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Semana de Estudos da Engenharia Ambiental UNESP Rio Claro, SP. ISSN 2359-1161 SemEAr, v.3, n.1, p. 88-99, Set./ 2015. AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE LEITO COM PISO DE BLOCOS DRENANTES PARA DESAGUAMENTO E SECAGEM DE LODO AERÓBIO Sabrina Mariel Corrêa da Silva, Gustavo Henrique Ribeiro da Silva, Rodrigo Braga Moruzzi Universidade Estadual Paulista (UNESP), Bauru (SP). 1. INTRODUÇÃO E OBJETIVOS O destino final de resíduos produzidos em Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) tem sido uma grande preocupação ambiental. Embora haja alternativas de tratamento e estabilização de lodo, várias ETEs ainda os dispõem incorretamente pelo seu alto custo de gerenciamento, compondo de 20-60% do total gasto em uma Estação de Tratamento de Esgoto (Von Sperling, 2007). Entre as opções de disposição final, o aterro sanitário é o mais utilizado, porém é necessário que o lodo esteja estabilizado, desaguado e com teor de umidade máximo de 70% para ser disposto. O leito de secagem é uma das técnicas mais antigas utilizadas para separação sólido-líquido do lodo. De acordo com USEPA (1987), o processo de secagem ao ar livre mais antigo usado para o desaguamento é o leito de areia. A NBR 12209/2011 - Projeto de estações de tratamento de esgoto sanitário, regulamenta os projetos de leito de secagem no Brasil, caracterizado por um tanque retangular, com paredes e fundo de concreto, no interior do tanque são incluídos dispositivos para permitir a drenagem da água presente no lodo: camada filtrante (areia e brita) e a camada de suporte (tijolos). As vantagens da utilização de leitos de secagem são: baixo valor de investimento, simplicidade operacional, baixo ou inexistente o consumo de energia elétrica, baixa sensibilidade a variações nas características do lodo, torta de lodo com alto teor de sólidos. Entre as desvantagens destaca-se: elevada área requerida, necessidade de estabilização prévia do lodo, influência do clima no desempenho operacional, lenta remoção da torta seca, elevada mão de obra para limpeza, limite de teor de sólidos de lodo em 30% para não dificultar a remoção, facilidade em colmatação. Com o objetivo de minimizar as desvantagens deste processo natural de desaguamento e secagem, evoluções nesse sistema têm surgido, dentre os quais podemos destacar: leito de secagem a vácuo assistido, leitos pavimentados, leitos de drenagem, leito de caniço-de-água e o leito de tela em cunha ou blocos drenantes. O bloco drenante, tecnologia conhecida como wedge-wire ou wedgewater, é um painel em poliuretano ou polipropileno com ranhuras que permite uma eficiente filtragem de lodo, não colmata, e tem sido uma alternativa para desaguamento de lodo em leitos desde 1970 nos Estados Unidos. De acordo com Wang et al (2007) as vantagens do leito de secagem wedge-wire são: Não colmata o meio filtrante; Drenagem constante e rápida; Maior taxa de aplicação do que leito de areia; Fácil manutenção; Fácil remoção do lodo e limpeza do leito em comparação com leito de areia. Apesar de ser uma tecnologia antiga, existem poucos estudos sobre seu uso. Em 1992, US Army Corps of Engineers fez um relatório comparando o leito de drenagem wedgewater e o leito de sistema a vácuo assistido. Através de pesquisa com diversos operadores de estações de tratamento de

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Semana de Estudos da Engenharia Ambiental UNESP – Rio Claro, SP.

ISSN 2359-1161

SemEAr, v.3, n.1, p. 88-99, Set./ 2015.

AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE LEITO COM PISO DE BLOCOS

DRENANTES PARA DESAGUAMENTO E SECAGEM DE LODO AERÓBIO

Sabrina Mariel Corrêa da Silva, Gustavo Henrique Ribeiro da Silva, Rodrigo Braga Moruzzi Universidade Estadual Paulista (UNESP), Bauru (SP).

1. INTRODUÇÃO E OBJETIVOS

O destino final de resíduos produzidos em Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) tem sido

uma grande preocupação ambiental. Embora haja alternativas de tratamento e estabilização de lodo,

várias ETEs ainda os dispõem incorretamente pelo seu alto custo de gerenciamento, compondo de

20-60% do total gasto em uma Estação de Tratamento de Esgoto (Von Sperling, 2007).

Entre as opções de disposição final, o aterro sanitário é o mais utilizado, porém é necessário

que o lodo esteja estabilizado, desaguado e com teor de umidade máximo de 70% para ser disposto.

O leito de secagem é uma das técnicas mais antigas utilizadas para separação sólido-líquido do lodo.

De acordo com USEPA (1987), o processo de secagem ao ar livre mais antigo usado para o

desaguamento é o leito de areia. A NBR 12209/2011 - Projeto de estações de tratamento de esgoto

sanitário, regulamenta os projetos de leito de secagem no Brasil, caracterizado por um tanque

retangular, com paredes e fundo de concreto, no interior do tanque são incluídos dispositivos para

permitir a drenagem da água presente no lodo: camada filtrante (areia e brita) e a camada de suporte

(tijolos). As vantagens da utilização de leitos de secagem são: baixo valor de investimento,

simplicidade operacional, baixo ou inexistente o consumo de energia elétrica, baixa sensibilidade a

variações nas características do lodo, torta de lodo com alto teor de sólidos. Entre as desvantagens

destaca-se: elevada área requerida, necessidade de estabilização prévia do lodo, influência do clima

no desempenho operacional, lenta remoção da torta seca, elevada mão de obra para limpeza, limite

de teor de sólidos de lodo em 30% para não dificultar a remoção, facilidade em colmatação.

Com o objetivo de minimizar as desvantagens deste processo natural de desaguamento e

secagem, evoluções nesse sistema têm surgido, dentre os quais podemos destacar: leito de secagem a

vácuo assistido, leitos pavimentados, leitos de drenagem, leito de caniço-de-água e o leito de tela em

cunha ou blocos drenantes.

O bloco drenante, tecnologia conhecida como wedge-wire ou wedgewater, é um painel em

poliuretano ou polipropileno com ranhuras que permite uma eficiente filtragem de lodo, não colmata,

e tem sido uma alternativa para desaguamento de lodo em leitos desde 1970 nos Estados Unidos. De

acordo com Wang et al (2007) as vantagens do leito de secagem wedge-wire são:

Não colmata o meio filtrante;

Drenagem constante e rápida;

Maior taxa de aplicação do que leito de areia;

Fácil manutenção;

Fácil remoção do lodo e limpeza do leito em comparação com leito de areia.

Apesar de ser uma tecnologia antiga, existem poucos estudos sobre seu uso. Em 1992, US

Army Corps of Engineers fez um relatório comparando o leito de drenagem wedgewater e o leito de

sistema a vácuo assistido. Através de pesquisa com diversos operadores de estações de tratamento de

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esgoto que utilizavam os dois tipos de leitos, a empresa chegou à conclusão que o sistema

wedgewater fornece a mesma eficiência que o leito a vácuo assistido, mas com menores problemas

operacionais e de manutenção. Almeida (2012) desenvolveu duas unidades piloto e nelas inseriu lodo

aeróbio e anaeróbio de reatores da unidade de tratamento de esgoto e analisou quanto a Sólidos em

Suspensão Totais, Umidade da Torta e Captura de sólidos. Os resultados obtidos para umidade de

“torta” após 24 horas do desaguamento variaram entre 80 e 90% e a captura de sólidos variou acima

dos 90%. Silva e Pohlmann (2014) acompanharam a secagem de lodo ativado com teor de sólidos

menor que 1% em leito com piso de blocos drenantes com cobertura tipo estufa agrícola durante 22

dias, monitorando a temperatura e a umidade. Ao final de 22 dias o teor de sólidos atingiu 96,2%

mesmo em dias com dias de chuva e alta umidade. Apesar de constatarem potencial aplicação dos

leitos com piso de bloco drenante como alternativa natural eficiente para desaguamento e secagem de

lodos, maiores estudos devem ser feitos. De acordo com van Haandel & Lettinga (1994), a secagem

do lodo depende da taxa de evaporação, que por sua vez depende de vários fatores, tais como

climatológicos, tipo e carga aplicada de lodo.

Portanto o presente trabalho tem como objetivo principal avaliar o desempenho do leito de

secagem com piso de blocos drenantes na drenagem e secagem com duas taxas de aplicação de lodo

aeróbio.

2. MÉTODOS

Os testes estão sendo realizados em escala real na ETE de uma indústria de componentes

eletroeletrônicos no município de Itu/SP. A empresa contém aproximadamente 1200 colaboradores e

gera uma vazão média de 60 m³/d de esgoto. O tratamento do esgoto é composto pelas seguintes

etapas: valo de oxidação, processo de lodos ativados com aeração prolongada e decantador

secundário. Como a idade do lodo neste processo é mais alta, a estabilização do lodo ocorre no

tanque de aeração, excluindo a necessidade da etapa de digestão após o decantador secundário.

Também não há etapa de adensamento antes do desaguamento, o lodo é descartado diretamente do

fundo do decantador, passando por condicionamento com aplicação de polímero em linha e

floculação hidráulica. O leito de secagem é com piso de bloco drenantes, com sistema de coleta do

drenado retornando ao tratamento. O leito possui cobertura tipo estufa agrícola, para impedir que a

precipitação atrapalhe na secagem, transparente para que tenha a incidência solar importante no

processo de secagem natural, e com cortinas que podem estar levantadas ou abaixadas para permitir a

ventilação.

O trabalho foi dividido em 6 etapas: aferição da bomba de descarte; coleta e caracterização da

amostra de lodo; aplicação de lodo nas células de leito com piso de bloco drenantes; monitoramento

do desaguamento; monitoramento, coleta e determinação de teor de sólidos do lodo durante o

período de secagem e análise dos resultados.

O lodo foi coletado na entrada do leito de secagem após aplicação de polímero e floculação,

para determinação do teor de sólidos inicial. A análise foi feita de acordo com a NBR 10664/1989.

Conhecendo o teor de sólidos foi possível determinar quais taxas de aplicação seriam adotadas.

Cada célula de secagem utilizada nos testes possui área de 13,44m² (2,10 m x 6,40 m) como

apresentado na Figura 1. Cada leito conta com uma válvula de entrada de lodo e um sistema de

coleta do drenado.

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Os descartes não foram realizados simultaneamente, porém no mesmo dia, para que fossem

avaliados durante o mesmo período de secagem e condições climáticas.

A única variável de controle pré-definida foi o volume de lodo aplicado em cada leito,

determinado após aferição da bomba de alimentação. Como os leitos possuem comportas para

limpeza de 46 cm de altura, durante operações de rotina da ETE foi monitorada a duração máxima de

1h e 50 min de descarte para não transbordar lodo pela comporta e atingir altura máxima de carga

hidráulica de 45 cm. Como a intenção do estudo é avaliar uma taxa de aplicação e o dobro desta taxa,

foi feito um descarte de 1h 50 min (110 min) e outro de 55 min.

Durante a aplicação de lodo foi medido as vazões de drenagem nos tempos de 5, 15, 30, 60,

90 min, no momento do encerramento do descarte e 1 hora depois de encerrado o descarte. Para

estimar o volume reduzido de lodo na etapa de desaguamento foi medida a altura de camada de lodo

no centro a 3 metros da entrada do leito. Um dia após o descarte, depois de toda água livre drenada,

foi observado uma concentração maior de lodo nos 3 primeiros metros. Devido a este fato a medição

de altura da camada de lodo nos dias seguintes foi a cada 1 metro, a 10 cm da parede, conforme

apresentado na Figura 1.

Um dia após o descarte foi coletada amostra do lodo retido para determinação de teor de

sólidos totais (ST), prosseguindo com determinações constantes para acompanhar a secagem do lodo

dia após dia. Como a secagem natural do lodo depende de fatores climatológicos, durante o período

de monitoramento foi deixado um termohigrômetro dentro do leito para acompanhar a temperatura e

umidade interna, e também foram feitas anotações sobre as condições climáticas do dia.

Figura 1. Leitos de secagem 1 e 2 com 13,44m² cada.

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A avaliação do desempenho do leito de secagem com piso de blocos drenantes foi realizada

mediante monitoramento das variáveis que estão apresentadas na Tabela 1.

Tabela 1. Variáveis a serem monitoradas durante ensaios de descarte de lodo em leito com piso de

bloco drenante.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

A seguir serão apresentados os resultados obtidos para as duas taxas de lodo aplicadas no

leito de secagem com piso de blocos drenantes.

Caracterização da amostra de lodo e determinação da taxa aplicada

Em um descarte de lodo rotineiro por parte dos operadores da ETE foi coletado uma amostra

do lodo, já floculado com adição de polieletrólito, após 5 min para determinação de ST. A média dos

resultados apontou uma concentração média de 6.200 mg/L, ou seja em torno de 0,6% de sólidos,

dentro da faixa para lodos ativados não adensados podendo variar de 0,5 – 1,5% (Jordão & Pessoa,

2005). A bomba de descarte, em uma frequência de 44Hz, apresentou uma vazão de 8,3m³/h. No

leito 1 o descarte durou 55 min, e no leito 2, 110 min. Com esses dados foi possível determinar a

massa de sólidos de lodo aplicado nos leitos de acordo com as equações 1 e 2.

Volume (m³) x concentração (g/m³) = massa de sólido seco (Kg) equação (1)

1000 (g/Kg)

Taxa de aplicação (KgSS/m²) = Massa de sólido (Kg) (kg/m2) equação (2)

Área (m²)

Sendo assim os volumes e taxa de sólidos aplicados nos leitos apresentados na Tabela 2, são:

Variáveis Operacionais

- redução de volume no desaguamento (m³)

- taxa de drenagem (variação da vazão ao longo do tempo de desaguamento) (m³/s)

- variação da altura da massa de lodo aplicada no leito (cm)

- tempo de secagem (dia)

- temperatura (°C) e umidade dentro do leito (%)

- porcentagem de sólidos totais no lodo retido (%)

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Tabela 2. Taxa de aplicação de lodo em Kg de Sólidos Secos por m² de área de leito.

Leito Volume de lodo

(m³)

Taxa de aplicação

(kgSS/m²)

Altura que teria a camada de lodo no momento do

descarte sem considerar a drenagem (m) – Carga

Hidráulica

1 7,6 3,5 0,57

2 15,2 7,0 1,13

A taxa de aplicação adotada é próxima ou superior a taxas aplicadas por outros autores para o

mesmo tipo de lodo. Troesch et al (2010) aplicou, também em escala real, taxa de 36 KgSS/m²/ano

de lodo ativado sem adensamento em leitos de secagem com meio filtrante composto por areia e

planta Phragmites australis conhecido como caniço-de-água. Foram 3 ciclos por ano, cada ciclo com

2 semanas alimentando o leito com lodo e 14 semanas secando. Considerando nosso ciclo de

descarte e secagem 30 dias, no ano o total de taxa aplicada seria de 84,72kgSS/m², ou seja, uma

produtividade maior no leito com blocos drenantes. Outras taxas de lodo ativado encontradas foram

66 KgSS/m²/ano e 54kg/m²/ano (EPA, 1987), e 5,77kgSS/m²/ciclo (Yamaoka & Hata, 2003).

Drenagem da água livre e redução de volume de lodo

A água livre compõe cerca de 70% do lodo e pode ser separada dos sólidos apenas pela força

gravitacional (van Haandel & Marais, 1999). Como o lodo foi condicionado com uso de floculante, a

água ligada ao sólido por força capilar também é liberada. Foi observado que a drenagem da água

livre acontece instantaneamente, pois durante o descarte a válvula de drenagem fica aberta.

Durante os primeiros 20 min o lodo se concentra próximo à entrada, em seguida a água

espalha o lodo por toda área da célula. Após 30 min, a área do leito é toda preenchida e a altura de

camada do lodo começa a subir, mesmo com drenagem ocorrendo. Este fato pode ser explicado

porque o lodo que fica no fundo sobre o bloco drenante faz com que reduza a passagem de água

pelas aberturas, diminuindo a taxa de infiltração. A Tabela 3 apresenta a variação de vazão de

drenagem medida na saída. Como pode ser observado na Tabela 3, nos primeiros 15 min de

alimentação do leito a vazão de drenagem se aproxima da vazão de entrada de lodo de 8,3m³/h,

apresentando uma eficiência na remoção de água livre. A partir de 30 min de alimentação, a vazão de

drenagem no leito 1, já todo preenchido por lodo, decresce. Apesar de toda área do leito 2 também

estar preenchida em 30 min de descarte, ocorreu uma desuniformidade na camada de lodo formada

embaixo. Com camadas menores de lodo sólido no final do leito 2 e coluna d’água formada por cima

maior, fez com que a vazão de saída no leito 2 fosse maior que no leito 1. Já nos 60 min, a vazão de

drenagem na saída reduz aproximadamente 65% para o leito 1 e 60% para o leito 2. Nesta etapa do

processo é possível visualizar a separação do lodo, a parte sólida embaixo e a água livre clarificada

por cima, resultado do uso de polímero e uma boa floculação. Após 1 hora do encerramento do

descarte, a vazão de drenagem decresce ao valor de 1,26m³/h no leito 1 e 1,00 m³/h no leito 2, pois

boa parte do volume de água livre foi drenada.

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Tabela 3. Taxa de drenagem: Variação de vazão de drenagem ao longo do tempo.

Leito

Vazão (m3/h)

Tempo (min)

5 15 30 60 90 110 1 hora após

descarte

1 8,50 7,74 4,0 2,92 - - 1,26

2 8,27 8,78 9,29 3,45 4,35 3,17 1,00

Como citado anteriormente, caso as válvulas de saída estivessem fechadas o leito 1

apresentaria uma altura de camada de 57 cm para o volume descartado de 7,6 m³ e o leito 2 uma

camada de 113 cm. Como a drenagem é constante e instantânea, a redução de volume é significativa

já no momento do descarte, conforme apresenta a Tabela 4. Após o encerramento da alimentação de

lodo, o leito 1 já havia reduzido 40% do volume de lodo e o leito 2 reduziu 60%. Após 1 hora do

descarte a redução de volume do leito 1 e 2 foram praticamente iguais, em torno de 70%.

Tabela 3. Carga hidráulica: Altura da camada de lodo no descarte.

Leito

Volume

de lodo

(m³)

Altura da

camada

de lodo

sem

drenagem

(cm)

Altura da

camada

de lodo

máxima

atingida

(cm)

Redução

de volume

no

momento

do

descarte

(m³)

Redução de

volume (%)

após

término do

descarte

Altura da

camada 1

hora após

do

descarte

(cm)

Redução de

volume

após 1 hora

do descarte

(m³)

Redução

de volume

(%) após

1 hora do

descarte

1 7,6 57 34 3,0 40 16 5,5 72

2 15,2 113 45 9,2 60 34 10,6 70

Troesch et al (2010) observou que o leito de secagem com camada de filtração composto de

areia e caniço-de-água, quando aplicado taxa de 36 kgSS/m²/ano, 78% do volume é drenado dentro

de 24 horas com uma taxa média de 1,4 L/min/m². Em escala piloto, aplicou em leito com o mesmo

meio filtrante taxa de 26 kgSS/m²/ano e carga hidráulica de 30 cm e notou que, 64% do volume de

lodo foi drenado em 12 horas. O mesmo aconteceu no leito piloto com meio filtrante só de areia. Já

Radaideh et al (2010) avaliou o desaguamento de 5 L de lodo digerido em aeração estendida em uma

área de 0,04m² e obteve em 4 horas uma redução de 40% de volume em leitos de areia.

Tempo de secagem e altura da camada de lodo nos leitos

Um dia após o descarte praticamente toda água livre já tinha sido drenada, pois não foi

observada saída de água pela válvula de drenagem, restando apenas a torta de lodo. A partir daí a

água remanescente no lodo é chamada de água celular e corresponde a 10%. A água celular pode ser

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removida através de mudança de estado de agregação da água, por evaporação ou congelamento (van

Haandel & Morais, 1999). No dia seguinte do descarte inicia-se então o processo de secagem. Na

Tabela 5 estão apresentados os resultados das medidas das alturas de camada de lodo para

representar redução de volume. Os dados preenchidos com a letra “x” representam a não medição da

altura porque o lodo já estava mais seco e existiam espaços vazios nestes pontos como apresenta a

Figura 2. Após 21 dias do descarte este parâmetro não foi mais avaliado devido ao lodo apresentar as

mesmas características também nos 3 primeiros metros do leito. Analisando o ponto a 3 metros da

entrada para comparar com a altura medida após 1 hora do descarte, a altura do leito 1 reduziu de 16

cm para 4 cm (75%) dois dias após o descarte, e o leito de taxa 2 de 34 cm para 9 cm (73%). Apesar

deste dado, não é possível comparar uma redução de volume porque a distribuição de lodo pelo leito

ficou irregular após a drenagem da água livre. Na Tabela 5 também está apresentado a porcentagem

de redução da altura de camada de lodo em 19 dias, após o período de drenagem. É possível analisar

que o leito 2 onde foi aplicada uma taxa maior de sólidos teve uma redução maior em altura nos

pontos com camada mais alta (pontos 1, 2 e 3). Este fato pode ser explicado devido ás camadas terem

maior concentração de água, pois quanto maior a umidade de lodo, maior a evaporação (Melo,

2006). O ponto 6 do leito 1 apresentou 0% em redução da altura de camada, mas não significa que

não reduziu em volume, como a camada era menor, o lodo secou mais rápido, rachou e granulou,

como apresentado na Figura 2.

Tabela 5. Altura de camada de lodo ao longo do tempo.

Dias após descarte/Ponto Leito 1 (altura em cm) Leito 2 (altura em cm)

1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6

2 5 5 4 3,5 1,5 1 11 11 9 4,5 3 3

4 4 4 3 3 1 1 10,5 10 8,8 4 3 2

9 4 3,8 3 2,5 1 1 10 9,5 8 3 2 1,5

14 3,5 3,5 2,5 x x x 7 7 4 x x x

21 3 3 x x x x 5,5 5 3 x x x

Redução de altura em 19 dias (%) 40 40 38 29 33 0 50 55 67 33 33 50

Tempo de secagem e teor de sólidos

Como citado anteriormente, a etapa de secagem inicia-se após etapa de desaguamento e

depende principalmente, das condições climáticas. Os principais fatores que proporcionam a

evaporação natural do lodo são a radiação solar e a umidade relativa do ar (Melo, 2006).

Na Tabela 6 está apresentado os valores de temperatura e umidade dentro dos leitos anotados entre

15:00 – 17:00 horas. O descarte ocorreu no início de abril, outono no Brasil. A temperatura média

encontrada para os 36 dias de monitoramento foi de 29,7°C e a umidade média foi 56,5%. Nos locais

onde havia sombra das paredes dos leitos o lodo demorou mais para secar e ainda criou um limo

verde sobre o lodo devido à umidade maior. Já onde o lodo recebia insolação direta, criou-se uma

camada seca e escura por cima. Por este motivo os pontos de coleta de lodo escolhido para cada leito

foi onde havia maior incidência solar, próximo à parede que divide os dois leitos, a Figura 2 também

indica o local de coleta de lodo de cada leito.

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Figura 2. Lodo nas células 1 e 2 após 10 dias de secagem, e ponto de coleta das amostras.

Tabela 6. Registros de temperatura e umidade dentro do leito.

Dia Temperatura

°C

Umidade

(%) Observação

2º 34 50 Dia nublado, chuva final da tarde

3º 26,5 68 Dia nublado, sem chuva

4º 53,8 21 ensolarado

9º 28 69 nublado com chuva

14º 39,9 27 ensolarado

16º 25,5 60 ensolarado

21º 23,4 85 chuvoso

23º 28,8 57 ensolarado

24º 25,8 62 ensolarado/com nuvens

24º 23,8 60 nublado e vento

28º 23,6 61 chuvoso/nublado

29º 29,1 49 ensolarado

36º 23,9 66 sol com nuvens

Na Tabela 7 é possível observar os resultados para teor de sólidos secos ao longo do período

de 36 dias de secagem do lodo para o leito 1 e o leito 2.

Neste monitoramento não foi realizado revolvimento do lodo, o que justifica que o lodo seca

rapidamente na parte de cima, mas embaixo continua úmido. Para efeito de análise a amostra

coletada era homogeneizada, porém nunca em proporções iguais de lodo mais seco e lodo mais

úmido. Isto explica o fato do teor de sólidos neste teste não ter um crescimento contínuo dia após dia,

como por exemplo, do 14° dia de secagem para o dia 16° no leito 1, onde deveria se observar um

aumento do teor de sólido, este reduziu, o que não teria como ocorrer de fato porque não foi

adicionado água ao lodo novamente.

Leito 2 Leito 1

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Tabela 7. Variação de sólidos secos e os dias de secagem.

Dias de

secagem

Teor de sólidos secos (%)

Leito 1 (volume aplicado = 47,04 KgSS) Leito 2 (volume aplicado = 94,08 KgSS)

1 6,12 6,50

2 6,07 5,68

3 7,51 6,95

4 6,42 6,39

9 9,34 7,81

10 9,71 7,16

14 13,70 11,67

16 10,88 11,06

21 20,30 14,96

23 35,72 18,69

24 56,92 16,28

29 80,18 63,45

36 95,30 60,31

Como pode ser observado na Tabela 7 e Figura 3, até 4 dias de secagem o teor de sólidos para

o leito 1 com taxa de aplicação de 3,5 KgSS/m² e o teor de sólidos do leito 2 com taxa de 7,0

KgSS/m², foram praticamente o mesmo em média de 6,5%. A partir da segunda semana, 9 dias após

o descarte, há uma mudança no perfil da secagem, uma tendência de secagem mais rápida no leito 1

com menos lodo aplicado. Por meio da Figura 3, é possível observar que os 15 primeiros dias, a

redução de umidade é mais lenta e houve pouca diferença entre os dois leitos, e a partir do 20° dia o

lodo seca em proporções maiores e a diferença de teor de sólidos entre os leitos também aumenta. O

leito 1 atingiu teor de umidade acima de 95% com 36 dias de secagem, no mesmo período o leito 2

obtinha teor de sólidos em torno de 60%. Comparando as duas curvas, é possível afirmar que para

efeito de desaguamento e secagem de 5 dias, a quantidade de sólidos aplicada não interfere no teor

de sólidos secos final. Porém a partir da segunda semana de secagem, a taxa aplicada interfere nos

resultados de teor de sólidos secos, quanto maior a carga, maior o tempo de secagem ou menor o teor

de sólidos atingido. Apesar de ter dobrado a taxa de aplicação no leito 2, o período de secagem não

dobrou para atingir o mesmo teor de umidade.

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Figura 3. Curva de secagem das taxas de aplicação do leito 1 e 2.

Comparando com outros tipos de leitos e autores, em escala real nos leitos com filtração

composta por areia e caniço-de-água, o lodo aeróbio atingiu no dia seguinte ao descarte 8 4% de

teor de sólidos na camada de cima do lodo. Após o final do ciclo de alimentação/secagem de 16

semanas, o lodo atingiu 30% de sólidos no topo da camada de lodo no verão, enquanto que no

inverno chegou a 17% (Troesch et al, 2010). Vale ressaltar que os testes ocorreram na França, com

temperaturas menores as encontradas no Brasil. Em Illinois, o lodo atingiu 30% teor de sólidos em 4

semanas no leito de areia durante o verão, e 20% no outono (EPA, 1987). Para atingir o mesmo teor

de sólidos secos de 30% no leito de blocos drenantes, o leito 1 com taxa de 3,5 kgSS/m² demorou em

torno de 22 dias e o leito 2 com taxa de 7 kgSS/m² atingiu em 26 dias. Almeida (2012) encontrou

teor de umidade de lodo ativado de 7 – 10% (90-83% teor de sólidos) após 24 horas do descarte em

leito piloto com bloco drenante, próximo aos resultados encontrados neste estudo. Silva & Pohlmann

(2013), encontrou teor de sólidos final de 96,24% para lodo ativado em leito de blocos drenantes

com 22 dias de secagem durante a primavera, época chuvosa no Brasil, fazendo um revolvimento

manual por semana.

4. CONCLUSÕES

A partir de análise conjunta dos resultados pode-se concluir que em termos de desaguamento

de lodo aeróbio o leito 1 com taxa de aplicação de 3,5 kgSS/m² e o leito com taxa aplicada de 7,0

kgSS/m² se comportaram de forma similar. As vazões de drenagem, a redução de volume após 1

hora de descarte e o teor de sólidos no dia seguinte foram praticamente os mesmos para as duas taxa

aplicadas. Comparando com resultado de outros autores é possível afirmar que o leito com piso de

blocos drenantes suporta uma carga hidráulica no desaguamento maior do que os leitos de areia,

podendo ser descartados volumes maiores de lodo aeróbio na mesma área, pois após 1 hora do

descarte por volta de 70% já é reduzido.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35

Teo

r d

e s

ólid

os s

eco

s %

Dias de secagem

Teor de Sólidos Secos x Dias de secagem

Taxa 3,5 kgSS/m²

Taxa 7,0 kgSS/m²

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Já em termos de secagem existiu diferença entre o comportamento do leito 1 e 2 durante o

monitoramento de 36 dias. Durante os 15 primeiros dias a redução de umidade no lodo para as duas

taxas foram próximas. Porém a partir daí o lodo do leito 1 aplicado menor taxa secou mais que o

lodo do leito 2 durante o mesmo período de secagem. Pode-se concluir que quanto maior a carga de

massa de lodo, maior o tempo de secagem para atingir o mesmo teor de sólidos no final.

Comparando com resultados de secagem em leitos de areia, é possível afirmar que em leitos de

blocos drenantes a secagem é mais rápida permitindo ciclos de desaguamento/secagem mais curtos,

aumentando a produtividade do leito.

Portanto, o leito de secagem com piso de blocos drenantes mostrou-se eficiente para o

desaguamento e secagem de lodo aeróbio digerido e condicionado com polímero.

Para o próximo estudo recomenda-se fazer análises de sólidos em suspensão da água drenada para

determinar a eficiência em captura de sólidos, revolver o lodo para mistura e homogeneização e obter

resultados de teor de sólidos mais estáveis, e ainda, acompanhar a secagem do lodo em outras épocas

do ano para relacionar a secagem com a temperatura e umidade.

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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estação de tratamento de esgotos domésticos. Dissertação Graduação em Engenharia Ambiental.

Universidade Católica de Brasília, Brasília, 2012. 29p.

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TROESCH S., LIENARD A., MOLLE P., MERLIN G., ESSER D. Sludge drying reed beds: full and

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