/N num único reator.

QUE VANTAGENS OFERECE O OXIGÉNIO PURO NUM SBR?

As vantagens da aplicação de oxigénio puro num SBR são precisamente eliminar as desvantagens deste processo com sistemas de aeração, otimizando o processo e transformando-o numa alternativa eficaz, flexível e com um custo inferior:

• Graças aos equipamentos de oxigenação da Praxair, é possível evitar o investimento no equipamento de aeração e reduzir até 5 vezes o custo energético dos mesmos. É também possível substituir bombas de recirculação interna, mediante adição do custo de manutenção e evitando o esvaziamento do reator para executar essas tarefas de manutenção.
• Dependendo das características de descarga, é possível triplicar a capacidade de tratamento, trabalhando a velocidades de consumo de oxigénio mais elevadas, e chegando mais rapidamente à emissão ideal de oxigénio dissolvido (OD) em função de cada fase ou ciclo do SBR. É ainda possível alternar a dosagem de oxigénio puro com a do ar, fornecendo oxigénio na fase de maior procura (fase de enchimento) e estudando a opção mais económica nas restantes fases.
• Chegar num tempo inferior a esta emissão ideal de OD na fase óxica, dá maior flexibilidade ao resto das fases e permite ajustar as horas de decantação, enchendo ou esvaziando de acordo com as necessidades reais da fábrica e sem se limitar pelas condições de projeto.

Gráfico 1. Capacidade comparativa de oxigenação num SBR oxigénio puro vs. ar.

• Maior flexibilidade também na eliminação de azoto no processo (D/N) e permite controlar melhor os ciclos óxicos/anóxicos dependendo dos valores de azoto amoniacal e nitratos.
• Uma vez que estes reatores exigem mais capacidade técnica no controlo de processo, graças ao sistema AQSCAN®, os ciclos, fluxos de oxigénio, valores de OD, Redox, e até mesmo os valores de NH4 e NO3, são automatizados, consoante a necessidade do processo, simplificando e otimizando o controlo de cada fase.

Imagem 1. Controlo de ciclos e OD no reator com oxigénio puro através do sistema AQSCAN®.

A Praxair tem amplas referências na aplicação de oxigénio puro em SBR, com expansão da capacidade de tratamento e redução dos custos operacionais, substituindo o sistema de aeração por um sistema de injeção de oxigénio puro e avaliando o método ideal para operar o processo, ajustando o consumo de oxigénio por meio do controlo e monitorização oferecido pelo nosso sistema de AQSCAN®, o que faz desta monitorização e controlo on-line um fator indispensável para o design do processo.
Para esclarecer quaisquer dúvidas, contacte o nosso especialista em soldadura e corte aqui.