Alternative for sludge sampling sewage treatment plant dewatered in BAGs: equipment proposal

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1 Alternative for sludge sampling sewage treatment plant dewatered in BAGs: equipment proposal Welliton Leandro de Oliveira Boina 1*, João Sérgio Cordeiro 2 1 Programa de Pós-Graduação em Engenharia Urbana, Universidade Federal de São Carlos 2 Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de São Carlos *Autor corresponsal: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Urbana (PPGEU), Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), Rodovia Washington Luis, Km 235 Área Norte, São Carlos, São Paulo Brasil. weboina@gmail.com ABSTRACT This study is the presentation of a prototype equipment to assist sampling of sludges dewatered sewages in BAGs considering the governing Brazilian Standard (NBR-10007: 2004) of the Brazilian Association of Technical Standards (ABNT), which deals with sampling of waste and provides procedures. KeyWords: BAG, equipment, sampling, sludge ALTERNATIVA PARA AMOSTRAGEM DE LODOS DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS DESAGUADOS EM BAGs: PROPOSTA DE EQUIPAMENTO Resumo Este estudo consiste na apresentação de uma proposta de equipamento para auxiliar as amostragens de lodos de esgotos desaguados em BAGs, considerando o que rege a Norma Brasileira (NBR-10007:2004) da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), a qual trata sobre a amostragem de resíduos e proporciona os procedimentos. Palavras-chave: amostragem, BAG, equipamento, lodo de esgoto

2 Introdução Em pleno século XXI, a situação do Brasil acerca do tratamento de esgotos sanitários é muito preocupante, conforme estudos realizados pela Pesquisa Nacional de Saneamento Básico (PNSB), cujos últimos dados são de 2008, embora 55.2% dos municípios brasileiros possuam redes coletoras de esgotos, apenas 28.5% contam com sistemas de tratamento, os quais tratam 68.8% de todo o esgoto coletado. Isso significa que grande parcela dos esgotos sanitários gerados são lançados sem algum tipo de tratamento prévio em águas superficiais, ocasionando graves prejuízos ao meio ambiente e ao ser humano. Consequentemente, é de suma importância a necessidade do tratamento dos esgotos sanitários. A Estação de Tratamento de Esgotos (ETE), constitui um sistema que tem como objetivo remover partículas sólidas contidas nas águas servidas. Amiralian et al. (2015), apontam que essas partículas sólidas constituem um resíduo denominado lodo de esgoto, principal subproduto do tratamento das águas servidas. Conforme Lloret et al. (2013) e Amiralian et al. (2015), a produção de lodo de esgoto sanitário em ETEs, tem aumentado significativamente nos últimos anos em razão do aumento dramático na geração de águas servidas ocasionada pela rápida evolução do processo de urbanização e industrialização e da obrigação do tratamento das águas servidas, seja por processos aeróbios ou anaeróbios, impostas for força de lei às companhias de saneamento. Na atualidade, uma das preocupações das companhias de saneamento, administradores e gestores públicos e da população é quanto ao destino final dos resíduos gerados nas ETEs, a fim de evitar o comprometimento dos efeitos benéficos da coleta e do tratamento das águas servidas. Zhang et al. (2015), corroboram que esta crescente preocupação advém do fato dos problemas ambientais oriundos de processos de disposição final inadequados de lodos de esgotos em aterros, oceanos, solos agrícolas e etc. É importante salientar que após a aprovação da Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), Lei /2010, os resíduos de ETE não podem ser considerados como rejeito, ficando proibida sua disposição final em aterros sanitários. Porém, através da coleta de amostras e consequentemente de análises em laboratório, é possível avaliar as características físicas, químicas e biológicas destes resíduos para correta destinação ou disposição final. Para tanto, a etapa de amostragem requer critérios bem específicos, deve ser bem conduzida e padronizada para que os resultados das análises sejam fiéis às condições atuais dos resíduos. Contudo, para o lodo ser manuseado, requer submete-lo ao processo de desaguamento para redução de volume e adensamento de sólidos. Neste processo várias tecnologias podem ser empregadas, envolvendo sistemas mecânicos e/ou naturais. Entre as tecnologias disponíveis, os sacos para desaguamento de lodos (BAGs), atualmente veem sendo amplamente utilizados, não só para sistemas de tratamento de esgoto como para outros segmentos. Todavia, o fato de usar uma ou outra tecnologia para o processo de desaguamento de lodos pode facilitar ou dificultar diretamente o procedimento de amostragem. No caso de lodos desaguados em BAGs, o procedimento de amostragem é mais complexo quando comparado a outros sistemas, portanto algumas variáveis como o tipo de sistema de tratamento de esgotos utilizado, dimensão dos BAGs, eficiência de desaguamento, uso ou não de polieletrólitos, coluna de sedimentação de sólidos no interior do BAG, devem ser consideradas para a tomada de decisão de como realizar a amostragem. Conforme as orientações e procedimentos apresentados na NBR (ABNT, 2004), algumas decisões devem ser tomadas a respeito de que ponto do BAG e a que profundidade a amostra deve ser coletada, e o mais importante, como e com que tipo de equipamento. Com a finalidade de propor uma ferramenta que ajude neste processo de amostragem, este estudo apresenta a proposta de um equipamento ao qual foi denominado amostrador de lodos, considerando o que rege a Norma Brasileira NBR (ABNT, 2004) da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), a qual trata sobre a amostragem de resíduos e proporciona os procedimentos. Material e Métodos A área de estudo utilizada para o desenvolvimento do equipamento é a Estação de Tratamento de Esgotos (ETE- Limoeiro), a qual é gerenciada pela Companhia de Saneamento do Estado de São Paulo (SABESP). A ETE-Limoeiro está situada em área rural na zona sudoeste do município de Presidente Prudente,SP Brasil (Figura 1).

3 Figura 1: Localização da Estação de Tratamento de Esgotos (ETE-Limoeiro) De acordo com a SABESP, no processo de tratamento de esgotos sanitários, quando as centrífugas entram em manutenção, o lodo é direcionado do adensador para os BAGs após ser dosado com polieletrólito. Os BAGs, como apresentados na Figura 2, tem sua capacidade de armazenamento completado a cada 20 dias de operação. Atualmente a ETE-Limoeiro possui 26 BAGs completamente cheios dispostos no aterro sanitário da própria estação, sendo que 5 deles possuem 58 m de comprimento e capacidade de armazenamento de 1.500m 3 ; 16 possuem 60 m comprimento e capacidade de armazenamento de 750m 3 e 5 possuem 30 m de comprimento e capacidade de armazenamento de 350m 3. Figura 2: BAGs

4 Entretanto, de acordo com BOINA (2012), o aterro não dispõe mais de área suficiente para a inclusão de novos BAGs caso as centrífugas voltem a entrar em manutenção constantemente. Diante da falta de área livre no aterro e ao grande volume de lodo armazenado nos BAGs, fez-se necessário estudo para conhecer as características físicas, químicas e biológicas destes resíduos, visando fazer sua destinação ou disposição final em conformidade com a Lei (BRASIL, 2010). Para tal finalidade, para que as análises pudessem ser realizadas e as amostras coletadas, surgiu a necessidade do desenvolvimento de um equipamento que foi denominado amostrador de lodos em conformidade com o que rege a NBR (ABNT, 2004). Segundo a NBR (ABNT, 2004), amostrador é um equipamento ou aparelho utilizado para a coleta de amostras, feito com materiais que devem atender os princípios de não reatividade com o material a ser coletado, e caso o amostrador não seja descartável, o material de confecção deve permitir a descontaminação total do equipamento para posterior utilização. Neste seguimento, para desenvolvimento do amostrador de lodos, os materiais escolhidos foram os apresentados na Figura 3, conforme seguem. Figura 3: Amostrador de lodos Todavia, devido ao estado físico dos lodos, muitas vezes pastosos e apresentando muita água livre, ao retirar o tubo, perdia-se as amostras. Com o surgimento deste novo problema, houve a necessidade de aperfeiçoar o amostrador. Surgiu então a necessidade de adicionar ao tubo um dispositivo com a função de êmbolo, deste modo o lodo ficaria retido no interior do tubo. Assim, para o que o êmbolo fosse adicionado ao tubo, foi utilizado um tubo de policloreto de vinila (PVC) de ¾ pol conectado a uma curva de 45º, com comprimento total de 2.15m que serviram como haste do êmbolo. Para a construção do êmbolo utilizou-se um adaptador auto ajustável de borracha de vedação a qual fez o papel de êmbolo de borracha como os utilizados nas seringas da área de saúde. Finalizado a construção do êmbolo e o mesmo acoplado a haste, houve a necessidade de orientar o movimento do êmbolo dentro do tubo. Para este procedimento, foi feito um furo no centro de um Cap, que permitiu o deslizamento da haste e o correto movimento do êmbolo no interior do tubo. Após a montagem e verificação de funcionamento do amostrador, o mesmo foi finalizado. Cabe ressaltar que o amostrador foi inserido perpendicularmente ao BAG, em sentido vertical pelo bocal de enchimento. O bocal é provido com tampa de rosca para selar o BAG, fica localizado na parte central e superior, descartando a necessidade de corte ou furos para introdução do amostrador no BAG.

5 Resultados e Discussão O funcionamento do amostrador de lodos ocorreu satisfatoriamente e as amostras foram coletadas conforme o esperado. A utilização do equipamento não apresentou limitações, permitindo a coleta de amostras em variadas profundidades e direções. Porém, durante as amostragens, observou-se que o amostrador também pode ser utilizado para a visualização do perfil de sedimentos dos lodos ocorrida no interior dos BAGs, pois o amostrador foi confeccionado em material transparente. A relevância para avaliação do perfil de sedimentação dá-se no sentido de mensurar a eficiência de desaguamento dos mesmos em relação à adição de polieletrólitos aplicados a este resíduo. Conclusão Conclui-se que o amostrador é uma alternativa viável e eficaz. O mesmo pode e deve ser usado pelos administradores de ETEs na gestão de resíduos, principalmente pela larga escala de uso de BAGs no Brasil e as prerrogativas definidas pela Lei (BRASIL, 2010) que não mais permite a disposição de lodos de ETEs em aterros sanitários. Agradecimentos. A Companhia de Saneamento do Estado de São Paulo (SABESP) e aos funcionários da Estação de Tratamento de Esgotos (ETE-Limoeiro). Referências bibliográficas ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 10007: Amostragem de resíduos sólidos. Rio de Janeiro, Acesso em 04 de março de Amiralian, S., Budihardjo, M. A., Chegenizadeh A., Nikraz, H. (2015) Study of scale effect on strenght characteristic of stabilised composite with sewage sludge - Part A: Preliminary study. Construction and Building Materials. 80, doi: /j.conbuildmat Boina, W. L. B. (2012) Análise das condições de desaguamento de lodos de ETEs em BAGs: O caso da ETE-Limoeiro Presidente Prudente-SP, Dissertação de mestrado, Programa de Pós-graduação em Engenharia Urbana (Gestão e Tecnologias para Resíduos Urbanos), Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de São Carlos, 98pp. BRASIL. Lei Nº , de 2 de agosto de Institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos; altera a Lei Nº 9.605, de 12 de fevereiro de 1998; e dá outras providências. Brasília, 2010, disponível em: Lloret, E., Pastor, L., Pradas, P., Pascual, J. A. (2013) Semi full-scale thermophilic anaerobic digestion (TAnD) for advanced treatment of sewage sludge: Stabilization process and pathogen reduction. Chemical Engineering Journal, 232, doi: /j.cej PNSB, Pesquisa Nacional de Saneamento Básico (2008). Acesso em 05 de março de 2016, disponível em: SABESP, Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (2012) Estação de Tratamento de Esgotos (ETE-Limoeiro), Presidente Prudente, SP. Zhang, W., Yuan, C., Xu, J., Yang, X. (2015) Beneficial synergetic effect on gas production during co-pyrolysis of sewage sludge and biomass in a vacuum reactor. Bioresource Technology, 183, doi: /j.biortech