Desidratação (Centrífuga) e Higienização de Lodos Sólidos CENTRO UNIVERSITÁRIO FRANCISCANO CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E TECNOLÓGICAS ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS Desidratação (Centrífuga) e Higienização de Lodos Sólidos Acadêmicos: Gabriel, Guilherme Righi, Tobias

CENTRÍFUGA É o processo de separação sólido-líquido utilizando centrífugas. Similar à decantação por gravidade. Em ambos os processos são utilizadas forças externas para separar o sólido da suspensão líquida. O diferencial entre os dois é que, em uma centrífuga, a força aplicada é de 500 a 3.000 vezes superior à da força da gravidade, essa força é que acelera a separação.

A separação dos sólidos e líquidos é feita dentro de um cilíndro, no qual a fase sólida que fica retida nas paredes internas é raspada continuamente. A parte sólida é recolhida em uma caixa e transportada por uma esteira. A parte líquida é colocada novamente em circulação no processo de tratamento de esgotos.

Para uma melhor eficiência, pode-se adicionar um polímero (devidamente selecionado pelas características específicas), que facilita a agregação e, consequêntemente, a sedimentação das partículas. As centrífugas são os únicos equipamentos utilizados indistintamente para adensar e desidratar o lodo.

As centrífugas atualmente utilizadas em ETEs são do tipo “decanter”, que são equipamentos relativamente compactos, exigindo apenas 40 m2 de área para um equipamento de grande porte. Não emitem aerossol ou ruído excessivo e podem ser instaladas em galpões abertos. O consumo de energia elétrica e o custo de manutenção são razoavelmente elevados, limitando sua utilização em ETEs com vazão superior a 100 L/s ou onde a disponibilidade de área é fator limitante. A operação e a manutenção desse tipo de equipamento exigem profissionais especializados.

A eficiência da centrífuga na remoção de umidade está vinculada à concentração de sólidos voláteis no lodo. Quanto maior for o grau de estabilização do lodo a ser desaguado, melhor será o desempenho da centrífuga e, conseqüentemente, o teor de sólidos da torta produzida.

DOSAGEM DE POLIELETRÓLITO (g/kg) Desempenho de centrífugas na desidratação de lodo: TIPO DE LODO CONC. DA TORTA (%) CAPTURA DE SÓLIDOS (%) DOSAGEM DE POLIELETRÓLITO (g/kg) Lodo bruto primário 28-34 95 2-3 Lodo anarébio 35-40 Lodo ativado 14-18 6-10 Lodo misto* bruto 28-32 Lodo misto anaeróbio 26-30 4-6 Lodo aeróbio** 18-22 * Lodo primário + ativado excedente; ** Aeração prolongada + ativado excedente.

Funcionamento básico de uma centrífuga:

HIGIENIZAÇÃO É a limpeza do lodo visando eliminar os agentes patogênicos como ovos de helmintos, cistos de protozoários, colônias de bactérias, hifas de fungos e alguns vírus, é realizada por intermédio de métodos de higienização, que devem ser econômicos, seguros e de fácil aplicação prática. Os processos de tratamento do lodo contribuem para a diminuição do risco de infecção humana e animal, permitindo a utilização do lodo como adubo orgânico.

Além do sistema de higienização, o gerenciamento da reciclagem deve considerar as restrições de uso, que devem ser tanto mais rigorosas quanto pior for a eficiência do método selecionado. O solo é um meio inadequado para a maioria dos organismos existentes no lodo, em decorrência da existência de intensa atividade microbiológica, de seres bastante adaptados ao meio pedológico. Por isso, a maioria dos patógenos apresenta um curto período de sobrevivência no solo após a incorporação do lodo. Os ovos de helmintos são exceção, por possuírem em seu ciclo biológico normal uma fase de sobrevivência no solo, portanto, devem ser o alvo principal na higienização.

O tratamento do lodo envolve uma série de processos, que podem ser físicos, biológicos e químicos, visando à redução de patógenos, em que se destacam: digestão aeróbia, digestão anaeróbia, radiação beta e gama, pasteurização, compostagem, tratamento térmico e caleação. As 3 alternativas de processos mais econômicos são: caleação, compostagem e tratamento térmico.

A caleação tem por princípio a elevação do pH a níveis iguais ou superiores a 12, o que inativa ou destrói a maior parte dos patógenos do lodo associada ao calor gerado pelas reações químicas de hidratação da cal. A compostagem é a eliminação ou redução dos microrganismos patogênicos pela elevação da temperatura obtida com o processo de biodegradação da matéria orgânica. O tratamento térmico associa a desidratação do lodo ao uso da energia solar e ao calor proporcionado por outras fontes de energia. (EX: biogás)

Entre os diversos agentes capazes de promover a desinfecção do lodo, três fatores se destacam como os mais indicados: a temperatura, o pH e a radiação solar, que também são os princípios para os três mecanismos de higienização anteriores. Os organismos patogênicos expostos a níveis extremos de pH tendem a ser destruídos.

A compostagem e a caleação são métodos bastante abrangentes, principalmente por apresentarem baixo custo e facilidade de aplicação, porém apresentam o problema relacionado ao aumento da quantidade ou volume final do produto, pois esses dois processos de higienização implicam o aumento correspondente do peso final a ser disposto. A secagem térmica é um processo eficiente e que reduz o volume do lodo, provocado pela perda de água, além de produzir lodo higienizado sem a cal, resolvendo os problemas de limitação de disposição na agricultura devido ao elevado pH do produto final.

ESTUDO DE CASO O objetivo é avaliar a eficiência da higienização no tratamento do lodo, produzido no reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB) da Estação de Tratamento de Esgotos localizada em Aparecida de Goiânia GO. O lodo desaguado, com umidade média de 47.55%, foi misturado em betoneira com cal hidratada e com cal virgem, caracterizando 2 experimentos. As cales foram misturados ao lodo de esgoto e estabelecidos quatro tratamentos, o primeiro sem adição de cal, e os demais nas concentrações de 12.6%, 21% e 29.4%, para cada experimento, com três repetições. Foram coletadas amostras do lodo higienizado de cada tratamento logo após a mistura a 0,15,30,60,90 e 120 dias após a mistura. Avaliaram-se os coliformes, ovos totais e ovos viáveis de helmintos, sólidos voláteis, sólidos totais, pH e umidade. Todos atenderam à condição de redução de atratividade de vetores, exceto o tratamento com cal hidratada na dosagem de 12.6% de cal. Os tratamentos com cal virgem atingiram concentrações de ovos viáveis de helmintos. Nos tratamentos com a cal hidratada, essa condição foi atendida aos 15 dias, exceto para o tratamento cuja dosagem foi 12.6% de cal. Considerando os resultados ambas as cales, virgem e hidratada, foram eficientes. Em função das dosagens aplicadas e do tempo de estocagem, os tratamentos com a cal virgem se destacaram pelo maior potencial de elevação e manutenção do pH e pela maior eficiência na remoção de coliformes termotolerantes e ovos viáveis de helmintos.