Secagem natural e disposição final de lodos de estações de tratamento de água

Abstract

No presente trabalho, estudou-se em escala de laboratório a desidratação natural de lodos de ETAs, com a utilização de leitos de secagem com meios drenantes/filtrantes constituídos por areia e/ou mantas geotêxteis. O desempenho dos leitos montados em recipientes plásticos e em copos becker de volumes conhecidos, foi avaliado através do controle de parâmetros como umidade e alumínio total no lodo, e pH, DQO, cor, turbidez e alumínio total no líquido drenado. Adicionalmente, realizou-se incursões no lodo, analisando-se macro e micronutrientes. Os leitos foram constituídos por areia de granulometria variável, com espessura de 16, 23 e 30 cm, respectivamente, em uma primeira fase do experimento; em um segundo momento, utilizou-se leitos com mantas geotêxteis não trançadas de fabricação nacional (mantas XT-4, OP-20, OP-3O, OP-40 e OP-60); em um terceiro momento da experimentação, utilizou-se leitos de areia com mantas geotêxteis. A taxa de aplicação de lodo nos leitos foi da ordem de 0,30 m3 /m2, e este foi proveniente da ETA São João/Navegantes, operada pelo DMAE em Porto Alegre/RS. Nos leitos com meio drenante/filtrante de areia, foram utilizados o lodo velho que ficou estocado/conservado por aproximadamente 30 dias antes de sua disposição para secagem, e o lodo novo, aplicado nos leitos logo após sua retirada do decantador. Após a desidratação nos leitos de secagem constituídos por areia, os lodos desidratados foram submetidos a urna sistemática de rega por soluções ácidas ( pH 6,5, 5,0 e 2,5 ), por um período de 15 dias, visando-se observar a possível solubilização/lixiviação do alumínio, na ocorrência eventual de chuvas ácidas, comprovadamente observadas na Região Metropolitana da grande Porto Alegre. Finalmente, o liquido drenado durante a fase de desidratação em leitos constituídos por mantas geotêxteis foi aplicado sobre composto orgânico urbano, reproduzindo-se a aplicação de líquidos em solos, com a finalidade de observar-se a atenuação do alumínio pelas propriedades adsortivas e quelantes que apresenta a matéria orgânica humificada. Os resultados mostraram que os leitos de secagem são uma excelente alternativa para a desidratação de lodo de ETA. Os diferentes meios drenante/filtrante testados tiveram pouca interferência na carga de alumínio nos líquidos drenados, influenciando sim diretamente na qualidade do líquido percolado, em termos de cor, turbidez e DQO, e no tempo necessário para a desidratação, controlado pelos volumes coletados. O uso exclusivo de mantas geotêxteis reduziu o tempo de desidratação do lodo; no entanto, a qualidade do líquido drenado foi prejudicada, quando comparada com a dos leitos com meio drenante/filtrante de areia. A umidade final média de 80% na massa de lodo desidratada foi obtida praticamente em todos os meios drenante/filtrante testados. O lodo velho utilizado na primeira fase de operação permaneceu nos leitos de secagem com meio drenante/filtrante de areia por um período maior que o lodo novo; no entanto, a umidade final de massa de lodo desidratada foi a mesma. A aplicação de soluções ácidas sobre o lodo desidratado em absoluto favoreceu a solubilização/lixiviação do alumínio, presente em grandes concentrações na massa parcialmente seca. O composto orgânico urbano utilizado como instrumento de polimento do líquido percolado, mostrou-se definitivamente eficaz na atenuação do alumínio.

This present work studied natural dewatering of water treatment sludge, in a laboratory scale, using dry beds with sand draining / filtering media and geotextile blankets. Beds Performance, assembled or plastic recipients and in beaker glasses of known volumes, was evaluated by the control of the variables such as moisture and total aluminum in the sludge, and pH, COD, color, turbidity, total aluminum in drained liquid. ln addition, was analyzed the macronutrients and micronutrients contents in the sludge. Beds were made using by sand of variable granulometry, and a thickness of 16, 23 and 30 cm, respectively, in the first stage of the experiment; in a second moment were utilized not tressed geotextile blankets of a national brand (blankets: XT-4, OP-20, OP-30, OP-40 and OP-60); in the third stage were utilized sand beds with geotextile blankets. The theorical sludge application rate was 0,30 m3/ m2. The sludge carne from the São João/Navegantes Water Treatment Plant (WfP), operated by the Municipal Department of Water and Wastewater in Porto Alegre/RS/Brazil. ln the sand beds with draining/filtering media were used the old sludge storaged / conserved for about 30 days before its disposal to dry on the sand beds, and the new one, which was applied on the beds right after its removal from the settling tank. After dewatering on the drying sand beds, the dewatered sludges were submitted to a systematic acid watering (pH 6,5; 5,0 and 2,5), through 15 days, in order to observe the possible solubilization/leaching of aluminum, simulating fortuitous acid rains, evidently observed to occur in the Porto Alegre's metropolitan area. At last the liquid drained during dewatering phases on geotextile blankets beds was applied upon organic urban compost, simulating disposal of liquids on soils. This was intended intending to observe aluminum attenuation due to adsorptive/chelating properties present in organic matter. Results showed that drying beds are an excellent alternative to WTP sludge dewatering. The different draining / filtering media tested had a little interference in the cargo of aluminum present in drained liquid. However the different media had direct influence on thickened liquid quality, in terms of color, turbidity, COD, and in the necessary time for dewatering, controlled by the collected volumes. Exclusive use of blankets reduced dewatering time; however, drained liquid quality was changed, when it compared to sand bed. Media moisture of 80 % in dried sludge mass was obtained almost in all draining/filtering media tested. Old sludge used in first stage of operation continued in drying beds with sand draining/filtering media throughout a longer period than the new one; but the final sludge mass moisture was the same. Application of acid solutions on dried sludge absolutely promoted solubilization / leaching of aluminum, present in great concentrations in the partially dried mass. Organic urban compost used as a finishing instrument for the leachated liquid, showed definitively effective on attenuating aluminum.