Desaguamento e condicionamento de lodo usando geotêxteis - Revista Hydro
Jaqueline Aparecida da Rocha, Jorge Narciso de Matos Junior, Josué Tadeu Leite França, Maria Sílvia de Souza Verhnjak e Valter Hiraichi, da Sabesp
Conheça os resultados de um projeto piloto de desaguamento, adensamento e condicionamento de lodo utilizando material geotêxtil. A experiência foi realizada na estação de tratamento de efluentes de Itaberá, interior de São Paulo, que operava com sobrecarga de até 95,07%. Além de resolver o problema da destinação do lodo, o sistema apresentou-se mais viável economicamente do que processos mecânicos convencionais.
No interior de São Paulo, em virtude das características geográficas e físicas, o sistema de tratamento de esgotos na maioria dos municípios atendidos pela Sabesp é constituído por lagoas de estabilização, as quais, com apenas algumas exceções, operam há vários anos. Por isso, o acúmulo de lodo e areia já compromete a eficiência do tratamento. A remoção e destinação adequada desses resíduos representam um desafio para a empresa, que precisa considerar o atendimento à legislação durante a operação de limpeza, os cuidados com o manuseio do material e os custos da obra. Desenvolvemos um projeto piloto para a remoção de lodo da estação de tratamento de esgoto de Itaberá, cidade a 260 quilômetros de São Paulo. A ETE é constituída por um sistema australiano, ou seja, composto por dois processos (uma lagoa anaeróbia, responsável pelo tratamento primário, e uma lagoa facultativa, responsável pelo tratamento secundário), em operação desde 1989, que atendem atualmente uma população de 12,4 mil habitantes. O sistema de esgoto sanitário, ao longo desse período, acumulou um volume de aproximadamente 2000 m³ de lodo, que ficaram retidos na lagoa anaeróbia. Isso reduziu a eficiência da estação e comprometeu o lançamento de resíduo no rio Lavrinhas (classe 2). Como solução, foi proposta a utilização do sistema de contenção e desaguamento de lodo por filtração através de unidades geotêxtil de polipropileno de alta resistência. É esse material a base para os processos de desaguamento, condicionamento e destinação adequada de material seco, bem como a recuperação do efluente drenado com retorno para a lagoa facultativa, através de bombeamento, dentro dos padrões ambientais vigentes.
A tecnologia das unidades de desaguamento pode ser usada de maneira sazonal, mantendo os sólidos desidratados estocados no campo entre um ciclo de operação e outro, que posteriormente podem ser descartados em aterros ou aplicados com insumo.
Objetivo
A questão do excesso de lodo em lagoas anaeróbias é distinta das lagoas facultativas. Nestas últimas, o sistema pode operar por vários anos, eventualmente durante todo o período de projeto, sem necessitar de remoção do material, caso haja um bom sistema de desarenação no tratamento preliminar. No entanto, devido ao menor valor das lagoas anaeróbias, o acúmulo de lodo é sentido mais rapidamente, o que requer um adequado gerenciamento do resíduo. A realização do piloto em Itaberá teve como objetivo a retirada, adensamento e acondicionamento de lodo em unidades geotêxtil de polipropileno de alta resistência, com textura contendo poros que permitem o escoamento do líquido e retenção dos sólidos (o lodo inicialmente tem concentração média de 2% em sólidos).
Materiais e métodos
A estação de tratamento de esgoto em Itaberá foi a escolhida para o piloto porque apresentava 2000 m³ de lodo acumulado e tempo de detenção t(d) 2,28 dias. De acordo com os principais parâmetros de projeto das lagoas de estabilização anaeróbias, o tempo de detenção recomendado é de três a seis dias. Nas lagoas anaeróbias convencionais (com entrada do afluente acima da camada de lodo), com tempo de detenção de três dias, a taxa de saída das bactérias metanogênicas com o efluente da lagoa (fatores hidráulicos) poderá ser superior à sua própria taxa de reprodução, a qual é lenta (fatores biológicos). Na tabela I são apresentados os resultados do cálculo do volume e tempo de detenção t(d) da lagoa de projeto, com 17 anos de operação e após o trabalho para remoção, considerando capacidade nominal de 21 L/s e vazão atual de 14,32 L/s. A quantificação do lodo foi realizada através da batimetria, o que direcionou a retirada conforme perfis indicados. O procedimento adotado no projeto consiste na dragagem do material acumulado (lodo e areia) à tubulação de homogeneização, onde recebe o polímero catiônico e é encaminhado para desaguamento na unidade geotêxtil. O líquido drenado retorna para a estação de tratamento de esgoto.
O lodo foi removido de forma mecânica, com equipamento flutuante equipado com bomba (dragagem). Os serviços de remoção e desaguamento do lodo foram realizados com as lagoas em operação. Na construção da lagoa não foi previsto dispositivo para a remoção do lodo e, com a paralisação da operação, aumentaria a quantidade de efluente sem prévio tratamento no local. Isso provocaria comprometimento significativo do funcionamento da lagoa facultativa, que não teria capacidade para tratar toda a carga orgânica recebida sem causar impacto ambiental. Os métodos de desaguamento podem ser feitos por secagem natural (leitos e lagoas de secagem de lodo) e por métodos mecânicos, como o filtro-prensa de esteira, centrífugas e filtro-prensa de placas. Inicialmente, foi descartada a utilização de métodos mecânicos em Itaberá porque a estação de tratamento não possui planta para tratamento da fase sólida do esgoto. Sua implantação também seria financeiramente inviável, devido ao longo período entre as remoções de lodo. Em comparação com outros equipamentos de desaguamento, o leito de secagem apresenta como desvantagens a necessidade de áreas extensas, lodo estabilizado e mão-de-obra intensiva para a remoção do final do resíduo. As lagoas de lodo podem gerar odores, atrair vetores e contaminar águas subterrâneas. Já as unidades de geotêxtil mostraram-se mais adequadas às particularidades do sistema por oferecerem uma série de vantagens: pequena área para implantação; ausência de interferência no processo de tratamento; e simplicidade de operação (por não precisar de equipamentos mecânicos e baixo custo. Foram utilizadas duas unidades geotêxteis com dimensões de 8,30 x 18,30 x 30,48 m e 3,8 x 9,10 x 27,43 m. Para que a operação da lagoa não fosse comprometida, a vazão de dragagem foi de no máximo 15L/s durante 6 horas/dia. Concluído o ciclo de enchimento e desidratação, o material sólido retido resultará em resíduos mais consolidados e com custo menor para disposição e transporte, se for o caso, ou sua manutenção na própria área de estação de tratamento de esgoto.
Resultados e discussão
Todo o processo ocorreu sob condições sanitárias controladas, sem nenhum acidente de trabalho ou derramamentos com riscos ao ambiente, além de não apresentar ou proliferar quaisquer tipos de vetores e insetos. Durante a execução dos serviços houve períodos de chuvas sem que ocorresse a infiltração de água pluvial na unidade geotêxtil.
Finalizado o ciclo de enchimento e desaguamento, o material sólido retido continuará o processo de consolidação e desidratação por evaporação da água residual do lodo. Como o planejamento inicial não previa o volume do banco de areia, foi necessária uma alteração na execução do projeto. Em amostras coletadas na entrada da lagoa constatou-se um teor de areia de 57% (sólidos totais 62,55%), índice elevado que demonstra a priori problemas operacionais e ou construtivos do sistema de esgotamento sanitário. Como solução alterou-se o procedimento de limpeza incluindo uma vala impermeabilizada (40 x 4 m e profundidade de 1 m) para remoção e armazenamento da areia. A fase líquida é retornada para a lagoa facultativa, otimizando o sistema de desaguamento. Foram removidos 150 m3 de areia. O prazo previsto para a execução dos serviços era de 75 dias. Mas, para não prejudicar a eficiência do sistema de tratamento, foi possível a dragagem de 324 m3/dia, sendo o prazo efetivo de execução de 300 dias. Ao término da execução da dragagem, o teor dos sólidos totais acondicionados na unidade geotêxtil era de 15%. A remoção de lodo foi de 1080 m3 em base seca. A lagoa anaeróbia passou a operar com tempo de detenção de 3,16 dias t(d). Do volume de 2000 m³ de lodo acumulado, previsto para a remoção, 820 m³ foram mantidos como biomassa para que a lagoa anaeróbia não precisasse iniciar a partida novamente.
Conclusões
Os visíveis bancos de areia devem ser removidos separadamente (fora do sistema) em tanques apropriados para posterior disposição de forma adequada. Devem ser utilizadas duas unidades de mesmas dimensões para melhor aproveitamento das unidades geotêxteis, intercalando as operações. O excesso de água do lodo é drenado através de pequenos poros, resultando em desaguamento efetivo e eficiente redução do volume de resíduos. A remoção, desaguamento e acondicionamento do lodo em unidades geotêxteis na própria área da estação de tratamento de esgoto apresentaram-se mais viáveis econômica e tecnicamente do que os processos convencionais.
Fonte: Revista Hydro, Aranda Editora, Ano III, nº24, Outubro de 2008.