Fundamentos

1. sistema de lodos ativados convencional, ca. 6 horas tempo de aeração
2. sistema de lodos ativados aeração prolongada, e.g. 24-48 horas tempo de aeração
3. sistema de lodos ativados com fluxo intermitente/bateladas

No caso dos lodos ativados, a biomassa ou lodo biológico sedimenta e é retornado ao tanque de aeração ou encaminhado para o digestor aeróbio ou setor de estabilização.  O lodo removido pode ser estocado, disposto em leitos de secagem, ou objeto de desidratação mecânica.  

O sistema de lodos ativados pode ser projetado como seqüencia de reatores em série, anaeróbio, anóxico e óxico. 

O tratamento biológico aeróbio funciona através da adição artificial de oxigênio no corpo d'agua, seja o tanque de um reator ou  lagoas aeradas.  O material orgânico solúvel (e.g. sBOD5, sCOD) é absorvido pelas bactérias, gerando os flocos biológicos ("lodo") ou biomassa ativa, as "bactérias ativadas".  A idéia é replicar a natureza nos reatores, procurando a oxidação dos carbohidratos em gás carbônico e água, e não nos corpos naturais, i.e rios e lagos.     

A transferência de oxigênio, e a correta mistura dos constitutivos (bactérias, ar/oxigênio, nutrientes, carga orgânica) é feita através de equipamento, os aeradores, de distinto tipo, mais especialmente desenhados.  As variantes sao inúmeras.  Além de garantir a transferência de oxigênio, as unidades devem segurar a perfeita homogeneização (e.g. +/- 10%) dos constituttivos e eliminar/prevenir a decantação de biosólidos nos reatores

Os sistemas contínuos, os processos de lodos ativados do tipo aeração prolongada, as lagoas aeradas com reciclo de biomassa, e os sistemas de tratamento intermitente ou "por bateladas" (SBR) são alguns exemplos das distintas tecnologias e configurações contemporâneas possíveis.  Muitas vezes os sistemas biológicos do tipo aeróbio nao utilizan decantação primária.  

Na etapa de aeração, a carga orgânica é assimilada  pelos microorganismos.  No estágio seguinte, a sedimentação ou decantação, o lodo biológico sedimenta e é retornado ao tanque de aeração ou encaminhado para o digestor aeróbio ou setor de estabilização.  O lodo removido pode ser estocado, disposto em leitos de secagem, ou objeto de desidratação mecânica.

Dependendo das condições particulares, e.g. requerimentos/padrão de qualidade do efluente, disponibilidad ou critério energético, os sistemas são equipados com aeradores de características específicas, e.g. aeradores de baixa ou alta  rotação, flutuantes, fixos, submersos.  

Objetivo dos aeradores

As duas funções fundamentais dos aeradores são:

- bombeamento do líquido no ar ("splash out") incorporando oxigênio do ar ao voltar/retornar  ao corpo d'agua (maior contato com a atmósfera, maior área e raio de ação/influência);

-  misturar os constitutivos, garantido a homogeneização e biodisponibilidade ("bioavailability")

Exemplos de taxas de transferência de oxigênio:

• aerador mecânico de baixa rotação c. 3.4 lbO2/h per HP
• aerador mecânico de alta rotação c. 2.2 lbO2/h per HP
• aerador mecânico de fluxo induzido c. 1 lbO2/h per HP   

Densidade de potência, exemplos ilustrativos 

• lodos ativados/"complete mix":  100+HP per mg reator
• lagoas aeradas/"partial mix cells": 30 HP per mg lagoa

  nota: 1 mg = 1,000,000 U.S. gal = 1,000,000 * 3.785 / 10^3 m3 = 3785 m3 

Veja o exemplo de lodos ativados.