disposição de lodo de eta em reator · pdf file eta na ete, de forma que a...

Click here to load reader

Post on 28-Jan-2019

215 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

i

GUILHERME GIMENES

DISPOSIO DE LODO DE ESTAO DE

TRATAMENTO DE GUA EM REATOR UASB

CAMPINAS 2014

ii

iii

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL, ARQUITETURA E URBANISMO

GUILHERME GIMENES

DISPOSIO DE LODO DE ESTAO DE

TRATAMENTO DE GUA EM REATOR UASB.

Orientador: Prof. Dr. Edson Aparecido Abdul Nour

Co-Orientador: Prof. Dr. Ariovaldo Jos da Silva

Dissertao de Mestrado apresentada a Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da UNICAMP para a obteno do ttulo de Mestre em Engenharia Civil, na rea de Saneamento e Ambiente.

ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE VERSO FINAL DA DISSERTAO DEFENDIDA PELO ALUNO GUILHERME GIMENES E ORIENTADA PELO PROF. DR. EDSON APARECIDO ABDUL NOUR

Prof Dr. Edson Aparecido Abdul Nour

CAMPINAS 2014

iv

v

vi

RESUMO

A busca por solues viveis para a disposio adequada do lodo de Estaes de

Tratamento de gua (ETA), tem se mostrado uma preocupao crescente de diversas

empresas e companhias de saneamento. Uma das alternativas o lanamento na rede

coletora de esgoto. No entanto, deve ser avaliada criteriosamente a capacidade da

Estao de Tratamento de Esgoto (ETE) em receber tal resduo. Nesta linha de

raciocnio, o presente trabalho visou avaliar o impacto do lodo de ETA, da qual utilizou

PAC como coagulante, para a biomassa anaerbia de um reator UASB por meio do

ensaio da Atividade Metanognica Especfica (AME) e verificar tambm a evoluo da

concentrao de alumnio e carbono orgnico total (COT) no lodo da ETE aps a

mistura com o lodo da ETA. Os ensaios de AME foram realizados segundo a

metodologia adaptada de Aquino et al. (2007). Foram testadas concentraes de lodo

de ETA de 1, 2, 4, 6, 10, 12,5, 15, 20 e 30 g SST.L-1 e o frasco controle (sem lodo de

ETA) como elemento de comparao. Como resultados foi possvel observar que,

estatisticamente, no houve diferenas significativas no valor da AME entre o frasco

controle e as concentraes de 1, 2, 4 e 6 g SST.L-1. J para as concentraes acima

de 6 g SST.L-1 houve uma reduo considervel do valor da AME, comparadas com o

frasco controle. Quanto concentrao de alumnio, foi verificado que conforme

aumentou a dosagem de lodo da ETA, aumentou tambm a concentrao de alumnio

no lodo, desta forma, contribuindo para a hiptese de que o alumnio pode provocar

impacto negativo biomassa do reator UASB, pois quanto maior a concentrao de

alumnio, menor o valor da AME. Tambm foi observado que o aumento da

concentrao de lodo de ETA diminui a porcentagem de carbono orgnico total. Por fim,

pela metodologia proposta, foi demonstrada a viabilidade de lanamento do lodo das

ETA na ETE, de forma que a concentrao de lodo de ETA no reator UASB se limite a

6 g SST.L-1 para no provocar impacto significativo na atividade biolgica.

Palavras Chave: Tratamento de gua, Lodo, Tratamento Anaerbio, Metano.

vii

ABSTRACT

The search for viable solution to disposal of sludge from water treatment plants (WTP)

has shown a growing concern for many businesses and sanitation companies. One

alternative is to launch in the sewage disposal system. However, it should be carefully

evaluated the ability of WWTP to receive such waste. This line of reasoning, the present

study aimed to evaluate the impact of WTP sludge, that used PAC as a coagulant for

the anaerobic biomass of a UASB reactor using assay of Specific Methanogenic Activity

(SMA) and also check the evolution of the aluminum concentration and TOC in the

WWTP sludge after mixing with the WTP sludge. Assays were performed in Duran flask

of 250 mL according to the methodology adapted from Aquino et al. (2007). WTP sludge

concentrations of 1, 2, 4, 6, 10, 12,5, 15, 20 and 30 g SST.L-1 and the control flask

(without WTP sludge) as a comparator were tested. As a result it was observed that,

statistically, there were no significant differences in the SMA value between the control

flask and the concentrations of 1, 2, 4 and 6 g SST.L-1. Compared to the control flask,

concentrations above 6 g SST.L-1 there was a considerable reduction in the value of

SMA. On aluminum concentration, was checked that rising the dosage of wtp sludge

also rise the concentration of aluminum in the wwtp sludge, thereby contributing to the

hypothesis that aluminum can cause negative impact on the UASB reactor biomass,

because how higher is aluminum concentration, lower is the SMA. It was also observed

that with increasing concentration of WTP sludge decreases total organic carbon

percentage. Finally, by the proposed methodology, the feasibility of launching the WTP

sludge in WWTP was demonstrated, so the concentration of WTP sludge in the UASB

reactor is limited to 6 g SST.L-1 not to cause significant impact on the biological activity.

Key Words: Water Treatment, Sludge, Anaerobic Treatment, Methane.

viii

SUMRIO

RESUMO........................................................................................................................ vi

ABSTRACT ................................................................................................................... vii

AGRADECIMENTOS ..................................................................................................... xi

LISTA DE FIGURAS ..................................................................................................... xii

LISTA DE QUADROS .................................................................................................. xiii

LISTA DE SIGLAS E SIMBOLOS ............................................................................... xiv

1. INTRODUO ...................................................................................................... 1

2. OBJETIVOS .......................................................................................................... 3

2.1. OBJETIVO GERAL ............................................................................................ 3

2.2. OBJETIVOS ESPECFICOS .............................................................................. 3

3. REVISO BIBLIOGRFICA ................................................................................. 4

3.1. PROCESSO CONVENCIONAL DE TRATAMENTO DE GUA ......................... 4

3.2. RESDUOS DO PROCESSO DE TRATAMENTO DE GUA ............................ 5

3.3. LANAMENTO DO LODO DE ETA EM ETE ..................................................... 8

3.4. TRATAMENTO DE ESGOTO POR PROCESSO ANAERBIO ...................... 12

3.5. REATOR ANAERBIO DE FLUXO ASCENDENTE ........................................ 19

3.6. FATORES DE DIMENSIONAMENTO E OPERAO DO UASB .................... 21

3.7. LODO DE REATOR UASB .............................................................................. 24

3.7.1. Caracterizao........................................................................................... 24

3.7.2. Tratamento ................................................................................................ 24

3.7.3. Disposio final .......................................................................................... 25

3.8. ATIVIDADE METANOGNICA ESPECFICA .................................................. 26

ix

4. MATERIAL E MTODOS.................................................................................... 32

4.1. ESTAES DE TRATAMENTO DE GUA 1 E 2 ............................................ 32

4.2. ESTAO DE TRATAMENTO DE ESGOTO PIARRO ............................... 34

4.3. ENSAIO DE ATIVIDADE METANOGNICA ESPECFICA .............................. 35

4.4. CLCULO DA ATIVIDADE METANOGNICA ESPECFICA .......................... 39

4.5. ANLISE DE CARBONO ORGNICO TOTAL E ALUMNIO NO LODO ......... 41

5. RESULTADOS .................................................................................................... 43

5.1. PRODUO ACUMULADA DE METANO AO LONGO DO TEMPO ............... 43

5.2. ATIVIDADE METANOGNICA ESPECFICA .................................................. 49

5.3. CONCENTRAO DE ALUMNIO NO LODO ................................................. 50

5.4. CARBONO ORGNICO TOTAL ...................................................................... 54

5.5. CONSIDERAES FINAIS ............................................................................. 55

6. CONCLUSES ................................................................................................... 57

7. RECOMENDAES ........................................................................................... 59

8. BIBLIOGRAFIA ................................................................................................... 60

9. ANEXOS ............................................................................................................. 65

9.1. ANEXO 1 Valores Corrigidos de Produo de Metano em mL. .................... 65

9.2. ANEXO 2 Valores de AME em g DQO.g SSV-1.d-1 ....................................... 66

9.3. ANEXO 3 Valores de Concentrao de Alumnio no lodo em g.kg-1 ............. 67

9.4. ANEXO 4 Valores de Carbono Orgnico Total do lodo em % ...........