avaliação de desempenho de leito com piso de blocos

Semana de Estudos da Engenharia Ambiental
UNESP – Rio Claro, SP.
ISSN 2359-1161
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.
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 (%)
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)
1000 (g/Kg)
Taxa de aplicação (KgSS/m²) = Massa de sólido (Kg) (kg/m2)
Área (m²)
equação (1)
equação (2)
Sendo assim os volumes e taxa de sólidos aplicados nos leitos apresentados na Tabela 2, são:
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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)
1
2
7,6
15,2
3,5
7,0
Altura que teria a camada de lodo no momento do
descarte sem considerar a drenagem (m) – Carga
Hidráulica
0,57
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.
Vazão (m3/h)
Leito
1
2
Tempo (min)
5
15
30
60
90
110
8,50
8,27
7,74
8,78
4,0
9,29
2,92
3,45
4,35
3,17
1 hora após
descarte
1,26
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)
1
2
7,6
15,2
57
113
34
45
Redução
de volume
no
momento
do
descarte
(m³)
3,0
9,2
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
40
60
16
34
5,5
10,6
72
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
2
4
9
14
21
Redução de altura em 19 dias (%)
Leito 1 (altura em cm)
1
2
3
4
5
5
5
4 3,5 1,5
4
4
3
3
1
4 3,8 3 2,5 1
3,5 3,5 2,5 x
x
3
3
x
x
x
40 40 38 29 33
6
1
1
1
x
x
0
Leito 2 (altura em cm)
1
2
3
4
5
11
11
9 4,5 3
10,5 10 8,8 4
3
10 9,5 8
3
2
7
7
4
x
x
5,5
5
3
x
x
50
55 67 33 33
6
3
2
1,5
x
x
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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Leito 2
Leito 1
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
2º
3º
4º
9º
14º
16º
21º
23º
24º
24º
28º
29º
36º
Temperatura
°C
34
26,5
53,8
28
39,9
25,5
23,4
28,8
25,8
23,8
23,6
29,1
23,9
Umidade
(%)
50
68
21
69
27
60
85
57
62
60
61
49
66
Observação
Dia nublado, chuva final da tarde
Dia nublado, sem chuva
ensolarado
nublado com chuva
ensolarado
ensolarado
chuvoso
ensolarado
ensolarado/com nuvens
nublado e vento
chuvoso/nublado
ensolarado
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.
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Tabela 7. Variação de sólidos secos e os dias de secagem.
Dias de
secagem
1
2
3
4
9
10
14
16
21
23
24
29
36
Teor de sólidos secos (%)
Leito 1 (volume aplicado = 47,04 KgSS)
Leito 2 (volume aplicado = 94,08 KgSS)
6,12
6,50
6,07
5,68
7,51
6,95
6,42
6,39
9,34
7,81
9,71
7,16
13,70
11,67
10,88
11,06
20,30
14,96
35,72
18,69
56,92
16,28
80,18
63,45
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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Teor de sólidos secos %
Teor de Sólidos Secos x Dias de secagem
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Taxa 3,5 kgSS/m²
Taxa 7,0 kgSS/m²
0
5
10
15
20
25
30
35
Dias de secagem
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.
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UNESP – Rio Claro, SP.
ISSN 2359-1161
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
ALMEIDA, R. de Q. Análise de processo alternativo Wedge-Wire para desaguamento de lodo de
estação de tratamento de esgotos domésticos. Dissertação Graduação em Engenharia Ambiental.
Universidade Católica de Brasília, Brasília, 2012. 29p.
ANDREOLI, C. V. (Org.); VON SPERLING, M. (Org.); FERNANDES, F. (Org.). Sludge treatment
and disposal. 1. ed. Londres: IWA Publishing, 2007. v. 1. 244p.
ANDREOLI, C. V. (Coordenador) – Resíduos sólidos no saneamento: processamento, reciclagem e
disposição final. Rio de Janeiro, ABES, 2001. Projeto PROSAB, 282p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10664: Águas - determinação de
resíduos (sólidos) – Método gravimétrico – Método de ensaio. Brasília 1989.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12209: Projeto de Estações de
Tratamento de Esgoto Sanitário. Brasília 2011.
JORDÃO, E. P. Tratamento de esgotos domésticos. 4° edição. Rio de Janeiro. ABES, 2005. 932p.
MELO, A. S. Contribuição para dimensionamento de leitos de secagem de lodo. Dissertação
Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental. Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba.
2006. 82p.
RADAIDEH, J. A., AMMARY, B.Y., AL-ZBOON, K.K. Dewaterability of sludge digested in
extended aerations plants using conventional sand drying beds. African Journal of Biotechnology.
Julho, 2010, Vol 9(29), pp. 4578-4583.
SemEAr, v.3, n.1, p. 88-99, Set./ 2015.
Semana de Estudos da Engenharia Ambiental
UNESP – Rio Claro, SP.
ISSN 2359-1161
SILVA, S.M.C. da; POHLMANN, M. Eficiência de leito de secagem com piso de blocos drenantes.
Hydro, ano 8, n. 90, p. 38-43, abril 2014.
TROESCH S., LIENARD A., MOLLE P., MERLIN G., ESSER D. Sludge drying reed beds: full and
pilot scale study for activated sludge tretament. Water Science Techonology, 2009, 60 (5), pp 11451154.
USACERL (US Army Corps of Engineers Research Laboratory) – Performance Evaluation of
Existing Wedgewater and Vacuum-Assisted Beds Dewatering Systems. 1992.
USEPA – Enviromental Protect Agency. Design manual: Dewatering Municipal Wastewater Sludge.
1a ed. Cincinnati: EPA, 1987.
YAMAOKA M., HATA, K. Improvements in drying beds for non-concentrated sludge. Advances in
Environmental Research. 7. 2003. PP 721-725.
VAN HAANDEL, A.C.; LETTINGA, G. Tratamento anaeróbio de esgotos. Um manual para regiões
de clima quente. 1994.
VAN HAANDEL, A.C.; MARAIS, G. O comportamento do Sistema de lodo ativado. 1999.
WANG, L.K. et al. Drying Beds. In: Handbook of Environmental Engineering, Volume 6: Biosolids
Treatment Processes. Totowa, NJ: Wang et al, 2007. cap 13, p. 403-430.
SemEAr, v.3, n.1, p. 88-99, Set./ 2015.