:: Instituição

O Departamento de Recursos Hídricos e Meio Ambiente atua nos cursos de graduação em engenharia civil e engenharia ambiental da Escola Politécnica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), com ênfase no ensino de engenharia dos recursos hídricos e de engenharia sanitária. Oferece regularmente os cursos de pós-graduação – especialização lato sensu – em engenharia sanitária e ambiental e em gestão ambiental. Seu corpo docente atua nos programas de pós-graduação em engenharia da Coppe/UFRJ, notadamente nos cursos de mestrado e doutorado dos Programas de Engenharia Civil e Engenharia Naval e Oceânica. O Centro Experimental de Tratamento de Esgotos, localizado no campus da Cidade Universitária, tem como missão apoiar o desenvolvimento das atividades de ensino, pesquisa e extensão do Departamento de Recursos Hídricos e Meio Ambiente, dentro de sua atuação nos cursos de graduação e pós-graduação em engenharia da UFRJ.

:: Resumo do Projeto

O projeto tem como objetivo adaptar tecnologias de tratamento de esgotos e flexibilizá-las operacionalmente para a obtenção de efluentes de acordo com a qualidade requerida por distintos padrões de lançamento e de reúso. Dois subprojetos compõem o projeto de pesquisa. Em ambos, pretende-se especificamente: (i) flexibilizar e otimizar operacionalmente os respectivos processos biológicos visando à remoção de matéria orgânica carbonácea e à disponibilidade de nutrientes para a fertirrigação; (ii) submeter os processos biológicos a diferentes condições operacionais visando à nitrificação (filtro biológico percolador e MBBR), à desnitrificação e à remoção de fósforo (MBBR) e, conseqüentemente, à proteção de corpos de água sensíveis ao aporte de nitrogênio e fósforo e à viabilidade de reúso para a piscicultura; e (iii) complementar os processos biológicos por meio de filtração terciária, visandoà clarificação do efluente final e ao atendimento aos padrões de qualidade deágua para tipos específicos e mais restritivos de reúso.

SUBPROJETO 1 – Reator UASB seguido de filtro biológico percolador e filtração terciária

As seguintes hipóteses norteiam o delineamento experimental deste subprojeto: quando operado segundo elevadas taxas de aplicação superficial (de até 65 m3/m².d), é eficaz na remoção de matéria orgânica carbonácea e limitado para o processo de nitrificação. Quando operado segundo reduzidas taxas de aplicação superficial (de 5 a 30 m3/m².d), é eficaz na remoção de matéria orgânica carbonácea e para o processo de nitrificação. A filtração terciária do efluente secundário por unidade de única camada de areia propicia o seu polimento quando submetida a taxas de aplicação superficial de até 120 m3/m2.d.


SUBPROJETO 2 – Lodos ativados de leito móvel (MBBR) seguido de filtração terciária

As seguintes hipóteses são conferidas a este subprojeto: (i) para a remoção de matéria orgânica carbonácea, admite-se a aplicação de carga orgânica volumétrica (COV) de até 3,4 kgDBO/m3.d, a qual corresponderá ao tempo de detenção hidráulica de somente 1,4 hora; (ii) o MBBR pode prescindir da recirculação de lodo secundário em função da aderência dos sólidos ao meio suporte em suspensão e, conseqüentemente, da manutenção da biomassa requerida pelo processo; (iii) a remoção biológica de nitrogênio e fósforo pode ser alcançada com a introdução de uma câmara anaeróbia e uma câmara anóxica à montante do MBBR, assim como promovendo a recirculação do lodo ativado (nitrato) desde o tanque de aeração para a câmara anóxica, e a recirculação de lodo secundário para a câmara anaeróbia; (iv) a maior eficiência do MBBR para a remoção de nitrogênio depende da razão de recirculação de nitrato para a câmara anóxica; (v) a filtração terciária do efluente secundário do MBBR, por meio de unidades de múltiplas camadas de areia e antracito, propicia o polimento do efluente final quando aplicadas taxas hidráulicas de até 360 m3/m2.d. As atividades de pesquisa são conduzidas nas instalações do Centro Experimental de Tratamento de Esgotos da UFRJ. Em ambos os casos, o aparato experimental é precedido por grade de barras, desarenador e elevatória de esgoto bruto. O primeiro subprojeto conta com uma unidade de fitração terciária (diâmetro efetivo de 1,2 mm), enquanto o subprojeto do MBBR contará com três unidades de filtração terciária paralelas: (i) uma de única camada em areia (diâmetro efetivo 1,6 mm), (ii) uma de dupla camada em areia (diâmetro efetivo 1,2 mm) e antracito, e (iii) outra de dupla camada em areia (diâmetro efetivo 1,2 mm) e antracito. Todas as unidades de filtração terciária são dotadas de dispositivo de retrolavagem. Enquanto o filtro biológico percolador é precedido por um reator UASB, o MBBR é precedido por uma câmara anaeróbia e uma câmara anóxica. As figuras 1 e 2 ilustram as unidades experimentais nas quais são conduzidos os subprojetos.



Figura 1 -Filtro biológico percolador do CETE-UFRJ



Figura 2 -Lodos ativados de leito móvel do CETE-UFRJ