II-201 ESTUDO DO DESAGUAMENTO DE LODO ANAERÓBIO SUBMETIDO À ETAPA PRÉVIA DE TRATAMENTO TÉRMICO

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1 II-21 ESTUDO DO DESAGUAMENTO DE LODO ANAERÓBIO SUBMETIDO À ETAPA PRÉVIA DE TRATAMENTO TÉRMICO Deneb Oliveira Bejar (1) Graduada em Engenharia Civil (UFMG), mestranda em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos (UFMG). Carlos Augusto de Lemos Chernicharo (1) Engenheiro Civil e Sanitarista. Doutor em Engenharia Ambiental pela Universidade de Newcastle upon Tyne - UK. Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFMG. Endereço (1) : Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental UFMG; Av. do Contorno, nº 842-7º andar - Centro - Belo Horizonte - MG - Brasil - CEP Tel: (31) calemos@desa.ufmg.br RESUMO O presente trabalho tem como objetivo avaliar e otimizar o processo de desaguamento, em leitos de secagem, de lodo excedente produzido em reatores UASB e submetido à higienização por meio do tratamento térmico com a utilização do biogás produzido no sistema. Os resultados mostraram que o lodo submetido ao tratamento térmico piora as características de desaguamento do lodo. Todavia é possível otimizar este processo, realizando a sedimentação prévia ao tratamento térmico, uma vez que o volume de lodo a ser tratado é reduzido em aproximadamente 35%. Comparando o desaguamento do lodo tratado termicamente com o do lodo in natura, observa-se que o lodo tratado termicamente perde menos água por drenagem que o lodo in natura, sendo que este último já nos primeiros dias perde grande volume de água por meio da drenagem da água livre. Já lodos tratados termicamente perdem mais água por evaporação do que por drenagem, portanto, a temperatura ambiente e a umidade relativa do ar tem maior influência na secagem do lodo submetido ao tratamento térmico. PALAVRAS-CHAVE: Desaguamento, lodo anaeróbio, tratamento térmico. INTRODUÇÃO Com o crescente aumento da produção de lodo, como conseqüência do aumento de ETE s, a busca por uma gestão ambientalmente correta deste resíduo torna-se cada vez mais constante. Uma das alternativas para disposição do lodo é a sua utilização na agricultura, todavia para que esse material possa ser utilizado é necessário que se promova a higienização, que pode ser obtida empregando-se mecanismos químicos, físicos e biológicos, combinados ou isoladamente. A higienização reduz a quantidade de microrganismos patógenos a níveis aceitáveis. Após a higienização o lodo deve ser desaguado, de modo a reduzir o volume e conseqüentemente os custos de transporte, permitindo assim, que haja viabilidade econômica para o seu uso. O desaguamento consiste na redução do teor de umidade do lodo e, por conseguinte, na elevação da concentração de sólidos totais. O processo de desaguamento do lodo é de suma importância, pois a partir dele se alcança o teor de sólidos desejado com vista na disposição final. Uma vez que, a redução do teor de umidade faz com que o volume do lodo seja drasticamente reduzido, provocando grande impacto em sua disposição final. Quando a concentração de sólidos passa de 2% para, reduzindo o volume em 9%. Um lodo ao passar de uma concentração de 4%de sólidos totais para uma concentração final de 3% tem aproximadamente 15% do volume inicial. No entanto, a umidade do lodo é de difícil remoção e a capacidade de desaguamento está diretamente relacionada ao tipo de sólido e à forma como a água está ligada às partículas sólidas (Smollen,1988; Gonçalves et al, 21). O lodo apresenta quatro categorias de água definidas de acordo com a força de ligação entre as partículas de água e de sólido (Vesilind,1994; Smollen, 1988): ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 Água livre: água que não está associada às partículas de sólidos e pode ser facilmente separada por gravidade. Representa a maior quantidade em lodos de esgoto (cerca de 7% da água total); Água intersticial: água presa nos interstícios dos flocos. Este tipo de água é caracterizado pela baixa energia de ligação entre as partículas sólidas e líquidas, que estão unidas fisicamente por forças capilares, e podem se tornar água livre, se o floco for destruído; Água vicinal ou superficial: água presa à superfície das partículas por adsorção e adesão, pode ser removida pro força mecânica ou pelo uso de floculantes; Água de hidratação ou intracelular: água ligada quimicamente às partículas de sólido. Este tipo de água só pode ser removido por forças térmicas que promovam uma mudança no estado de agregação da água, isto é, através de congelamento ou evaporação. O teor de sólidos a ser alcançado ao final do processo de desidratação e o tempo necessário para atingir esse teor depende do tipo de lodo a ser desaguado e o processo utilizado. Um dos processos mais utilizados para desaguamento do lodo são os leitos de secagem. Neste processo a drenagem e a evaporação são os mecanismos de remoção de umidade. Nas primeiras 72 horas ocorre uma grande eliminação do líquido por meio da drenagem. Após este período o lodo torna-se pastoso e a perda de água passa a ocorrer através de evaporação superficial (Gonçalves et al, 21). Diversos fatores afetam a taxa de evaporação são eles: clima, natureza do lodo e carga de lodo aplicada nos leitos de secagem. No caso do desaguamento de lodos submetidos a etapa prévia de tratamento térmico, as informações contidas na literatura são divergentes. Anderson et al (22) mostrou que processos que utilizam altas temperaturas alteram irreversivelmente a estrutura física do lodo por meio da destruição do gel coloidal. Os autores indicam que o tratamento de hidrólise térmica em temperaturas na faixa de 15ºC aumentam significativamente a drenagem deste material. Todavia, a 132ºC o lodo começa a apresentar maior dificuldade de drenagem. Por outro lado, no caso de pré-tratamento térmico a baixas temperaturas, França (22) verificou que o desaguamento, em leitos de secagem, de lodo de reator tipo RALF submetidos a tratamento térmico em termohidrolizador durante 72 horas a uma temperatura entre 6 e 75ºC, é piorado. Segundo o autor, o lodo termohidrolizado tem grande viscosidade e após colocados em leitos de secagem, ocorre uma sedimentação formando uma camada com pouca permeabilidade no fundo do leito, impossibilitando a drenagem do líquido que se encontra na camada superior. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar e otimizar o processo de desaguamento, em leitos de secagem, de lodo excedente produzido em reatores UASB e submetido à higienização por meio do tratamento térmico com a utilização do biogás produzido no sistema. MATERIAL E MÉTODOS Aparato experimental A pesquisa foi desenvolvida na ETE Experimental UFMG/COPASA, existente junto à Estação de Tratamento de Esgotos do Arrudas, em Belo Horizonte/MG. O aparato, em escala de demonstração, é constituído por reator UASB, reservatório pulmão, reator térmico e leitos de secagem, conforme ilustrado na Figura 1. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 Figura 1 Fluxograma do aparato experimental Etapas da pesquisa O trabalho foi divido em duas etapas: i) Etapa 1, destinada a avaliar os ganhos da sedimentação praticada antes do tratamento térmico, em relação aos ganhos de temperatura no reator térmico e em relação aos eventuais benefícios para o desaguamento em leitos de secagem. Nesta etapa, foram testadas duas cargas diferentes (5, e 1, kgst/m²); ii) Etapa 2, na qual se avaliou, comparativamente, as características de desaguamento de lodos in natura (controles) e lodos tratados termicamente. A avaliação comparativa foi feita para quatro cargas diferentes de sólidos, nos leitos de secagem: 2,5; 5,; 7,5 e 1 kgst/m². Condições operacionais O tratamento térmico do lodo é feito com o objetivo de se conseguir a sua higienização, mensurada em termos de inviabilização de ovos de helmintos. Todos os procedimentos, relativos ao armazenamento do biogás e às etapas de aquecimento do lodo já foram tratados em trabalhos já publicados anteriormente (Chernicharo et al., 24 ) Durante o tratamento térmico, todo o volume de lodo é aquecido desde a temperatura ambiente até uma temperatura de aproximadamente 7ºC. No decorrer dos ensaios, o lodo é mantido em constante agitação, por meio de agitador mecânico, visando minimizar a sedimentação de sólidos e a formação de gradiente de temperatura ao longo da altura do volume de lodo aquecido. Ao término da higienização do lodo, este é descartado em leitos de secagem, e seu desaguamento monitorado. Objetivando aumentar a temperatura, diminuir o tempo de aquecimento para higienização do lodo e diminuir o volume de lodo descartado no leito de secagem, incluiu uma operação de sedimentação do lodo previamente ao tratamento térmico. Nesta fase, o lodo foi descartado no reator térmico no dia anterior ao tratamento térmico, onde ocorria a sedimentação. Antes de iniciar o tratamento térmico, efetuava-se o descarte do sobrenadante, reduzindo aproximadamente 35% do volume de lodo a ser higienizado. Após o descarte do sobrenadante, iniciava-se o tratamento térmico e ao término deste o lodo era enviado aos leitos de secagem. Na Etapa 2, visando comparar a secagem do lodo higienizado e do lodo in natura, este último foi descartado, diretamente do reator UASB, em leitos de bancada com as mesmas cargas de sólidos aplicadas aos leitos que receberam lodos tratados termicamente. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 RESULTADOS Etapa 1 A Etapa 1 objetivou a avaliação dos ganhos na higienização e no desaguamento de lodos anaeróbios submetidos a etapa prévia de sedimentação. As figuras 2 e 3 mostram, respectivamente, a evolução da concentração de sólidos do lodo in natura antes e após a operação de sedimentação e a variação da concentração de sólidos no sobrenadante do lodo sedimentado sedimentado Figura 2 - Variação da concentração de sólidos totais de lodo in natura antes e após a etapa de sedimentação Tempo de sedimentação (h) Figura 3 Variação da concentração de sólidos totais no sobrenadante do lodo sediementado Os ensaios de sedimentação indicaram que a concentração do lodo é acrescida em 1,7 pontos percentuais após a etapa de sedimentação, passando de uma concentração média de 3,3% para 5,% de ST (vide Figura 2). Nesta etapa, o volume é reduzido em aproximadamente 1/3, pois, a concentração no sobrenadante é reduzida, drasticamente, após 4 horas de sedimentação, passando de uma concentração de 2,6% para,1% de sólidos totais (vide Figura 3). Apesar de continuar reduzindo a concentração o tempo de 4 horas foi considerado ótimo, pois a partir daí, a concentração reduz muito lentamente. A redução de aproximadamente 35% do volume de lodo se deve à separação da água livre no processo de adensamento, onde ocorre a sedimentação zonal, descrita por Von Sperling (1997). Neste tipo de sedimentação os sólidos se sedimentam como uma massa única permitindo a formação de uma nítida separação das fases sólido e líquido, o que faz com que o tempo de sedimentação seja curto. Mesmo após a sedimentação, o lodo ainda apresentava características de lodo fluído. Ao permanecer neste estado o lodo tem sua higienização favorecida, pois neste estado ele apresenta boas características de condução de calor. Nos ensaios de higienização, o volume do lodo não sedimentado tratado termicamente foi de aproximadamente 21 litros. Com vista na otimização da higienização térmica do lodo, promoveu-se a sedimentação deste, antes de tratá-lo termicamente. O volume de lodo sedimentado a ser tratado foi reduzido em aproximadamente 35%, perfazendo um total de 136 litros. A Figura 4 apresenta a evolução da temperatura nos testes com lodo sedimentado e não sedimentado. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 Temperatura (ºC) : 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: Tempo (horas) Lodo sem sedimentação Lodo com sedimentação Figura 4 Evolução da temperatura do lodo nos ensaios de higienização Observa-se que a temperatura do lodo do lodo sem sedimentação passou de 22,4ºC para 61,2ºC com um tempo de aquecimento de sete horas, sendo assim, a taxa média de aquecimento foi de 5,54ºC/hora. Já no lodo sedimentado, a temperatura passou de 21,2ºC para 7,6ºC em sete horas, ou seja, a taxa média de aquecimento foi de 7,5ºC/hora. Chernicharo et al (24) reportaram que no processo de tratamento térmico o lodo apresentou-se completamente higienizado quando a temperatura atingia aproximadamente 6ºC. Desta forma, observa-se que, no lodo sedimentado, são necessárias 4,5 horas para alcançar a temperatura de 62,4ºC, ou seja, com um volume menor de biogás é possível atingir a temperatura de higienização. Após higienizado, o lodo foi descartado em leitos de secagem e o seu desaguamento monitorado. As figuras 5 e 6 apresentam a evolução da concentração de sólidos totais de lodo tratados termicamente, sem e com sedimentação prévia, descartados em leitos com uma carga de 5, kgst/m² e 1, kgst/m², respectivamente Lodo sem sedimentação Lodo com sedimentação Figura 5- Evolução do teor de sólidos de lodos tratados termicamente dispostos em leitos de secagem - Carga de 5, kgst/m² Lodo sem sedimentação Lodo com sedimentação Figura 6 Evolução do teor de sólidos de lodos tratados termicamente dispostos em leitos de secagem - Carga de 1, kgst/m² Observa-se que, tanto para lodos descartados com carga de 5, kgst/m² quanto para a carga de 1, kgst/m², o tempo de secagem do lodo tratado termicamente, com sedimentação prévia, é bem inferior que o do lodo não sedimentado. Para a carga de 5, kgst/m², o lodo não sedimentado levou 16 dias para passar de um teor de 4,1% para 9,4% de sólidos totais. Já o lodo sedimentado atingiu 26,9% de sólidos totais, em 16 dias de secagem, partindo de uma concentração de 5,1% de sólidos totais. Com relação ao lodo descartado em leitos com carga de 1, kgst/m², observa-se que o lodo não sedimentado atingiu uma concentração de 7,4% em 16 dias, enquanto que o lodo sedimentado alcançou um teor de sólidos de 16,6%. Sendo que as concentrações iniciais do lodo sedimentado e não sedimentado foram, respectivamente, de 5,9% e 4,2%. Nota-se que quanto maior a carga aplicada maior é o tempo de secagem do lodo. Todavia a etapa de sedimentação antes do tratamento térmico reduz o tempo de secagem do lodo. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

6 Etapa 2 Foram aplicadas quatro cargas diferentes em leitos de secagem (2,5; 5,; 7,5 e 1, kgst/m²). Todas estas cargas estão abaixo do limite recomendado pela norma NBR 1229/92 da ABNT. Em todos os testes a concentração inicial do lodo in natura foi inferior a do lodo tratado termicamente, uma vez que este último passou pela etapa de sedimentação antes de se iniciar a higienização, reduzindo assim, a quantidade de água no lodo. A evolução da concentração de sólidos totais no lodo in natura e no lodo tratado termicamente para as cargas de 2,5; 5,; 7,5 e 1, kg ST/m² são apresentadas nas figuras 7, 8, 9 e 1, respectivamente Median 25%-75% Min-Max Lodo tratado termicamente Median 25%-75% Min-Max Lodo tratado termicamente Figura 7 - Evolução da concentração de sólidos totais de lodo tratado termicamente com sedimentação prévia e de lodo in natura - carga de 2,5kgST/m² Figura 8 - Evolução da concentração de sólidos totais de lodo tratado termicamente com sedimentação prévia e de lodo in natura - carga de 5,kgST/m² 4 Lodo tratado termicamente 4 Lodo tratado termicamente Median 25%-75% Min-Max 1 5 Median 25%-75% Min-Max Figura 9 - Evolução da concentração de sólidos totais de lodo tratado termicamente com sedimentação prévia e de lodo in natura - carga de 7,5kgST/m² Figura 1 - Evolução da concentração de sólidos totais de lodo tratado termicamente com sedimentação prévia e de lodo in natura - carga de 1,kgST/m² Para a carga de 2,5 kgst/m², observa-se que o lodo in natura deságua mais rapidamente que o lodo tratado termicamente. O primeiro foi descartado nos leitos com uma concentração média de sólidos de 3,6 % e atingiu 65,2 % após 7 dias de secagem. Já o lodo tratado termicamente, após o mesmo tempo de secagem, passou de 5,3 % para 26,5% de sólidos totais. Desta forma, as taxas de secagem dos lodos in natura e tratado termicamente foram, respectivamente, 1,3% ST/dia e 3,5% ST/dia (vide Figura 7). A segunda carga testada foi de 5, kgst/m². Através da Figura 8 pode-se observar que as concentrações médias iniciais do lodo in natura e do lodo tratado termicamente foram, respectivamente, 3,7% e 5,%de sólidos totais. Com 1 dias de secagem, o lodo in natura atingiu a concentração de sólidos de 43,6%, ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6

7 enquanto que o lodo tratado termicamente atingiu apenas 17,3% de ST. Com essa concentração o lodo ainda apresentava-se fluído, sendo necessário maior tempo de secagem para ser retirado dos leitos. Com 16 dias, o teor de sólidos alcançou 26,2%, permitindo, assim, que fosse facilmente manuseado e retirado dos leitos. Diante do exposto, pode-se dizer que para a carga de 5, kgst/m² o lodo tratado termicamente necessita do dobro do tempo para atingir a mesma faixa de concentração atingida pelo lodo in natura. A taxa média de secagem do lodo in natura foi de 4,43% ST/dia e a do lodo tratado termicamente de 1,42% ST/dia. Observa-se que embora as taxas de secagem do lodo in natura e do lodo tratado termicamente, aplicados em leitos com carga de 5, kgst/m² sejam inferiores a de lodos aplicados com carga de 2,5 kgst/m², o lodo in natura apresentou maior rendimento no desaguamento. O comportamento do lodo quando disposto em leitos de secagem com carga de 7,5 kgst/m² foi semelhante ao apresentado pelas outras cargas. Observa-se que o lodo in natura passa de uma concentração de sólidos inicial de 2,9% para 34,3%, em 13 dias de secagem, enquanto que o lodo tratado termicamente passa de 4,4% para 24,5% em 19 dias. Ou seja, as taxas de secagem dos lodos in natura e tratado termicamente foram, respectivamente, 2,6 e 1,1% ST/dia. Desta forma percebe-se que a secagem do lodo tratado termicamente é mais lenta que a do lodo in natura (vide Figura 9). O mesmo comportamento foi observado quando aplicou-se o lodo em leitos com uma carga de 1, kgst/m². Para esta carga, o lodo in natura passou de 3,7% de sólidos totais para 35,5% em 16 dias de secagem, tendo uma taxa média de secagem de 2,1% ST/dia. Já o lodo tratado termicamente, com 22 dias, passou de 5,9% para 15,3% de ST em 22 dias de secagem (vide Figura 1), sendo que a taxa de secagem foi de,5% ST/dia. Com esse tempo de secagem o lodo tratado ainda apresentava características de fluído, enquanto que o lodo in natura já possuía características de sólido duro com 16 dias. Para todas as cargas testadas, o lodo in natura atingiu concentração superior a 35% de sólidos totais em um período menor ou igual a 16 dias. À medida que se aumenta a carga aplicada, ocorre uma diminuição da taxa de secagem do lodo e, conseqüentemente, um aumento no tempo de secagem do lodo. O teor de sólidos do lodo in natura atingiu, em 7 dias, 65,2%, 33,7%, 23,7% e 22,2%, para as cargas de 2,5; 5,; 7,5 e 1 kgst/m², respectivamente. O mesmo comportamento foi observado para o lodo tratado termicamente, que quando aplicado em leitos com cargas de 2,5; 5,; 7,5 e 1 kgst/m² atingiu, respectivamente, 26,5%; 12,4%; 9,8% e 7,9% de sólidos totais, em 7 dias (vide figuras 7 a 1). A dificuldade de secagem do lodo tratado termicamente pode ser causada pelo rompimento dos flocos quando estes passam por aquecimento. A água livre passa a ser intersticial, pois o material intracelular é solubilizado nesta água. Outro fator que pode dificultar a secagem do lodo tratado termicamente é o fato que parte da água livre drenável já ter sido retirada na etapa de sedimentação do lodo. O lodo, quando desaguado em leitos de secagem, perde água por drenagem e por evaporação. Segundo Gonçalves et al (21) em 72 horas grande quantidade de líquido é perdido por drenagem. Para se avaliar como a água é perdida, tanto em lodo in natura quanto em lodo tratado termicamente foram construídos gráficos mostrando, no decorrer do tempo, volume de lodo, volume de água drenada e volume de água evaporada. As figuras 11 e 12 mostram a distribuição no decorrer do tempo, das três parcelas de volume, para a carga de 2,5 kgst/m² de lodo in natura e lodo trato termicamente, respectivamente. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 7

8 1% 8% 6% 4% % Figura 11 Distribuição do volume para lodo in natura carga 2,5 kgst/m² 1% 8% 6% 4% % Figura 12 Distribuição do volume para lodo tratado termicamente carga 2,5 kgst/m² Observa-se que, para o lodo in natura, com 3 dias de secagem o lodo perdeu aproximadamente 66% do volume total por drenagem da água livre. Com 7 dias, da água foi perdida por evaporação. A redução do volume, após 7 dias de secagem foi de 83%. O lodo tratado termicamente perdeu aproximadamente 4% e 36% do volume total por drenagem da água livre e evaporação, respectivamente, reduzindo assim o volume em 76% em 7 dias. Nota-se que a perda de água por drenagem ocorre em menor quantidade e mais lentamente no lodo tratado termicamente (vide figuras 11 e 12). Além disso, verifica-se que o volume de lodo no final de 7 dias é maior no lodo tratado termicamente do que no lodo in natura. Para a carga de 5, kgst/m², a distribuição das parcelas de volumes estão apresentadas nas figuras 13 e 14, para lodo in natura e lodo tratado termicamente, respectivamente. 1% 8% 6% 4% % Figura 13 Distribuição do volume para lodo in natura carga 5, kgst/m² 1% 8% 6% 4% % Figura 14 Distribuição do volume para lodo tratado termicamente carga 5, kgst/m² A partir da Figura 13 pode-se observar que com 4 dias de secagem o lodo in natura perdeu 64% do volume total por drenagem da água livre presente no lodo. O acréscimo da parcela de volume drenado do dia 4 ao dia 1 foi de 3%, chegando, portanto, ao 1º dia de secagem com aproximadamente 67% do volume total perdido por drenagem. A perda de água por evaporação ocorreu mais gradualmente sendo que no dia 4 o volume evaporado foi de 9,8% do volume total, enquanto que no dia 1, o volume evaporado foi de aproximadamente 21%. Sendo assim, no final de 1 dias de secagem, o lodo in natura, reduziu em 84% seu volume total. O lodo tratado termicamente perdeu menos água por drenagem que o lodo in natura, sendo que apenas 5% do volume total foi perdido por drenagem da água livre, em 16 dias de secagem. Para a carga de 5, kgst/m², a percentual de água perdida por evaporação foi de 29% (vide Figura 14) Para a carga de 7,5 kgst/m², as três parcelas de volumes (volume de lodo, volume de água drenada e volume de água evaporada) estão apresentadas na Figura 15, para o lodo in natura, e na Figura 16, para o lodo tratado termicamente. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 8

9 1% 8% 6% 4% % Figura 15 Distribuição do volume para lodo in natura carga 7,5 kgst/m² 1% 8% 6% 4% % Figura 16 Distribuição do volume para lodo tratado termicamente carga 7,5 kgst/m² Para o lodo in natura, aplicado em leitos com carga de 7,5 kgst/m², observa-se que a maior parte da água foi perdida por drenagem, chegando ao final de 13 dias com 69,2% de volume de água livre drenada, todavia a maior parte desta água foi perdida nos primeiros quatro dias (62,8%). Quanto ao volume evaporado para o lodo in natura, verifica-se que final de 13 dias de secagem 16,2% do volume total foi perdido por evaporação. Já para o lodo tratado termicamente observa-se pela Figura 16, que tanto a evaporação quanto a drenagem da água ocorre de forma mais lenta, sendo que no quarto dia de secagem o lodo tratado termicamente perdeu 13,7% do volume por drenagem e 14,7% por evaporação. No final de 19 dias de secagem, o volume de lodo em relação ao volume inicial era de 24,3%, sendo que dos 75,6% perdidos, 4,2% foi perdido por drenagem e 35,6% por evaporação. As figuras 17 e 18 apresentam, respectivamente, a distribuição das três parcelas de volumes para o lodo in natura e para o lodo tratado termicamente, aplicados com carga de 1, kgst/m². 1% 8% 6% 4% % Figura 17 Distribuição do volume para lodo in natura carga 1, kgst/m² 1% 8% 6% 4% % Figura 18 Distribuição do volume para lodo tratado termicamente carga 1, kgst/m² A Figura 17 mostra que o comportamento de secagem do lodo in natura segue o mesmo padrão que quando aplicado com outras cargas, ou seja, já no inicio do período de secagem o lodo perde grande quantidade de água por drenagem e à medida que o tempo passa o acréscimo de água perdida dessa forma é muito pequena, na Figura 17 observa-se que com 4dias de secagem o volume total de água perdida por drenagem foi de 65,8%, enquanto que com 16 dias esse volume subiu para 68,5%. Já o volume perdido por evaporação tem um acréscimo gradual, perfazendo 2,2% após 16 dias de secagem. O lodo tratado termicamente aplicado com carga de 1, kgst/m², da mesma forma que ocorreu com as outras cargas aplicadas, perdeu menos água por drenagem, sendo que no final de 22 dias o volume de água drenada foi de 37,2%, enquanto que o volume de água evaporada foi de 28,7%. Para todas as cargas testadas observou-se que o lodo tratado termicamente perde mais água por evaporação do que o lodo in natura, sendo que este último, já nos primeiros dias de secagem perde grande quantidade de água por drenagem. Esse comportamento pode ser explicado pela alteração dos tipos de água presente no lodo. O lodo in natura apresenta grande quantidade de água livre que é facilmente perdida por drenagem. Já o ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 9

10 lodo tratado termicamente apresenta grande viscosidade e quando disposto nos leitos de secagem, sedimenta formando uma camada pouco permeável no fundo do leito, dificultando a passagem da água por seus interstícios. Essa grande viscosidade do lodo tratado termicamente pode se explicada pela quebra dos flocos maiores do lodo, fazendo que parte da água livre se transforme em água intersticial através da solubilização do conteúdo celular dos flocos. Os resultados encontrados foram semelhantes aos de França (22) que demonstrou que o lodo tratado a baixas temperaturas apresenta maior dificuldade de drenagem. CONCLUSÕES Nos ensaios de sedimentação do lodo in natura, a concentração de sólidos foi acrescida em 1,7 pontos percentuais após a etapa de sedimentação, passando de 3,3% para 5,% de ST, sendo que o volume total de lodo a ser higienizado foi reduzido em aproximadamente 33%. No sobrenadante do lodo sedimentado, o teor de sólidos passou de 2,6% para,1% em 4 horas de sedimentação. O lodo tratado termicamente com sedimentação prévia desaguou mais rapidamente do que o lodo tratado sem sedimentação prévia; O lodo atinge temperaturas superiores no tratamento térmico quando se praticou a sedimentação prévia e o descarte do sobrenadante; Lodos tratados termicamente apresentaram rendimentos de desaguamento bem inferiores aos dos lodos in natura e ocorreram de forma bem mais lenta. Quanto maior a carga de sólidos aplicada aos leitos, maior foi o tempo de secagem. O lodo tratado termicamente perdeu menos água por drenagem que o lodo in natura, sendo que este último já nos primeiros dias perdeu grande volume de água por meio da drenagem da água livre, enquanto que no lodo submetido ao tratamento térmico a água drenou em menor quantidade e mais lentamente devido à formação de uma camada pouco permeável de lodo formada no fundo dos leitos. Lodos tratados termicamente perderam mais água por evaporação do que por drenagem, desta forma, a temperatura ambiente e a umidade relativa do ar tem maior influência na secagem do lodo submetido ao tratamento térmico. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem à CAPES pelas bolsas concedidas e à FINEP/PROSAB pelo financiamento da pesquisa. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. ANDERSON, N.J.; DIXON, D.R.; HARBOUR, P.J.; SCALES, P.J. Complete characterization of thermally treated sludges. Water Science and Thecnology, 46, p , CHERNICHARO, C.A.L.; BORGES, E.S.M.; PONTES, P.P.; FRADE, E.C.; GODINHO, V.M. Selfsustainable and integrated system for sewage treatment and thermal hygienization of sludge. In: Anais 1 th World Congress of Anaerobic Digestion, Montreal, Canadá, p , FRANÇA, M. Avaliação da biodegradabilidade de da biodisponibilidade do lodo de esgoto anaeróbio termohidrolisado pelo uso de biogás, 22, 154f. Dissertação de mestrado Universidade Federal do Paraná, Florianópolis. 4. GONÇALVES, R.F.; LUDUVICE, M.; VON SPERLING, M. - Capítulo 5: Remoção de umidade de lodos de esgotos - In: Andreoli, C. V. (Coord) -Princípios do tratamento biológico de águas residuárias - Vol. 6: Lodo de esgoto: tratamento e disposição final - Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental - UFMG; Companhia de Saneamento do Paraná, 484p, SMOLLEN, M. - Moisture retention characteristics and volume reduction of municipal sludges. In: Water SA vol. 14 No 1, p. 25 a 28, VESILIND, P.A. - The role of water in sludge dewatering In: Water Enviroment Research. Volume 6 Number 1 pag 4 a 11, 1994 ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

11 7. VON SPERLING, M. - Princípios do tratamento biológico de águas residuárias. Volume 4: Lodos ativados - Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental UFMG, p ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 11