I-014 ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE LODO GERADO PELA ETA CAPIM FINO

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1 I-014 ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE LODO GERADO PELA ETA CAPIM FINO Hugo Marcos Piffer Leme (1) Engenheiro Civil pela Universidade Mackenzie, Especialização em Hidráulica e Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlos (E.E.S.C./USP) Diretor do Departamento de Planejamento do Serviço Municipal de Água e Esgoto de Piracicaba. Gilson Luiz Merli Engenheiro Civil pela Escola de Engenharia de Piracicaba, Especialização em Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlos (E.E.S.C./USP) Diretor do Departamento de Produção e Tratamento do Serviço Municipal de Água e Esgoto de Piracicaba. Eereço (1) : Rua XV de Novembro, Bairro Alto - Piracicaba São Paulo - CEP: Brasil - Tel: (19) hpleme@semaepiracicaba.org.br RESUMO Não é prática no Brasil efetuar o tratamento das águas de lavagem de filtros e descarga de decantadores das Estações de Tratamento de Água. O descarte destes despejos nos rios têm contribuído para a deterioração da qualidade das águas de nossos mananciais, principalmente em regiões oe ocorrem a escassez e comprometimento dos recursos hídricos. O tratamento e reaproveitamento destas águas também representa a redução de perdas verificadas em nossas ETAs. O Serviço Municipal de Água e Esgoto de Piracicaba - SEMAE assumiu recentemente junto a Promotoria Pública, compromisso de tratar todos os despejos da ETA Capim Fino, principal sistema de produção de água da cidade com capacidade de tratamento de L/s. O projeto da Estação de Tratamento de Lodo foi concluído em Março de e nesse mesmo ano adquiriu-se uma área de m² junto a ETA oe, atualmente, está seo construído esse empreeimento. O presente trabalho vem relatar a escolha das alternativas estudadas, detalhamento da alternativa escolhida bem como a eficiência esperada e o reaproveitamento das águas. PALAVRAS-CHAVE: Lodo de ETA, Espessadores de Lodo, Centrífugas, Aterro de Deposição. INTRODUÇÃO O Serviço Municipal de Água e Esgoto de Piracicaba possui 03 (três) Estações de Tratamento de Água seo que a ETA Capim Fino é atualmente responsável por 90% da produção da água distribuída na cidade. O Plano Diretor de Água do Município prevê a desativação das outras unidades de tratamento até o ano 2.007, motivo este que levou a Autarquia investir no tratamento dos efluentes da ETA Capim Fino. Nosso objetivo é acabar com a poluição do corpo receptor provocado por estas descargas e também o reaproveitamento das águas descartadas pela ETA, diminuio as perdas verificadas no sistema produtor. ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA A Estação de Tratamento de Água denominada ETA Capim Fino tem capacidade para tratar L/s de água proveniente do rio Corumbataí, principal manancial da cidade de Piracicaba. A ETA Capim Fino é composta das seguintes unidades: calha Parshal e unidade de mistura rápida; 16 câmaras de floculação; 04 decantadores com removedores de lodo contínuo; 14 filtros de dupla camada filtrante; 1

2 Os produtos químicos utilizados atualmente são: Cloreto Férrico, Cal Hidratada, Cloro, Ácido Fluorssílicico, Carvão Ativado e. A ETA Capim Fino é do tipo convencional compreeeo as seguintes etapas: mistura rápida, coagulaçãofloculação, decantação, filtração e desinfecção final. Há duas fases no processo de tratamento oe são gerados os despejos da ETA: na decantação oe o lodo acumulado no fuo dos decantadores são extraídos por removedores de funcionamento hidráulico, acionado à vácuo; e na filtração quao das lavagens contra corrente, efetuadas periodicamente. A vazão proveniente da água de lavagem de filtros e descarga contínua de lodo dos decantadores foi fixado para o final do projeto, em 58 L/s. Utilizou-se da realização de ensaios do lodo gerado na ETA para definição do comportamento do mesmo em relação aos processos de espessamento, conforme demonstrado na tabela 1. Tabela 1: Ensaios de lodos Lodo dos Decantadores Mistura de lodo com ALAF Flotação Gravidade Flotação Gravidade ANÁLISES Amostra bruta Amostra bruta Catiônico Aniônico Catiônico Aniônico PH 5,86 7,50 7,40 7,60 7,60 7,40 Turbidez (ut) - 4,36 7,36-1,20 5,32 Cor Aparente (uc) Totais (mg/l) ,0 197,2 425, ,0 167,7 481,0 Fixos ,0 43,5 93, ,0 37,7 126,0 (mg/l) 3.016,0 153,7 332, ,0 130,0 355,0 Voláteis (mg/l) Suspensos Totais (mg/l) ,0 6,5 12, ,0 3,9 8,0 Suspensos Fixos (mg/l) Suspensos Voláteis (mg/l) Sedimentáveis (ml/l) ,0 2,6 6, ,0 1,3 2, ,0 3,9 6, ,0 2,6 6,0 870,0-720,0 - - DBO (mg/l) 76,0 10,2 14,0 63,0 6,5 14,0 Coliformes totais (NMP/100ml) 1.732,87 x ,24 x ,17 x ,1 x ,3 x ,8 x 10 3 Coliformes fecais (NMP/100ml) 1,0 x 10 6 < 1,0 5,0 x ,0 x 10 6 < 1,0 2,0 x 10 3 DQO (mg/l) 3.550,0 42,9 102, ,0 41,6 94,0 Íons dos Metais Totais (mg/l) (Zn) 2,32 0,04 0,05 3,44 0,17 0,03 (Pb) 0,92 12,80 (Cd) 2,48 2

3 21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental (Ni) 0,12 (Fe) 3,34 x 103 (Mn) 3,88 (Cu) 1,36 (Al) 0,04 (Cr+3) 1,04 (Cr+6) = não detectado ALAF água de lavagem dos filtros 0,04 0,06 0,01 0,60 0,21 7,60 2,0 x 103 2,12 2,28 46,0 0,46 0,03 0,30 0,14 0,02 APRESENTAÇÃO DO ESTUDO DE ALTERNATIVAS DE TRATAMENTO. Inicialmente foram estudadas 04 alternativas oe foram levantados os aspectos técnicos e econômicos de cada uma. Resumidamente as alternativas apresentavam as seguintes unidades: Alternativa 01 - elevatória de lodo, espessamento por gravidade, com uso de polímero, seguido de desidratação mecânica, por prensa desaguadora do lodo previamente adensado. Alternativa 02 - elevatória de lodo, espessamento por flotação, com uso de polímero, seguido de desidratação mecânica, por prensa desaguadora, do lodo previamente adensado. Alternativa 03 - elevatória de lodo, espessamento mecânico com filtro de esteira (gravity table) com uso de polímero, seguido de desidratação mecânica por prensa desaguadora. Alternativa 04 - elevatória de lodo, espessamento mecânico com filtro de esteira (gravity table) com uso de polímero e desidratação mecânica por centrífuga, com uso do polímero. O PROJETO DE TRATAMENTO ESCOLHIDO. A alternativa que apresentou os melhores resultados técnicos e econômicos e foi detalhada no projeto executivo é composta das unidades descritas abaixo e apresentada no fluxograma da figura 1: Figura 1: Fluxograma do processo DOSADORES DE PRODUTO QUÍMICO ESPESSADOR BOMBA HELICOIDAL CENTRÍFUGA TURBIDÍMETRO MEDIDOR DE VAZÃO CAIXA DE RECEPÇÃO E HOMOGEINIZAÇÃO EE1 EE2 CAÇAMBA MEDIDOR DE VAZÃO TANQUE DE AMORTECIMENTO CAIXA DE DISTRIBUIÇÃO EE3 MEDIDOR DE VAZÃO DESCARGA LAVAGEM FILTROS E DECANTADORES ATERRO PRÓPRIO RETORNO ENTRADA ETA (OPCIONAL) ETA RETORNO ENTRADA ETA 3

4 CAIXAS DE RECEBIMENTO E AMORTECIMENTO DE VAZÕES A vazão proveniente dos decantadores é praticamente contínua durante todo o período de operação da ETA seo de 44 L/s enquanto que a vazão da água de lavagem dos filtros ocorre em determinados momentos com valor de 833 L/s, resultao numa vazão média para final do projeto de 58 L/s com carga máxima de sólidos de kg/d. Como o sistema de tratamento de lodo foi dimensionado para uma vazão média, há necessidade de criação da caixa e do tanque de amortecimento. Estas unidades possuem volume total de 900 m³ e serão executados em concreto. ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS A Estação Elevatória EE1, instalada junto a caixa de amortecimento, irá couzir o lodo proveniente das descargas dos decantadores e, alternativamente, também da água de lavagem dos filtros até os desidratadores. A Estação Elevatória EE2 posicionada nas proximidades da saída dos desidratadores recebe a água proveniente dos processos de espessamento e centrifugação e recalca para o início do processo de tratamento na ETA. A Estação Elevatória EE3 situada também junto a caixa de amortecimento couzirá a água proveniente da lavagem de filtros para o início da operação da ETA. Todas as elevatórias possuem 2 bombas submersíveis com vazões de 60 L/s e 32 CV. MEDIDOR DE VAZÃO Este equipamento irá medir a vazão total da mistura de água mais lodo que será processada nas instalações, seo estas vazões totalizadas e os dados enviados a CLP. Pelas características da água que passará pelo equipamento optou-se pelo medidor de vazão eletromagnético. ESPESSADORES DE LODO Serão quatro unidades do tipo mecânico, conforme figura 2, que receberão água com lodo diretamente das bombas da Elevatória EE1, operao cada um com uma vazão de 14,5 L/s, seo esperado que o lodo resultante deste processo apresente teor de sólidos de 4 a 8%. A operação de cada unidade será comaada por painel elétrico a ser provido pelo fornecedor dos equipamentos, os dados dos registros de rotina de consumos e mínimos de partidas de cada equipamento, serão transmitidos ao controlador lógico programável (CLP). Também o CLP, ao receber o sinal de partida das bombas da Elevatória EE-1, comaará a partida dos espessadores. O desligamento das unidades será comaado pelo CLP através de temporizador ajustável, em função da qualidade da água com lodo recalcada para os equipamentos. Tal ajuste é variável a cada dia, em função da qualidade da água bruta recebida na ETA e portanto, da geração de lodo. Para facilitar estes ajustes, foi previsto um turbidímetro posicionado na saída dos adensadores, que enviará sinais ao CLP, permitio-se assim traçar uma curva de calibração do acréscimo de tempo que cada espessador deve funcionar, em função do desligamento das bombas da EE-1 e da qualidade da água recebida nos equipamentos de espessamento. 4

5 Figura 2: Espessador de lodo BOMBAS HELICOIDAIS DE TRANSFERÊNCIAS Estas bombas irão transferir o lodo espessado para as centrífugas de desidratação em número de duas elas foram dimensionadas para vazões de 8,15 m³/h. O CLP também comaará o funcionamento destas bombas em função da operação dos espessadores. CENTRÍFUGAS DE DESIDRATAÇÃO Serão instaladas duas unidades do tipo horizontal, com rotação variável, conforme figura 3, recebeo lodo espessado das bombas de transferências com capacidade de 25 m³/h, seo esperado como resultado uma torta com teor de 25% de sólidos. O lodo bombeado para as centrífugas será pré-coicionada mediante dosagem automática de Polieletrólito diretamente na linha de recalque. A operação de cada unidade será comaada por painel elétrico seo todos os dados transmitidos ao CLP. Figura 3: Centrífuga DOSADORES DE PRODUTOS QUÍMICOS O sistema de dosagem de produtos químicos foi previsto para utilização de polieletrólitos, um para todos os espessadores e outro para as centrífugas. Os dosadores irão utilizar polieletrólitos líquido com ajuste automático de dosagem em função da qualidade da água de saída dos espessadores. 5

6 ATERRO DE DEPOSIÇÃO Devido as exigências de Órgãos ambientais, o lodo resultante do tratamento da água não pode mais ser lançado ao rio, assim seo optou-se pelo sistema proposto de desidratar o lodo e depositá-lo em uma área para sua secagem. Deverá ser construído em área de m² junto a ETA, que receberá descargas diárias do lodo, com depósito em montículos sucessivos, sem sobreposição. A cada quinzena, uma vez que os montículos estejam secos, uma pá carregadeira deverá fazer deposição em camadas de 1,75 m de altura, ocupao assim paulatinamente os platôs construídos. Prevê-se um período de uso de dez anos para a área destinada a deposição de lodos seo o total de lodo produzido diariamente estimado em 58 m³. RESULTADOS E CONCLUSÕES RESULTADOS E CONCLUSÕES DOS ENSAIOS DE TRATABILIDADE DOS EFLUENTES. Foram analisadas amostras do lodo descartados pelos decantadores e pela água de lavagem de filtros da ETA Capim Fino na Escola de Engenharia de São Carlos USP, com a finalidade de definir o comportamento dos mesmos quanto aos processos de espessamento. Os processos de flotação e decantação apresentaram resultados muito bons, com obtenção de lodo espessado por gravidade com teor de sólidos de até 8,0% e lodo espessado por flotação com teores de até 11,0%, seo em ambos os casos utilizado polímeros como auxiliar de tratamento. Verificou-se finalmente que o líquido clarificado, qualquer que seja o processo de espessamento adotado, apresentaria qualidade potencialmente favorável ao reuso na ETA. A maior parte dos metais presentes no lodo bruto permaneceu associada ao lodo espessado. RESULTADOS E CONCLUSÕES SOBRE A EFICIÊNCIA DO PROCESSO E LODO GERADO. Espera-se obter 58m³ por dia de lodo espessado com teor de sólidos em torno de 25% que será depositado em área anexa a ETA, estao previsto posterior estudo de alternativas de utilização do lodo junto as Universidades instaladas na cidade. Com a recuperação das águas provenientes das descargas de lavagem de filtros e descarga de decantadores, ocorrerá uma redução em torno de 4% das perdas verificadas na ETA. Além do aspecto acima mencionado vale ressaltar que estas descargas deixarão de ser lançadas no corpo receptor, evitao maiores danos ao meio ambiente. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. LATIN CONSULT - Projetos e Memoriais Descritivos da Estação de Tratamento de Lodo Ensaios de tratabilidade elaborado pela Escola de Engenharia de São Carlos / USP. 6