Estudo da secagem de lodo de estação de tratamento de água

Abstract

Resumo: O desaguamento do lodo tem como objetivo a redução do volume, para facilitar ou mesmo possibilitar o transporte e/ou disposição final dos resíduos do tratamento. Tal processo é realizado nas operações de desidratação, as quais podem ser realizadas por sistemas mecânicos e naturais. Os leitos de secagem, sistemas de fácil operação e econômicos, são constituídos por camada suporte, meio filtrante e sistema de drenagem. A desidratação através da centrifugação ocorre através de um processo, no qual são aplicadas forças centrífugas ao lodo, para acelerar a separação das fases líquidas e sólidas. Este trabalho teve como objetivo estudar a secagem do lodo: de forma natural, através de leitos de secagem pilotos convencionais e alternativos; e mecanizada, através de centrífugas em escala real e de bancada. Para isto, foram utilizados leitos de secagem piloto instalados na ETA Iguaçu, sendo: 3 leitos de secagem convencionais (meio granular), 2 leitos de secagem alternativos com geotêxtil não-tecido bidim e 2 leitos de secagem alternativos com geotecido. Para o estudo da centrifugação foram utilizadas: centrífugas do tipo decanter, instaladas nas ETA Iraí e ETA Passaúna; e centrífuga de laboratório, no LABEAM da UFPR. Para caracterizar o lodo utilizado na pesquisa, a qualidade do clarificado e estudar a eficiência da desidratação e foram avaliados os parâmetros: pH, condutividade, turbidez, cor, série de sólidos, sólidos sedimentáveis, demanda química de oxigênio, alumínio e óleos e graxas. Dados climatológicos diários obtidos através do INMET foram utilizados, para uma melhor avaliação do processo de secagem do lodo. Como resultados, após 30 dias, para os leitos convencionais foram obtidos teores de até 40%, para os leitos alternativos com bidim de 17 à 27% e leitos alternativos com geotecido de 5 à 7%, como ST. Conclui-se que a predominância de baixas temperaturas, altos índices de umidade e grande volume de precipitação durante os 2 ciclos, não favoreceram a secagem do lodo. As características da água drenada nos leitos mostraram que o sistema possui excelente condição de clarificação, constatou-se efetiva remoção de sólidos, alumínio e DQO. Foram encontrados teores médios de 14% de ST para o lodo centrifugado da ETA Passaúna e Iraí. A mediana do rendimento da centrifugação para o lodo da ETA Iraí foi de 95%, e para a ETA Passaúna, 94%. A baixa desidratabilidade do lodo da ETA Iraí é pela presença de algas na água bruta e baixa eficiência do flotador, e na ETA Passaúna, pela presença de materiais finos e baixa eficiência do adensador. A dosagem ótima obtida no estudo de centrifugação em escala de bancada foi de 4 g/kg de SST. Verificou-se que o tempo ideal para a realização do ensaio foi de 30 minutos e que, quanto maior a rotação imposta, maior a concentração de ST na torta de lodo.

Abstract: Sludge dewatering is aimed to reduce the volume to facilitate or enable the transport and/or final disposal of waste treatment. This process is performed during dewatering, which can be performed by natural and mechanical systems.The drying beds, systems easy to operate and economical, are constituted by support layer, the filter medium and drainage system. Dewatering occurs by centrifugation through a process in which centrifugal forces are applied to the sludge, to accelerate the separation of liquid and solid phases. This work aimed to study the drying of sludge: a natural way, through drying beds pilots conventional and alternative, and mechanized, using centrifuges at full scale and bench scale. For this, use drying beds installed in the Iguaçu WTP’s, where 3 conventional drying beds (grainy middle), 2 drying beds with alternative non-woven geotextile bidim and two drying beds with alternative geotextil. To study the centrifuge were used: type decanter centrifuges, operating in Iraí and Passaúna WTP’s, and benchtop centrifuge at LABEAM laboratory’s. To characterize the sludge used in research, to evaluate the efficiency of dehydration and the quality of clarified parameters were evaluated: pH, conductivity, turbidity, color, solids, sedimentable solids, chemical oxygen demand, aluminum and oil and grease. Daily climatological data obtained from the INMET were used for better evaluation of the process of drying the sludge. As a result, for the beds were obtained from conventional levels to 40% for those with alternative bidim beds from 17 to 27% and beds with alternative geotextil, 5 to 7%. It is concluded that the prevalence of low temperatures, high levels of humidity and large amounts of rainfall during the two cycles, did not favor the drying of sludge. The characteristics of the water drained from the beds showed that the system has excellent condition for clarification, it was found effective removal of solids, aluminum and COD. We found levels ranging from 14% of ST in the centrifuged sludge’s of Iraí and Passaúna WTP’s. The median income of centrifugation for the sludge of Iraí WTP’s was 95%, and the Passaúna WTP’s, 94%. The low sludge dewatering Iraí WTP’s is the presence of algae in raw water and low efficiency of flotation equipament, and Passaúna WTP’s, the presence of fines materials and low efficiency of the thickener. The optimum dose in the study obtained by centrifugation in a bench scale was 4 g / kg of TSS. It was found that the ideal time for the test was 30 minutes and that the higher the rotation imposed, the greater the concentration of TS in the sludge.