MLSS e MLVSS no esgoto: o que os dois números contam

O que uma leitura de MLSS no esgoto conta

Vale desmontar o termo antes de usar o número. MLSS significa sólidos suspensos no licor misto (mixed liquor suspended solids) no esgoto, e tem três partes. Licor misto é o conteúdo do tanque de aeração: a vazão afluente, o lodo recirculado do decantador e a cultura de microrganismos nela cultivada. Sólidos suspensos é a massa de sólidos secos carregada naqueles litros, expressa em miligramas por litro. Um valor de MLSS no esgoto é, portanto, uma concentração e não uma quantidade: diz quão densamente o tanque está povoado, e não quão grande é a população. Dois tanques na mesma concentração e com volumes diferentes retêm quantidades diferentes de biologia, e é por isso que a concentração nunca é lida isoladamente.

Três tipos de material estão por trás do número, e apenas um deles faz o trabalho. O primeiro é a biomassa viva, que oxida a matéria orgânica e, onde a idade do lodo permite, a amônia. O segundo é a matéria particulada inerte que chega com o afluente e só sai com o lodo excedente, junto com a fração morta da cultura. O terceiro é mineral: areia e silte que passaram pela entrada e os precipitados de hidróxido que se formam quando um sal metálico é dosado.

A medição é uma pesagem, e não uma leitura de instrumento. Um volume conhecido de licor misto é filtrado por um filtro de tamanho de poro padrão, seco a cerca de 103 a 105 graus Celsius, e o resíduo é pesado. O tamanho do poro e a temperatura de secagem pertencem ao método gravimétrico convencional, e não à sua estação, o que é uma razão pela qual dois laboratórios podem devolver valores diferentes para a mesma amostra.

O MLSS é o valor pelo qual uma estação convencional é conduzida, porque fecha o balanço de massa. A massa de sólidos retida no sistema dividida pela massa retirada a cada dia é a idade do lodo, de modo que, em uma concentração estável, a taxa de descarte define a idade. É por isso que a concentração aparece no volume do tanque de aeração, na taxa de recirculação de lodo e na relação alimento/microrganismo.

Concentração de MLSS em um tanque de aeração

Valores comumente citados colocam o lodo ativado convencional em cerca de 2000 a 4000 mg/L e a aeração prolongada em cerca de 3000 a 6000 mg/L. Leia-os como um método de partida, e não como uma especificação: a concentração que uma dada estação consegue manter é definida pelo seu decantador, e não por uma tabela, e o teto é o ponto em que o manto de lodo deixa de sedimentar baixo o suficiente para ficar fora do efluente.

O que fixa o valor é uma cadeia. O índice volumétrico de lodo descreve quão bem o lodo sedimenta, a concentração do lodo de recirculação decorre dele, e a concentração em que o tanque opera decorre da taxa de recirculação junto com a massa de sólidos que o decantador consegue carregar. Um tanque solicitado a reter mais sólidos do que seu decantador consegue recircular vai perdê-los por cima do vertedouro, diga o que disser a planilha.

A amostragem decide se a leitura significa alguma coisa:

• Retire a amostra do mesmo ponto todas as vezes. O licor misto não é uniforme ao longo de um tanque: uma amostra perto da entrada carrega uma concentração diferente de uma na saída, e uma leitura de um ponto móvel não pode ser comparada com o registro da semana passada.
• Retire-a do tanque de aeração, e não da linha de lodo de recirculação. O lodo de recirculação é o concentrado que o decantador já produziu, e sua concentração é uma quantidade diferente com um uso diferente.
• Amostre com o tanque em seu estado normal de mistura e aeração, e anote o oxigênio dissolvido no mesmo momento, para que uma mudança na concentração possa ser lida contra as condições em que foi medida.
• Relate o valor com sua data, seu ponto e seu método, porque uma concentração sem esses três não pode ser comparada com nada, e trate uma única amostra pontual como um instante no tempo, e não como a estação.

O que a fração volátil acrescenta

MLVSS é a parte volátil da mesma medição: sólidos suspensos voláteis no licor misto (mixed liquor volatile suspended solids). É obtido a partir do mesmo filtro, que é então incinerado, convencionalmente a cerca de 550 graus Celsius, e pesado de novo. O que queima é a fração volátil; o que resta é a fração fixa ou de cinzas. Expressa como concentração, a perda por ignição é o valor de MLVSS.

Em uma estação de lodo ativado, os sólidos suspensos voláteis no tratamento de esgoto são usados como estimativa da fração orgânica, e a fração orgânica é em grande parte a cultura. Essa é a parte útil da medição, e é também a parte mais frequentemente superinterpretada. O MLVSS é um substituto da biomassa, e não uma medição dela. Células mortas ainda são voláteis; também é a matéria orgânica que chegou com o afluente e ainda não foi oxidada; também são os produtos armazenados dentro das células; e também quaisquer produtos químicos orgânicos que a estação dose. Uma fração volátil crescente pode significar que a cultura está crescendo, ou pode significar que o afluente carrega mais particulado orgânico do que a estação consegue decompor no tempo disponível.

A medição ganha seu lugar como tendência, e não como valor absoluto. Uma fração volátil caindo enquanto o MLSS se mantém estável diz que o tanque está acumulando matéria mineral. Uma fração volátil subindo após uma mudança no afluente diz que a carga mudou. Nos dois casos, a direção do movimento carrega mais informação do que a casa decimal.

A razão MLVSS/MLSS no esgoto

Divida MLVSS por MLSS e o resultado descreve a composição dos sólidos, e não sua quantidade. Para lodo ativado municipal, a razão MLVSS/MLSS no esgoto é comumente citada na faixa de cerca de 0.6 a 0.8 e, como toda faixa neste artigo, pertence à prática comum, e não à sua estação.

Várias coisas a movem, e a maioria delas vale conhecer antes de o número ser interpretado.

• Idade do lodo. Uma idade de lodo longa retém sólidos no sistema tempo suficiente para a fração inerte se acumular, porque a matéria inerte não é consumida e só sai com o lodo excedente. A fração volátil do mesmo tanque, portanto, deriva para baixo conforme a estação envelhece, sem nada de errado com a biologia.
• Dosagem química. Um sal metálico dosado para remoção de fósforo ou para coagulação deixa um precipitado de hidróxido no lodo. Ele é mineral, é retido com o lodo e eleva o MLSS sem elevar o MLVSS. A cal e qualquer outro produto químico inorgânico que chegue ao tanque fazem o mesmo.
• Areia e silte. Material que deveria ter sido retido na entrada chega ao tanque de aeração como sólidos fixos, e a razão do tanque cai com ele.
• Composição do afluente. Um lançamento industrial rico em sólidos suspensos inorgânicos puxa a razão para baixo; um lançamento de matéria orgânica em grande parte solúvel não acrescenta nada à fração fixa.
• Idade do lodo na direção oposta. Um lodo jovem carrega uma fração inerte menor por unidade de biomassa, de modo que a razão tende a ficar mais alta, até a estação começar a perder sólidos que não consegue sedimentar.

Por que os dois números são lidos juntos

O MLSS é o número com o qual o processo é controlado; o MLVSS é o número que verifica se o MLSS está dizendo a verdade. Lidos juntos, eles separam uma estação que está genuinamente carregando mais biologia de uma que está carregando mais matéria mineral. A distinção importa onde os valores se tornam entradas de projeto: uma relação alimento/microrganismo calculada apenas sobre o MLSS é uma razão contra os sólidos totais, dos quais só parte consome o alimento, de modo que, onde a fração inerte é grande, a razão subestima a carga sobre a biologia.

O uso prático é modesto e confiável. Registre os dois números no mesmo ponto e leia a razão como uma linha de movimento lento, e não cada valor isoladamente. Uma razão que dá um degrau para baixo e permanece baixa é um fato sobre o inventário de sólidos, e o que mudou no afluente ou no descarte é respondido pelo registro de operação, e não pela própria medição.

Erros comuns

• Ler a razão como medida da saúde biológica. Ela mede a composição dos sólidos, e uma estação com razão em queda pode estar funcionando bem.
• Comparar valores de MLSS ou MLVSS de dois laboratórios com tamanhos de poro de filtro e temperaturas de secagem diferentes, e tratar a diferença como uma mudança na estação.
• Amostrar a linha de lodo de recirculação ou o efluente e registrar o resultado como a concentração do tanque de aeração.
• Deixar o decantador fora do inventário. O manto de lodo retém sólidos a partir dos quais a idade do lodo é calculada, e o valor do tanque de aeração isolado não descreve o sistema.
• Relatar o MLVSS como biomassa. Os sólidos voláteis incluem matéria orgânica não oxidada da mesma água, de modo que o valor é uma fração da massa, e não uma contagem de organismos.
• Copiar um valor-alvo de MLSS de outra estação, com água diferente e um decantador diferente.
• Mudar o ponto de amostragem ou o horário de coleta e então ler a mudança de degrau como uma mudança de processo.

Autoverificação antes de usar os dois números

• A amostra é retirada em um ponto definido do tanque de aeração, em um momento definido do ciclo, e registrada como tal?
• O tamanho de poro do filtro e a temperatura de secagem são declarados com o resultado, para que ele possa ser comparado com leituras anteriores?
• A temperatura de ignição para a fração volátil também é registrada, já que pertence ao método e não à amostra?
• A concentração de MLSS no esgoto foi verificada contra o lodo que o decantador consegue recircular, e não contra uma tabela?
• A fração volátil está sendo lida como tendência ao longo do registro, e não como um valor com nota de aprovação?
• A dosagem de qualquer sal metálico ou cal foi anotada na mesma data, já que move a razão sem mover a biologia?
• A taxa de descarte é registrada ao lado dos dois números, para que a idade do lodo com que a estação realmente opera possa ser calculada?
• Onde os números alimentam um cálculo de razão ou de idade, está sendo usada a mesma base da última vez?

De uma leitura a uma função da estação

Os dois números descrevem um tanque que já existe, e são lidos ao contrário quando um precisa ser dimensionado. A massa de sólidos que a biologia precisa vem da carga e da idade do lodo, a concentração que o decantador consegue manter define o volume, e as duas juntas fixam o tanque de aeração e a demanda de ar. O gráfico de volume de tanque e TDH transforma um tempo de residência em um volume de tanque, e a página de equipamento MBR integrado cobre a versão de membrana do mesmo processo. O que uma única unidade reterá na sua água é confirmado com a fábrica para o seu afluente e o seu padrão de lançamento, e não presumido de uma tabela.