Modelação da desidratação de lamas de etar por meio de leitos de secagem

Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná

É significativo o impacto ambiental causado pela descarga de efluentes domésticos sem o devido tratamento nos corpos hídricos. Por essa razão, nas últimas décadas, a crescente preocupação relativa a esse assunto, agravado pelo fato de que cada vez mais a população atendida pela recolha e tratamento de efluentes tem vindo a crescer. O processo de tratamento de lamas engloba três objetivos principais: estabilização da matéria orgânica, redução da contaminação bacteriológica e redução do volume. A desidratação das lamas geradas, representa uma etapa essencial do processo de tratamento de lamas, já que a redução de volume, traduz-se numa maior facilidade e menores custos de transporte, bem como uma redução dos custos de deposição em aterro ou incineração. Alguns métodos rápidos e eficientes requerem um elevado consumo energético, tornando o processo dispendioso. Os leitos de secagem surgem, para países em desenvolvimento e com clima quente, como uma alternativa prioritária, atendendo à simplicidade de construção e de operação e ao reduzido investimento inicial. O principal objetivo do trabalho foi a formulação de um modelo matemático que descreva a desidratação de lamas de uma estação de tratamento de águas residuais (ETAR), em função das condições climáticas do local. O trabalho foi realizado em dois períodos de 30 dias, um no período seco e outro no período de chuvas. Os resultados da modelação foram satisfatórios, como os leitos se distinguiam na espessura da camada de lama ou na forma em que eram operados, 4 modelações foram criadas para satisfazer cada tipo de configuração dos leitos. Para o período seco e para as melhores condições experimentais (20 cm de camada de lama e revolvimento) foi obtido um espessamento considerável da lama, em que se passou de um teor de sólidos de 4,68 % para aproximadamente 73%. Relativamente ao período de chuvas, os melhores resultados foram obtidos novamente para uma camada de lama de 20 cm, porém sem revolvimento (Leito 6), sendo que o teor de sólidos passou de 2,8 para 11,8%.

The environmental impact caused by the discharge of domestic effluent without proper treatment in water bodies is significant. For this reason, in recent decades, the growing concern regarding this issue, aggravated by the fact that increasingly the population served by the collection and treatment of effluents has been growing. The sludge treatment process has three main objectives: stabilization of organic matter, reduction of bacteriological contamination and volume reduction. Dehydration of the sludge generated is an essential step in the sludge treatment process, as volume reduction translates into greater ease and lower transport costs, as well as a reduction in landfill or incineration costs. Some fast and efficient methods require high energy consumption, making the process costly. Drying beds arise to developing countries with a hot climate as a priority alternative, given the simplicity of construction and operation and the low initial investment. The main objective of this work was the formulation of a mathematical model that describes the sludge dewatering of a wastewater treatment plant, as a function of the local climatic conditions. The work was carried out in two periods of approximately 30 days, one in the dry season and the other in the rainy season. The results of the modeling were satisfactory, as the beds were different in the amount of the mud layer or in the way they were operated, 4 models were created to satisfy each type of bed configuration. For the dry season and for the best experimental conditions (20 cm of sludge and mix) a considerable dewatering of the mud was obtained, from a solids content of 4.68% to approximately 73%. Regarding the rainy season, the best results were obtained again for a layer of sludge of 20 cm, but without turning (Bed 6), the solids content went from 2.8 to 11.8%.