A demanda bioquímica/biológica de oxigênio (DBO) quantifica o nível de substâncias biológicas presentes na água ou nos efluentes.

A DBO mede o consumo de oxigênio dos microrganismos durante a decomposição da matéria orgânica na água. Essencialmente, as bactérias e outros microrganismos presentes nos efluentes precisam de oxigênio para degradar os biossólidos através da oxidação. Níveis elevados de poluição resultam em atividade microbiana excessiva e, portanto, diminuição da qualidade da água e dos níveis de oxigênio na água.

A medição da DBO pode ser realizada em laboratório ou em tempo real, através de equipamento equipado com sensor de oxigênio dissolvido. A quantidade de oxigênio consumida por esses organismos durante um período especificado – normalmente 5 dias a 20°C, é utilizada como referência para a medição.

A DBO tem um impacto direto nos níveis de oxigênio dissolvido em rios e córregos. Por exemplo, uma DBO mais elevada resulta num esgotamento mais rápido de oxigênio na água, levando à redução da disponibilidade para a vida aquática. Consequentemente, níveis elevados de DBO causam estresse, asfixia e, eventualmente, morte entre os organismos aquáticos, semelhantes aos efeitos dos baixos níveis de oxigênio dissolvido (OD).

As fontes que contribuem para a DBO incluem matéria orgânica, como folhas e detritos lenhosos, plantas e animais em decomposição, resíduos fecais de animais, bem como efluentes fábricas de alimentos, escoamento de águas pluviais urbanas e sistemas de tratamento defeituosos.

O que significa uma DBO alta nos efluentes?

A DBO destaca-se como um parâmetro crucial no tratamento de efluentes, servindo como um indicador vital da qualidade e segurança da água.

Nos tratamentos de efluentes, é importante considerar a relação intrínseca a nível molecular entre o oxigênio e a água, juntamente com a sua utilização por microrganismos naturais (incluindo bactérias e leveduras) na decomposição de sólidos orgânicos na água. O nível de contaminação que introduzem é quantificado em mgO2/L.

Esta medição ocorre dentro de um processo biológico cuidadosamente controlado, exigindo uma execução ordenada. No entanto, o princípio é simples: níveis mais elevados de DBO correspondem a taxas de poluição mais elevadas e à diminuição da qualidade da água, enquanto níveis mais baixos de DBO significam redução da poluição e maior pureza da água, tornando a água mais adequada para reutilização.

A temperatura influencia a DBO e, dado que a água fria geralmente retém mais oxigênio do que a água quente, os níveis de OD nos efluentes tendem a diminuir durante os meses de verão. Consequentemente, o tratamento de efluentes enfrenta desafios ainda maiores, uma vez que as medições de DBO são sensíveis ao tempo e a amostragem têm uma janela de preservação limitada de apenas 2 dias. Isto destaca a necessidade de extrema cautela no tratamento de efluentes, uma vez que níveis elevados de DBO podem comprometer a qualidade da água.

Como mencionado anteriormente, a DBO serve como um indicador crítico da poluição orgânica nas águas residuais, levando o setor industrial a descarregar o seu produto final de água SOMENTE se este cumprir as normas regulamentadoras acerca dos níveis de DBO.

Níveis excessivos de DBO nos efluentes podem resultar em consequências financeiras significativas para a respectiva instalação, necessitando de medidas adicionais para resolver o problema. Consequentemente, as estações de tratamento de efluentes requerem sistemas robustos para minimizar os níveis de DBO nas águas residuais processadas. Isto é conseguido através de uma série de etapas de tratamento de intensidades variadas. Em primeiro lugar, os efluentes são submetidos a filtração para remover sólidos (TSS) e materiais maiores, seguidas de tratamento com luz UV e outros processos.

Durante esta fase inicial do tratamento, uma grande porção de SST é eliminada e a DBO reduzida. Além disso, certos produtos químicos mais pesados, como o nitrogênio e o fósforo, também são extraídos, embora possam sofrer captura adicional na fase secundária do tratamento de efluentes.

De forma geral, o tratamento primário mencionado acima representa o nível mínimo de processamento necessário para usos não potáveis, como irrigação ou aplicações industriais. No entanto, para requisitos de maior pureza, os tratamentos secundários e terciários são fundamentais para evitar perigos potenciais e garantir a qualidade da água.

Seis causas de aumento da DBO nos efluentes

Poluentes químicos

Descargas de esgoto

Temperatura

Aterros sanitários

Enriquecimento nutricional

Sedimentação

Poluentes Químicos

Poluentes químicos, incluindo detergentes, pesticidas e resíduos industriais, podem elevar significativamente os níveis de DBO nos efluentes. Estes poluentes infiltram-se no sistema através de múltiplas fontes, incluindo operações industriais, eliminação de resíduos domésticos e escoamento agrícola. A sua presença introduz elevados níveis de matéria orgânica na água, aumentando consequentemente a procura de oxigênio pelos microrganismos.

Além disto, os poluentes químicos podem aumentar as concentrações de nitrogênio e fósforo na água. Uma preocupação particular é o fósforo, que tem sido um componente comum em produtos de limpeza desde a década de 1960. A sua prevalência em massas de água naturais está ligada à proliferação de algas, conhecida como eutrofização, em que as populações de algas experimentam um crescimento exponencial, perturbando o equilíbrio do ecossistema e libertando toxinas.

Descargas de Esgoto

O esgoto doméstico é um contribuinte significativo para a DBO dos efluentes. Carregado com matéria orgânica de dejetos humanos, o esgoto aumenta os níveis de DBO após o descarte. Os microrganismos degradam a matéria orgânica do esgoto, exacerbando a demanda de oxigênio na água.

O esgoto doméstico ainda pode conter uma série de outros poluentes, como detergentes, resíduos industriais e metais, amplificando ainda mais os níveis de DBO nas águas residuais.

Temperatura

A temperatura representa outro fator que influencia os níveis de DBO nas águas residuais. As temperaturas elevadas aceleram a taxa a que os microrganismos degradam a matéria orgânica, intensificando a procura de oxigênio. Isto resulta em níveis mais elevados de DBO nos efluentes. Além disto, as temperaturas elevadas promovem um aumento na população microbiana, amplificando assim a procura de oxigênio e contribuindo para níveis mais elevados de DBO.

Aterros Sanitários

Os aterros sanitários surgem como fontes significativas de níveis elevados de DBO nas águas residuais. Os aterros sanitários abrigam uma variedade de materiais orgânicos, incluindo alimentos e resíduos de jardim, sujeitos à decomposição microbiana. Portanto, este processo eleva a demanda de oxigênio, resultando em aumento dos níveis de DBO na água. Os aterros sanitários também abrigam uma abundância de poluentes, como metais e produtos químicos, aumentando ainda mais os níveis de DBO nos efluentes.

Enriquecimento Nutricional

O enriquecimento de nutrientes destaca-se como um catalisador chave para o aumento dos níveis de DBO nos efluentes. Como mencionado, nutrientes como o nitrogênio e o fósforo estimulam o crescimento de algas, aumentando a demanda de oxigênio pelos microrganismos e, portanto, níveis altíssimos de DBO.

O enriquecimento de nutrientes também pode desencadear a eutrofização, esgotando ainda mais o oxigênio da água e exacerbando os níveis de DBO nas águas residuais.

Sedimentação

A sedimentação constitui outro fator que contribui para níveis elevados de DBO nos efluentes. Esse processo ocorre quando partículas como argila, lodo e matéria orgânica se depositam no fundo do corpo d'água. A degradação microbiana destas partículas intensifica a procura de oxigênio e, assim, aumenta os níveis de DBO. A sedimentação também libera poluentes como metais e produtos químicos, contribuindo também para uma alta DBO nas águas residuais.

Como reduzir o DBO em águas residuais?

Num caso típico em que os níveis de DBO são elevados em efluentes não tratados, é imperativo empregar abordagens de tratamento adequadas, incluindo tratamentos biológicos, filtração, coagulação e floculação, para remover eficazmente a matéria orgânica das águas residuais não tratadas. Também é essencial submeter o efluente tratado a testes de DBO para verificar se ele não representa nenhuma ameaça aos ecossistemas receptores e aos corpos d'água antes do descarte.

Melhorando o DBO no tratamento de efluentes

Para melhorar a DBO em estações de tratamento de águas residuais, vários métodos e estratégias podem ser empregados.

A redução do SST nas águas residuais é fundamental, uma vez que o SST está intimamente relacionado com a DBO. Essa redução pode ser alcançada através da utilização de equipamentos de filtração física ou aditivos químicos que visam quebrar ou eliminar os sólidos. Utilizar um tanque de equalização (EQ) de tamanho apropriado é essencial, pois ajuda a regular as flutuações de fluxo e os níveis de aeração nas águas residuais. A aeração desempenha um papel significativo em afetar a DBO, alterando a disponibilidade de oxigênio para os microorganismos. O aumento da aeração nos processos de lodo ativado pode aumentar a degradação biológica da matéria orgânica, diminuindo o nível de DBO nos efluentes. Os métodos de aeração incluem aeradores mecânicos, sistemas de ar difuso ou aeradores de superfície.

A coagulação e a floculação são processos químicos que removem efetivamente a matéria orgânica coloidal e dissolvida das águas residuais. A coagulação envolve a adição de produtos químicos para neutralizar as cargas elétricas das partículas, fazendo com que elas se agrupem. A floculação envolve a adição de produtos químicos que unem esses aglomerados em flocos maiores, facilitando sua separação por sedimentação ou filtração.

Especialistas tais como engenheiros, consultores ou pesquisadores, poderão ser acionados para fornecer aconselhamento especializado e soluções para melhorar a DBO em estações de tratamento de efluentes. Eles podem auxiliar na otimização do projeto, operação e manutenção de processos e equipamentos de tratamento.

Resumo

Altos níveis de demanda bioquímica de oxigênio (DBO) em águas residuais decorrem principalmente do excesso de matéria orgânica, tendo esgoto, resíduos industriais, escoamento agrícola e escoamento urbano como principais contribuintes. Esses contaminantes, cheios de poluentes e nutrientes, aumentam a demanda de oxigênio pelos microrganismos, aumentando assim os níveis de DBO.

Abordar a alta DBO em águas residuais exige o emprego de métodos de tratamento eficazes como tratamentos biológicos, filtração e processos de coagulação-floculação.

A Acquanativa possui em seu portfólio de produtos sondas para medição in loco e em tempo real da DBO, com sistema de monitoramento remoto. Se você quiser saber mais sobre a DBO e que soluções temos para evitar níveis elevados no tratamento de efluentes, entre em conosco.