DESINFECÇÃO E SECAGEM TÉRMICA DO LODO DE ESGOTO ANAERÓBIO EM LEITO DE SECAGEM PELO USO DE BIOGÁS.

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1 DESINFECÇÃO E SECAGEM TÉRMICA DO LODO DE ESGOTO ANAERÓBIO EM LEITO DE SECAGEM PELO USO DE BIOGÁS. FERREIRA, A. C.; ANDREOLI, C. V. FRANÇA, M.; CHERUBINI, C. Desinfecção e Secagem Térmica do lodo de esgoto anaeróbio em leito de secagem pelo uso de biogás. 22º CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL. Anais... Joinvile, set., Andréia Cristina Ferreira Eng. Agrônoma, MSc. em Agronomia, Doutoranda em Meio Ambiente e Desenvolvimento (UFPR), Integrante do Grupo de Coordenação do Programa de Reciclagem Agrícola do Lodo de Esgoto e do Programa Interdisciplinar de Pesquisas de Gerenciamento de Mananciais, pesquisadora pela Companhia de Saneamento do Paraná SANEPAR/GECIP. Cleverson Vitório Andreoli * Eng. Agrônomo, Dr. em Meio Ambiente e Desenvolvimento (UFPR), Professor da UFPR e da FAE Business School, Eng. de Desenvolvimento e Coordenador Técnico do Programa de Reciclagem Agrícola do Lodo de Esgoto e do Programa Interdisciplinar de Pesquisas de Gerenciamento de Mananciais da Companhia de Saneamento do Paraná SANEPAR/GECIP. Milene França Eng. Civil, MSc. em Engenharia Ambiental (UFSC), Integrante do Grupo de Coordenação do Programa de Reciclagem Agrícola do Lodo de Esgoto pesquisadora bolsista pela Companhia de Saneamento do Paraná SANEPAR/GECIP. Cristina Cherubini Zootecnista, MSc. em Agronomia (UFPR), Integrante do Grupo de Coordenação do Programa de Reciclagem Agrícola do Lodo de Esgoto e do Programa Interdisciplinar de Pesquisas de Gerenciamento de Mananciais pesquisadora bolsista pela Companhia de Saneamento do Paraná SANEPAR/GECIP. Endereço* - SANEPAR/GECIP R. Engenheiros Rebouças, 1376 Rebouças Curitiba / PR CEP: Brasil - Tel: +55(41) Fax: +55(41) c.andreoli@sanepar.com.br

2 DESINFECÇÃO E SECAGEM TÉRMICA DO LODO DE ESGOTO ANAERÓBIO EM LEITO DE SECAGEM PELO USO DE BIOGÁS. RESUMO EXPANDIDO Os níveis precários de coleta e tratamento de esgotos no Brasil são reflexos do descaso com a qualidade ambiental, justificado pela escassez de recursos, porém, permite uma estimativa do potencial de produção de biossólidos (Andreoli e Pegorini, 1998). Seu adequado processamento inclui uma secagem e desinfecção eficiente, reduzindo o teor de umidade e a quantidade de agentes patogênicos, viabilizando seu uso como fertilizante agrícola e constituindo uma solução promissora para a destinação final, através da ciclagem de nutrientes no ecossistema. Existem várias formas de associar desaguamento e higienização do lodo, porém, o uso de leitos de secagem já é uma tecnologia bastante difundida, principalmente em estações de pequeno porte, uma vez que alia eficiência e baixo custo. Os leitos de secagem, comumente utilizados no Estado do Paraná - Brasil, sofrem influência de inúmeros fatores climáticos como precipitação, insolação e ventos, podendo o ciclo de secagem ser prolongado e diferenciado nas diferentes regiões (Cherubini, 2002). Os fatores climáticos podem aumentar o período de permanência do lodo nos leitos de secagem, acarretando na necessidade de construção de vários leitos para suprir a demanda de lodo gerado, porém, a utilização da estufa plástica sobre o leito de secagem, essas variáveis negativas podem facilmente ser eliminadas (Ferreira, 2001). Objetivos Este trabalho consistiu na avaliação da injeção subsuperficial de calor em leito de secagem coberto com estufa plástica, através do aquecimento do óleo pelo biogás produzido durante o processo de tratamento do esgoto, com a finalidade de otimizar a secagem e realizar a higienização do lodo, possibilitando seu uso seguro como fertilizante agrícola, viabilizando seu transporte por maiores distâncias, descaracterizando seu papel de agente veiculador de doenças. Metodologia O aparato experimental foi instalado na estação de tratamento de esgotos Guaraituba, situada no município de Colombo-PR, região metropolitana de Curitiba. O experimento contou com uma estufa plástica tipo Túnel hermano modificada sobre um leito de secagem medindo 5,00 x 10,00 x 0,5m., cuja função era a de não permitir a entrada da água da chuva. No leito de secagem foi colocada uma tubulação de cobre com distâncias de 30, 45 e 60 cm, responsáveis pela circulação do óleo aquecido termicamente pelo biogás proveniente do RALF. O óleo manteve-se aquecido através da passagem constante pelos tanques de aquecimento, através de um sistema fechado de circulação e aquecimento contínuo. O objetivo da canalização diferenciada foi definir a distância ideal para o aquecimento sem prejudicar a secagem e a higienização. Os três sistemas foram construídos no mesmo leito de forma independente, porém, foram avaliados em meses diferentes para maior otimização do biogás produzido. Além da avaliação das tubulações diferenciadas que consistiram em três tratamentos, também foi avaliado um tratamento testemunha sem aquecimento e estufa plástica, com a finalidade de demonstrar a prática da secagem realizada hoje no Estado do Paraná e verificar o real incremento do aquecimento no desaguamento e na higienização do lodo.

3 O biogás utilizado como fonte energética foi canalizado do reator anaeróbio em tubos de PVC até o sistema de aquecimento, constituído por dois aquecedores do tipo doméstico ligados em série, com capacidade para 200 litros cada. A temperatura na massa de lodo foi monitorada através de sensores elétricos com faixa para leitura de 200 a 600ºC, sendo utilizado quatro sensores, dois para medir a temperatura superficial e dois medindo a temperatura profunda do perfil de lodo, com monitoramento de 24 horas e leitura automática a cada 10 minutos. Figura 01 leito de secagem mostrando os três tratamentos utilizados. Figura 02 Leito de secagem com estufa plástica. Após cada descarga, foram avaliados periodicamente os seguintes parâmetros: 1) TºC externa; 2) umidade relativa e TºC interna à estufa; 3) TºC da massa de lodo em duas profundidades; 4) contagem e viabilidade de ovos de helmintos; 5) teor de sólidos a cada dois dias em duas profundidades. Resultados obtidos Temperatura do lodo O período de permanência do lodo nos leitos de secagem se deve, principalmente ao fator climático da região onde o mesmo está sendo desaguado, tendo seu ciclo prolongado em regiões de precipitação intensa, alta umidade relativa e temperatura ambiente amena (Daltro Filho et al., 1994). No Estado do Paraná, o período comumente utilizado para desaguamento de lodo em leitos de secagem convencionais é de 30 dias, porém pode-se utilizar até 45 dias, dependendo das condições climáticas da região e época do ano, tendo, ao final do período um lodo com 45-50% de sólidos. A temperatura inicial do lodo com aquecimento, mesmo constituindo-se de grande quantidade de água livre, apresentou no tratamento T30cm uma grande elevação da temperatura nos dois primeiros dias chegando a máxima de 72ºC na parte inferior do perfil, com temperaturas mais altas em relação à camada superficial, fato associado à proximidade da camada profunda do lodo com a tubulação aquecida. A média de temperatura do perfil do lodo, para um período de avaliação de 15 dias foi de 46,16ºC. O comportamento dos outros dois tratamentos seguiu o mesmo padrão, observando-se uma elevação da temperatura no T45cm nos três primeiros dias, chegando a 64ºC na parte inferior do perfil. A média de temperatura observada na massa de lodo para o tratamento T45cm, para o mesmo período foi de 38,06ºC. Para o tratamento T60cm a temperatura máxima do perfil inferior do lodo chegou a 57,9ºC no quinto dia de avaliação, e a média de temperatura observada na massa de lodo para o período de 15 dias foi de 38ºC. O lodo do tratamento Testemunha foi o que apresentou as menores temperaturas, chegando a 49,50ºC na camada superficial e 35ºC na camada profunda, temperaturas insuficientes para inviabilização dos ovos de helmintos. A média da temperatura no perfil do lodo foi de 27,61ºC para o mesmo período de avaliação. Na testemunha, foram verificadas temperaturas maiores na camada superficial do perfil, contrária aos outros tratamentos, fato associado à forte influência dos fatores climáticos no respectivo tratamento. Secagem do lodo

4 O desaguamento do lodo de esgoto é um dos mais importantes parâmetros na diminuição dos custos operacionais, visto que o teor de sólidos do lodo anaeróbio no momento da descarga se encontra na faixa de 5-10% o que representa cerca de 80-90% do peso do lodo. A Tabela 1 mostra a média na concentração de sólidos no lodo em relação ao perfil da massa do lodo, bem como o incremento observado para o período de 15 dias de avaliação. Tabela 1 - Incremento do teor de sólidos no último dia em relação ao primeiro. Tratamento dia 0 último dia Incremento T 30cm 0,83% 94,39% 93,93% T 45cm 9,85% 80,01% 70,16% T 60cm 6,67% 60,07% 53,40% Testemunha 5,22% 34,26% 29,04% Os resultados mostram que para o mesmo período de avaliação, o maior incremento de sólidos ocorreu no tratamento que utilizou a distância de 30 cm entre as tubulações. Higienização do lodo Os ovos de helmintos foram escolhidos como indicadores da qualidade sanitária do lodo por apresentarem elevada resistência, principalmente os ovos de Ascaris sp. devido a sua constituição resistente. No presente estudo os ovos da Ascaris sp. foram predominantes, com prevalência de aproximadamente 80% em relação ao outros gêneros de helmintos. Na amostragem de caracterização, como o lodo apresentava-se na forma líquida, a coleta não pode ser estratificada. A Tabela 2 mostra a quantidade de ovos de helmintos viáveis no lodo (g./ms) e o percentual de redução alcançado ao final do período de avaliação em função do tratamento adotado. Tratamento Tabela 2 - Ovos de helmintos viáveis/g MS no perfil dos tratamentos. Caracterização Ovos viáveis Último dia Ovos viáveis % de Redução T 30cm superficial 6, % T 30cm profundo 6, % T 45cm superficial 7,67 0,20 97,39% T 45cm profundo 7,67 0,06 99,22% T 60cm superficial 37,86 5,82 84,63% T 60cm profundo 37,86 0,38 98,99% Testemunha superficial 37,86 8,78 76,81% Testemunha profundo 37,86 10,42 72,48% Os resultados obtidos comprovam a concentração dos ovos de helmintos na camada profunda do perfil em todos os tratamentos e a inviabilização total nos tratamentos T30cm, T45cm e T60cm, principalmente na camada inferior do perfil, porém, a eficiência em relação à inviabilização total e em menor tempo ocorreu na tubulação de 30 cm. Conclusões A injeção de calor subsuperficial no leito de secagem contribuiu para a desidratação do lodo e conseqüentemente na redução no período de permanência do mesmo nos leitos, otimizando a utilização do

5 espaço físico na ETE. É importante ressaltar o reaproveitamento do biogás gerado, contribuindo para a melhoria das condições ambientais com geração energética de baixo custo. Conclui-se que a utilização do biogás para injeção sub superficial de calor para este experimento foi suficiente para elevar a temperatura da massa de lodo em níveis adequados para efetuar a inviabilização de ovos de helmintos, mostrando que o melhor tratamento para secagem e inviabilização dos ovos em menor espaço de tempo foi a utilização da tubulação de 30 cm. Referências Bibliográficas ANDREOLI, C. V.; PEGORINI, E. S. Gestão de Biossólidos: Situação e Perspectivas. In: SEMINÁRIO SOBRE GERENCIAMENTO DE BIOSSÓLIDOS DO MERCOSUL, I., 1998, Curitiba. Anais... Curitiba: Sanepar/ABES, 1998a. p CHERUBINI, C. (2002) Secagem e Higienização de Lodo de Esgoto Anaeróbio em Leitos de Secagem através da Solarização. Tese, Mestrado, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 128 p. DALTRO FILHO, J.; NÓBREGA, C.C.; SOUZA, A.M. Desidratação de Lodo em Leito de Secagem, na Cidade de Aracajú - SE: Resultados Preliminares. In: SIMPÓSIO LUSO-BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, VI, 1994, Vol I, Tomo I, Florianópolis. Anais... Florianópolis-SC : ABES, p FERREIRA, A. C. (2001) Monitoramento da Secagem e Desinfecção de Lodo Anaeróbio em Leito de Secagem com Uso de Estufa Plástica e Biogás. Tese, Mestrado, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 97p.