aula15 tratamentodolodoereuso 03-11-120814184214 phpapp01
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-
Tratamento de
gua e Efluentes
2. Sem./2010
Eng.Ambiental
-
2
-
Tratamento
do
Lodo
-
Decantador
primrio
Reator
biolgico
Entrada
ETE
Sistema Convencional
Flotador
Caixa de
areia
Decantador
secundrio
grades
Espessador
de lodo
Bomba
de lodo
Digestor de lodo Condicionamento e
secagem de lodos
Remoo
especial
Recirculao de lodo
Destino final do lodo
desidratado:
lanamento rede coletoras, em lagoas com largo tempo de deteno,
aplicao no terreno, aterro sanitrio e aproveitamento de subprodutos
Reto
rno
so
bre
nad
an
te
Legenda:
Fase liquida sendo clarificada Sobrenadante retorno a ETE Lodo (slido) remoo e tratamento
Destino final do
efluente tratado (lago,
rio, corpo dgua)
-
5
Tratamento do Lodo
Introduo
Fase Lquida
Baixo tempo de permanncia na ETE
Volume elevado Efeito poluidor imediato Desperta maior interesse
Fase Slida
Elevado tempo de permanncia na ETE
1-2% da vazo total 50% da carga poluidora
original
Representa 30 - 50% da despesa operacional
-
Decantador
primrio
Entrada
ETE
Sistema Convencional
Flotador
Caixa de
areia
Decantador
secundrio
Espessador
de lodo
Digestor de lodo Condicionamento e
secagem de lodos
Remoo
especial
Resduos Slidos
1. Gradeamento e/ou
peneiras
2. Areia (caixa)
3. leo (separador)
4. Escuma (decantadores)
5. Lodo qumico
6. Lodo biolgico
7. Separados de filtros
8. Carvo ativado
9. Meio filtrante exaurido
10. Resduo troca inica
Destino final do
efluente tratado (lago,
rio, corpo dgua)
-
7
Tratamento do Lodo
Introduo
Onde so gerados os Resduos numa ETE?
Detritos slidos retidos em grades ou peneiras (material gradeado)
Areia depositadas na caixas de areia leo separado no separador gua/leo Escuma, separada em decantadores primrios e secundrios Lodos qumicos separados em decantadores e/ou flotadores Lodos biolgicos separados em decantadores e flotadores Solues concentradas separadas em filtros de membranas Carvo ativado separados em filtros Material filtrante exaurido retirado de filtros Resduos de processos de troca inica
-
8
Tratamento do Lodo
Introduo
Classificao dos resduos slidos
Segundo a NBR 10.004 os resduos so agrupados em 3 classes:
Resduo Classe I: Perigosos
Resduo Classe II A: No Perigosos (No inertes)
Resduo Classe II B: No Perigosos (Inertes)
-
9
1. Classe I
2. Classe II
- II A
- II B
1Item 4.2 da NBR 10004
Perigosos
No perigosos
Inerte
No inerte
So aqueles que
apresentam
periculosidade:
Inflamabilidade;
Corrosividade;
Reatividade;
Toxicidade;
Patogenicidade.
Ausncia de
periculosidade.
Resduo de
restaurantes;
Madeira;
Sucata de metais;
Papel e papelo;
Areia de fundio;
Plstico
No se enquadram
na Classe I e II-A, podem ter
propriedades, tais
como:
biodegradabilidade,
combustibilidade ou
solubilidade em
gua.
So resduos ou
mistura de resduos
slidos que se
submetidos a NBR
10006, no tenham
nenhum de seus
constituintes
solubilizados de
acordo com os
padres de teste de
solubilizao.
Serragem
Periculosidade de um resduo: Caracterstica apresentada por um resduo que, em funo de suas
propriedades fsicas, qumicas ou infecto-contagiosas, pode apresentar:
a) risco sade pblica, provocando mortalidade, incidncia de doenas ou acentuando seus ndices;
b) riscos ao meio ambiente, quando o resduo for gerenciado de forma inadequada. (Item 3.2 da NBR 10004)
Tratamento do Lodo
Introduo
-
10
Tratamento do Lodo
Introduo
O que o Lodo ? Em uma ETA ...
Resduo constitudo de gua e slidos suspensos originalmente contidos na fonte de gua, acrescidos de
produtos resultantes dos reagentes aplicados gua
nos processos de tratamento.
Fontes: lodos decantados (ou flotados) e gua de lavagem dos filtros
Gerao: 0,2 a 5% do volume tratado
-
11
Tratamento do Lodo
Introduo
O que o Lodo ? Em uma ETE ...
Mistura slida e semi-slida complexa e varivel de substncias orgnicas e inorgnicas
Aspecto desagradvel e mau cheiroso (lodo bruto)
Contm elevada concentrao de gua > 95%
Produzido continuamente o principal subproduto do tratamento de efluentes
Manejo e disposio final exige planejamento criterioso
-
12
Operao Projetista
E agora...
O que fao
com o lodo ?
Joga na tal da
Disposio Final
Tratamento do Lodo
Introduo
-
13
O que fazer com o Lodo ?
A disposio final dos resduos dos sistemas de tratamento de gua e esgoto representa um grande problema de mbito mundial, por razes
tcnicas e econmicas. A disposio desses resduos uma
operao complexa que geralmente ultrapassa os limites da estao e
exige a interface com outras reas de conhecimento. Sua gesto,
normalmente representa 20 a 60 % dos custos operacionais de uma
ETE/ETA.
No Brasil a coleta esgotos atende a 40,12% da populao urbana. Do volume coletado, apenas 40% atualmente recebe tratamento
adequado. Grande parte deste resduo at recentemente era lanada
indiscriminadamente em rios. No entanto, com a evoluo da
legislao ambiental, as operadoras vm sendo obrigadas a destinar
adequadamente estes resduos. (Fonte: PROSAB)
Tratamento do Lodo
Introduo
-
14
Tratamento do Lodo
Introduo
O Lodo tem utilidade ?
Possui valor agregado potencial
Alto teor de matria orgnica
Contm macro e micro nutrientes
Deve ser encarado como insumo e no como resduo perigoso
Reciclagem agrcola Biosslido (a depender !!!)
-
15
Tratamento do Lodo
Tipos de Lodo
Lodo Primrio (bruto)
Lodo Ativado Excedente
Lodo Qumico (tercirio)
-
16
Tratamento do Lodo
Tipos de Lodo
Oriundo do decantador primrio
Possui colorao acinzentada e odor ofensivo
Composio varia com esgoto bruto e a eficincia do tratamento preliminar
Metais Pesados industrializao
Elevada concentrao de patgenos
70 - 80% matria orgnica
O que o Lodo Primrio ?
-
17
Tratamento do Lodo
Tipos de Lodo
Massa Lquida SS do reator biolgico
Massa floculenta, marrom de odor agradvel
Em ambiente anaerbio torna-se sptico rapidamente apresentando colorao escura e
odor desagradvel
Descarte regular (idade do lodo) controla populao de microrganismos no reator biolgico
O que o Lodo Ativado ?
-
18
Tratamento do Lodo
Tipos de Lodo
Origem: na coagulao da gua para remoo de cor e turbidez (ETA e ETE)
Formados nos decantadores e filtros (ETA e ETE)
Formado nos decantadores secundrios (ETE)
Coagulantes metlicos formam sais insolveis, ex: FeCl3, FeCl2, Fe2(SO4)3, Al2(SO4) 3
Volume reduzido
Tratado em conjunto com os outros tipos de lodo
O que o Lodo Qumico ?
-
19
Tratamento do Lodo
Tipos de Lodo
Al2(SO4)3 + 6H2O 2 Al(OH)3 + 6H+ + 3SO4
2-
1 mg/l se sulfato de alumnio comercial Al2(SO4)3 .14H2O contm 17% de Al2(SO4)3 e forma 0,26
mg/l de Al(OH)3
Lodo sedimenta com relativa facilidade
Baixa compactilidade (alto volume e baixo teor de slidos)
Prtica: Lodos com menores concentraes de Al(OH)3 so mais fceis de adensar
Lodo Qumico de Sulfato de Alumnio
-
20
Tratamento do Lodo
Tipos de Lodo
Sulfato frrico: Fe2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 2 Fe(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2
Cloreto frrico: 2FeCl3.6H2O + 3Ca(HCO3)2 2 Fe(OH)3 + 3CaCl2 + 6CO2 + 6H2O
1 mg/l de sulfato frrico, forma 0,56 mg/l de Fe(OH)3
1 mg/l de cloreto frrico, forma 0,40 mg/l de Fe(OH)3
Mesmas restries do lodo com Sulf. Alumnio
Lodo Qumico de Coagulantes Frricos
-
21
Tratamento do Lodo
Quantidade Produzida
Lodo Primrio: 60 - 70% dos SS e 20 - 30% da DBO afluente
Lodo Ativado: at 80% da DBO afluente convertida em MLSS
0,6 - 0,8 kg PS / kg de DBO aplicada ETE convencional
0,4 - 0,6 kg PS / kg de DBO aplicada ETE aerao prolongada
-
22
Como tratar o Lodo ?
Tratamento do Lodo
Tratamento
Objetivo: obter condies adequadas para sua disposio final.
Obter lodo em estado slido ou semi-slido.
Remoo de gua para concentrar slidos e reduzir volume.
Em resumo: aplicao de mtodo de separao slido-lquido
-
23
Tratamento do Lodo
Desidratao de Lodos
Operaes Unitrias
Adensamento: remoo umidade
Estabilizao: remoo MO
Desaguamento: remoo umidade
Secagem Trmica: estabilizao e reduo volume
Incinerao: estabilizao e reduo volume
-
24
Adensamento
Por gravidade
flotao
centrifugao
Objetivo
Reduo de volume
Reduo de volume
Reduo de volume
Tratamento do Lodo
Operao Unitria
-
25
Estabilizao
Digesto anaerbia
Digesto aerbia
Estabilizao qumica
Tratamento trmico
Objetivo
estabilizao, reduo de slidos
estabilizao, reduo de slidos
estabilizao
estabilizao
Tratamento do Lodo
Operao Unitria
-
26
Desaguamento
Filtro prensa
Prensa desaguadora
Centrfuga
Leito de secagem
Lagoas de lodo
Objetivo
reduo de volume
reduo de volume
reduo de volume
reduo de volume
armazenamento, reduo de volume
Tratamento do Lodo
Operao Unitria
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27
Compostagem
Compostegem
Com lixo urbano
Objetivo
reciclagem, reduo de volume
reciclagem, reduo de volume
Tratamento do Lodo
Operao Unitria
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Reduo Trmica
Incinerao
Co-incinerao
Oxidao mida
Objetivo
estabilizao, reduo de volume, recuperao de energia
estabilizao, reduo de volume
estabilizao, reduo de volume
Tratamento do Lodo
Operao Unitria
-
29
Disposio Final
Reciclagem agrcola
Aterro sanitrio
Recuperao de reas degradadas
Objetivo
Disposio final
Disposio final
Disposio final
Tratamento do Lodo
Operao Unitria
-
30
Operao unitria para remoo de gua
Normalmente a primeira etapa no manejo do lodo
Objetivo: reduzir o volume preservando as caractersticas de lquido
Altamente eficiente: adotado em praticamente todas as ETEs
Principais tipos:
Por gravidade
Flotador
Centrfuga
Tratamento do Lodo
Adensamento
-
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Tratamento do Lodo
Adensador esttico
-
32
Formato circular Dimetro at 25 m e profundidade lateral entre 3 - 4 m Declividade de fundo entre 1:3 - 1:6 Taxa de aplicao: 100 - 150 kg/m2.dia Lodo primrio Carga hidrulica: 16 - 32 m3/m2.dia Favorece produo de gases gera odor ambiente
corrosivo
Tratamento do Lodo
Adensador por gravidade
Lodo Primrio
decanta com rapidez adensa com facilidade no requer coagulante
Lodo Ativado
baixa taxa de decantao resiste ao adensamento / compactao
tendncia a flotar
-
33
Tratamento do Lodo
Adensador por gravidade
-
34
Indicado para lodo ativado excedente e lodos industriais ricos em leos e graxas
Relao ar : gua = 0,02 - 0,04 kg ar / kg slido Lodo decantado deve ser removido Balo de saturao chega a atingir 8 atm Lodo adensado atinge at 8% de slidos Unidade completamente automatizada Exige bomba p/ pressurizao, compressor de ar,
balo de saturao, vlvula de alvio, raspadores
superficiais de lodo, descarte de lodo decantado
Tratamento do Lodo
Flotador
-
35
Tratamento do Lodo
Flotador
-
36
Princpio semelhante ao da decantao Fora centrfuga 500 - 3000 vezes superior a fora da
gravidade
Centrfugas tipo Decanter tambor + rosca transportadora Diferencial de velocidade determina teor de slidos da torta
(1 - 30 rpm)
Toda em ao inox Utilizada para adensamento e desaguamento de lodo Equipamento compacto, no emite aerossol ou rudo
excessivo
Custo de aquisio e consumo de energia so as principais desvantagens
Produz torta com at 35% de slidos
Tratamento do Lodo
Centrifuga
-
37
Tratamento do Lodo
Centrifuga
-
38
Tratamento do Lodo
Estabilizao do Lodo
Biolgica Digesto aerbica Digesto anaerbica
Qumica Produtos
qumicos
Trmica Adio
de calor
-
Biogs: CH4, CO2 e H2S Reduo de slidos volteis: 40 - 50%
Tempo de deteno: > 15 dias Remoo de patgenos: varia com a temperatura e o tempo de
deteno
Mesoflica e Termoflica
Tratamento do Lodo
Estabilizao do Lodo
Digesto Anaerbica
3 fases
Acidognica Acetognica Metanognica
-
Tratamento do Lodo
Estabilizao do Lodo
Digesto Anaerbica
Bactria Acidognicas: convertem polissacardeos, celulose, amido, protenas e gorduras em compostos
orgnicos de cadeia curta.
Bactrias Acetognicas: atacam os compostos orgnicos de cadeia curta produzindo cido actico
Bactrias Metanognicas: produzem metano a partir dos compostos orgnicos resultantes da fermentao cida, ex:
Methanosarcina e Methanotrix
Bactrias Redutoras de Sulfato: competem com as bactrias metanognicas pelos produtos da fermentao
cida produzindo CO2 e H2S
-
Tratamento do Lodo
Estabilizao do Lodo
Digesto Anaerbica (Problemas)
Carga orgnica Carga txica Carga hidrulica Variao de temperatura
Parmetro Bactrias Metanognicas Bactrias Acido/Acetognicas
Taxa de crescimento Lenta Alta
pH Alta sensibilidade Baixa sensibilidade
Temperatura Alta sensibilidade Sensibilidade moderada
Agentes Txicos Alta sensibilidade Sensibilidade moderada
cidos Volteis Alta sensibilidade Baixa sensibilidade
Potencial Redox Alta sensibilidade Baixa sensibilidade
-
Tratamento do Lodo
Estabilizao do Lodo
Digesto Anaerbica (Biogs)
Composio Tpica: metano: 60 - 80% dixido de carbono: 20 - 40% gs sulfdrico: at 1%
nitrognio e oxignio
Metano: (CH4) inodoro, incolor e inflamvel menos denso que o ar (0,55)
Gs carbnico: (CO2) inodoro, incolor e no inflamvel mais denso que o ar (1,53)
Gs sulfdrico: (H2S) incolor, inflamvel e mau cheiroso mais denso que o ar (1,19)
-
Tratamento do Lodo
Estabilizao do Lodo
Digesto Aerbica
C5H7NO2 + 7O2 + bactria aerbia 5CO2 + NO3- + 3H2O + H
+
Parmetros de avaliao de desempenho: reduo de slidos volteis qualidade do sobrenadante capacidade de desaguamento do lodo odor e aspecto do lodo digerido
OD entre 1 - 2 mg/l
2,3 kg O2/ kg de SV destrudo concentrao < 3% no digestor carga orgnica entre 1,6 - 4,8 kg SV/m3.d
-
Tratamento do Lodo
Estabilizao do Lodo
Compostagem
Vantagens: baixo custo de implantao, produto de alta qualidade
Desvantagens: requer teor de slido >35%, alto custo operacional, rea necessria, risco de gerao de
odores desagradveis
lodo
enchimento
mistura
aerao
forada
revolvimento
cura estocagem
disposio final
-
Tratamento do Lodo
Reduo Trmica
Oxidao mida
Desenvolvida na Noruega Capacidade da matria orgnica ser oxidada na
presena de gua a temperaturas > 100 C
Requer elevadas presses de trabalho Indicada para processos industriais e ETEs
metropolitanas com Q > 250 l/s
Principais variveis: temperatura, presso, suprimento de ar/oxignio, concentrao de slidos
Produz slido facilmente decantvel e estril Lquido com alta carga orgnica
-
Oxidao mida
A oxidao mida um
processo de transformao da
matria orgnica que produz
dixido de carbono, gua,
cidos orgnicos fracos e
matria mineral. O resultado
deste processo um produto
estril, com destruio de 95%
a 97% do total de slidos
volteis.
-
Tratamento do Lodo
Reduo Trmica
Incinerao
Possibilita a maior reduo no volume para disposio final Volume de cinza < 4% do volume de lodo alimentado ao
incinerador
Exige balano de massa e energia detalhado Utiliza sofisticados sistemas de filtros de ar Incinerador de Mltiplas Cmaras - Incinerador de Leito
Fluidizado
Utilizao restrita a grandes reas metropolitanas Alternativa recomendada para quantidades acima de 2250
ton/ano
Lodo bruto tem alto poder calorfico (auto combustvel) Uma das principais alternativas para o sculo XXI
-
50
Reduo do custo de transporte ao local de disposio final Melhoria nas condies de manejo Aumento do poder calorfico Reduo de volume para disposio em aterro sanitrio ou
reuso agrcola
Tratamento do Lodo
Desaguamento
Porque desaguar o Lodo ?
Desaguamento Natural
Leito de secagem
Desaguamento Mecnico
Centrifuga Presa desaguadora Filtro prensa
-
51
Tratamento do Lodo
Desaguamento
Centrifuga
Tipo de LodoConc. da Torta
(%)
Captura de Slidos
(%)
Dosagem de
Polieletrlito (g/kg)
lodo bruto primrio 28 34 95 2 3
lodo anaerbio 35 40 95 2 3
lodo ativado 14 18 95 6 10
lodo misto* bruto 28 32 95 6 10
lodo misto anaerbio 26 30 95 4 6
lodo aerbio** 18 22 95 6 10* lodo primrio + ativados excedente** aerao prolongada ou ativado excedente
Desempenho depende: Caractersticas do lodo Condicionamento do lodo Ajustes mecnicos no equipamento
-
52
Tratamento do Lodo
Desaguamento
Prensa desaguadora
Zonas de
Operao
Zona de peneiramento Zona de baixa presso Zona de alta presso
Vantagens
Custo de aquisio Baixo consumo de
energia
rea requerida (foot print)
Desvantagens
Nvel de rudo Produo de aerossol Ambiente insalubre
-
53
Tratamento do Lodo
Prensa Desaguadora
-
54
Tratamento do Lodo
Prensa Desaguadora
Tipo de
Lodo
Carga
hidrulica
(m3/h)
Carga de
slidos
(kg/h)
Concentrao
de slidos no
afluente
(% ST)
Concentrao
de slidos na
torta
Captura de
slidos
Anaerbio* 6,4 15 318 454 3 5 18 24 95
Aerbio** 7,3 23 181 318 1 3,0 14 18 92 95
Lodo
Ativado10,4 23 136 272 0,5 1,3 14 18 90 95
Bruto
Primrio11,4 23 681 1.134 4 6 23 25 95
Bruto Misto 9,1 23 454 681 3 5 23 28 95* 50% primrio / 50% lodo ativado em peso
** lodo ativado digerido aerobicamente
-
nico em batelada ciclo dura entre 2 - 5 horas
Vantagens:
Torta com alta concentrao de slidos
Elevada captura de slidos
Baixo consumo de produtos qumicos durante
condicionamento
Desvantagens:
Peso do equipamento
Custo de aquisio
Substituio regular das telas
Tratamento do Lodo
Desaguamento
Filtro Prensa
-
56
Tratamento do Lodo
Filtro prensa
-
57
Tratamento do Lodo
Desaguamento
Leitos de Secagem
Indicados para secagem de lodos estabilizados apenas Tecnologia apropriada para ETEs at 20.000 p.e. Drenagem e evaporao atuam em paralelo A drenagem predomina nas primeiras 72 horas L = 10 - 30 m e W = 6 - 10 m Retirada manual Teor de slidos > 40% Liberao de odores e produo de moscas
Tipo de Lodo Taxa de aplicao (kgPS/m2.ano) rea (m2/1000 hab.equiv.)
Anaerbio primrio 120 200 90 140
Anaerbio prim. + ativado 60 100 160 - 275
-
58
Adensamento
Por gravidade
Flotao
centrifugao
Estabilizao
Digesto aerbica
Digesto anaerbica
Compostagem
Incinerao
Oxidao mida
Desaguamento
Centrfuga
Prensa desaguadora
Filtros prensas
Leitos de secagem
Reuso e disposio final
Reuso agrcola
Aterro sanitrio
Recuperao rea degradada
Tratamento do Lodo
Resumo
-
59
Para onde vai os Resduos slidos ?
Tratamento do Lodo
Disposio Final
Areia Material
gradeado
Escuma
slidos
aterro
-
60
Para onde vai o Lodo ?
Tratamento do Lodo
Disposio Final
Lodo
Primrio Secundrio
(no estabilizado)
Estabilizao
Aerbica Anaerbica
Desidratao
Desidratao mecnica
Leitos de secagem
Disposio final
Aplicao no solo
aterramento
-
61
Para onde vai o Lodo ?
Tratamento do Lodo
Disposio Final
Lodo
Biolgico j estabilizado
Desidratao
adensamento Leitos de
secagem
Disposio final
Aplicao no solo
aterramento
-
62
Lodo para Reuso
Tratamento do Lodo
Disposio Final
Lodo tratamento higienizao Reuso agrcola
Higienizao do lodo: Principais patgenos que colocam em risco a sade
humana e animal:
Ovos de helmintos, bactrias e cistos de protozorios
-
63
Para onde vai o Lodo ?
Tratamento do Lodo
Disposio Final
-
64
Para onde vai o Lodo ?
Tratamento do Lodo
Disposio Final
-
65
Tijolo feito com mistura de areia, cimento e resduo da indstria de
papel.
O lodo resultante do processo de tratamento dos efluentes hdricos da
fabricao do papel, formado por
materiais como caulim um tipo de argila muito usada pela indstria de
porcelana e celulose
http://www.revistapesquisa.fapesp.br/
Reuso
Tratamento do Lodo
Disposio Final
-
66
Caractersticas do lodo
Estimativa da quantidade de lodo produzida
Mtodos para minimizar a quantidade de lodo produzida
Mtodos de desidratao (*)
Tratamento do Lodo
Projeto do sistema
O que necessrio saber ?
Prensa desaguadora
centrifuga Filtrao a
vcuo Leito de secagem
-
Onde Estudar a Aula de Hoje
Nos Livros
Cavalcanti, Jos Eduardo W. de A. Manual de Tratamento de Efluentes Industriais ABES Associao Brasileira de Engenharia Sanitria e
Ambiental ( Cap. 17 Destinao Final de Resduos Slidos de ETE)
Richter, Carlos A. Tratamento de Lodos de ETA
Telles, Dirceu DAlkmin & Costa, Regina Hellena Pacca Guimares Reso da gua Conceitos, Teorias e Prticas
-
Contato
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