Agregação helicoidal e adensamento por filtração do lodo de uma estação de tratamento de água
Resumo
O tratamento do lodo gerado em estações de tratamento de água (ETA) tem por objetivo eliminar uma parcela considerável de água para que este resíduo sólido possa ser disposto ou utilizado, e assim minimizar impactos ambientais com seu lançamento irregular no ambiente. A etapa inicial deste processo ocorre com a floculação destes resíduos pela aplicação de polímeros hidrossolúveis. Na sequência, os flocos sedimentados ou flotados são separados do da fase líquida clarificada em operações de adensamento, seguida pela desidratação. Neste caminho é possível incluir etapas de beneficiamento do lodo na própria estação, como a recuperação ou regeneração do coagulante, podendo este ser reutilizado no tratamento de águas residuais ou no próprio tratamento realizado pela ETA, quando atestada sua viabilidade. Assim, este trabalho de mestrado visou o desenvolvimento de uma unidade compacta com fluxo contínuo para agregação, adensamento e recuperação de íons alumínio do lodo de uma ETA em operação na cidade de São Gabriel, RS. A primeira etapa constituiu-se de uma caracterização das principais características físicas e mineralógicas do lodo. Na sequência foi realizada uma investigação de polímeros floculantes de diferentes cargas iônicas. Posteriormente, foi avaliada a floculação do lodo em floculadores tubulares helicoidais (FTH), unidades que dispensam energia externa para promoção da mistura entre os reagentes e efluentes na etapa de agregação de partículas sólidas. O modelo testado e selecionado para os testes seguintes apresentou 12 m de tubulação flexível de 1,25 cm de diâmetro envolta em uma coluna rígida de policloreto de vinila (PVC). A floculação no FTH foi investigada através da aplicação unitária do polímero catiônico P 2900 e em combinações com o polímero aniônico P 22 (dual flocculation). Esta investigação direcionou ao uso da combinação de polímeros devido à redução volumétrica total destes reagentes em aproximadamente 50%. O adensamento do lodo foi realizado através de um adensador estático construído, e avaliações comparativas ao adensamento por sedimentação. O lodo adensado proveniente do adensador estático resultou em teor de sólidos (TS) superior a 18%, enquanto no adensamento por sedimentação o maior TS foi de 7%, ambos submetidos à floculação no FTH alimentado com 4,5 L/min. A recuperação de íons Al, ou recuperação do coagulante, foi realizada através da acidificação do lodo com aplicação de ácido sulfúrico. No estudo realizado propôs-se a avaliar esta recuperação simultaneamente ao desenvolvimento da agregação e adensamento, processo inovador tendo em vista que a recuperação de coagulante a partir do lodo de ETA costuma ser realizada isoladamente ao tratamento destes resíduos. Desta forma, procura-se minimizar a estrutura física para o desenvolvimento do tratamento e redução do volume do lodo, bem como a obtenção do coagulante recuperado. Os resultados possibilitaram recuperações superiores a 87% dos íons Al em pH 2, além disso, a ocorrência de aplicação dos reagentes (ácido e polímeros) possibilitou redução no volume de polímero aplicado.
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