Centrífugação

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.
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
95
2-3
Lodo ativado
14-18
95
6-10
Lodo misto* bruto
28-32
95
6-10
Lodo misto anaeróbio
26-30
95
4-6
Lodo aeróbio**
18-22
95
6-10
* 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.