Iara Regina Soares Chao - Departamento de ... - Sabesp

XVI AUDIENCIA DE INOVAÇÃO
TECNOLÓGICA : RECICLAGEM DO LODO
DE ETA
“Remoção de fósforo de efluentes de
estações de tratamento biológico de
esgotos utilizando lodo de estação de
tratamento de água”
Prof a Dr a .: Dione Mari Morita
Msc Eng a .: Iara Regina Soares Chao

IMPORTÂNCIA DA REMOÇÃO DO FÓSFORO/
CONSEQUÊNCIAS DA EUTROFIZAÇÃO
Algas tóxicas
Morte de de peixes e
invertebrados
Problemas na na estação de de
tratamento de de água
Gosto e odor

IMPORTÂNCIA DA
REMOÇÃO DO FÓSFORO

SITUAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS NA
RMSP E NO ESTADO DE SP
•Segundo RELATÓRIO DE QUALIDADE DE AGUAS INTERIORES
(CETESB,2008) todas as bacias hidrográficas monitoradas indicam
ambientes eutrofizados.
•Raríssimas são as Bacias Hidrográficas que têm Legislação
limitando a carga de fósforo
•Ausência de padrão de emissão de fósforo para lançamentos
(Decreto 8468/1976)

Fonte: CETESB (2008)
ALGAS POTENCIALMENTE TÓXICAST
Turvo/Grande
Sapucaí/Grande
São José dos Dourados Baixo Pardo/
Grande
Baixo Tietê
Peixe
Aguapeí
Pontal do Paranapanema
Pardo
Tietê/Batalha
Mogi-Guaçu
Tietê/Jacaré
Médio Paranapanema
Alto Paranapanema
Piracicaba/
Capivari/Jundiaí
Tietê/Sorocaba
Alto Tietê
Baixada Santista
Mantiqueira
Paraíba do Sul
Litoral No
Ribeira de Iguape/Litoral Sul

HISTÓRICO
ORIGEM NA AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
DAS VÁRIAS PESQUISAS REALIZADAS NA
ÁREA AGRONÔMICA
HIPÓTESES DA PESQUISA
MESMOS MECANISMOS RELAÇÃO SOLO-
LODO PODEM OCORRER NA RELAÇÃO
LÍQUIDO- LODO

OBJETIVO
AVALIAR A EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO
DE FÓSFORO EM EFLUENTES FINAIS DE
TRATAMENTO BIOLÓGICO DE ESGOTOS
COM A UTILIZAÇÃO DE LODO DE
ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA.

NESTE TRABALHO PROCUROU-SE
RESPONDER AS SEGUINTES QUESTÕES:
• O LODO DE ETA PODE SER UTILIZADO COMO INSUMO NO
TRATAMENTO TERCIÁRIO?
• QUAIS SERIAM AS VANTAGENS DE UTILIZAR ESTE INSUMO?
• COMO ESTE INSUMO PODERIA SER APLICADO?
• EM QUE TIPO DE INSTALAÇÕES, E DE QUE FORMA?
•QUAL SERIAM AS MODIFICAÇÕES NO SISTEMA DE SANEAMENTO PARA
UTILIZAR ESTE INSUMO?
•QUAIS SERIAM AS DIFICULDADES PARA IMPLEMENTAÇÃO?

MATERIAIS E MÉTODOS

MATERIAIS E MÉTODOSM
Características da ETE-Barueri
• Efluentes lançados ados no Rio Tietê - CLASSE 4 (carga de fósforo f
equivalente a uma cidade de 1 milhão de habitantes)

MATERIAIS E MÉTODOSM
Fluxograma de de processo – ETE Barueri

MATERIAIS E MÉTODOSM
Características da ETA Alto-Cotia
•Lançamento amento do lodo gerado no processo “in natura”, , em regime
de batelada, diretamente no Rio Cotia – CLASSE 2.
13

MATERIAIS E MÉTODOSM
CANAL DE AGUA
FLOCULADA
RESERVATÓRIO
RIO
DE ÁGUA
TRATADA
CAIXA DE MISTURA e
COAGULAÇÃO
BARRAGEM DAS
GRAÇAS
AS
ADUFA
ADUTORA
DECANTADORES
FILTROS DE
GRAVIDADE
CORREÇÃO DE pH,
Cl E FLUOR
FLOCULADOR
Fluxograma da da estação de de tratamento de de àgua
do Alto Cotia
POÇO O DE SUCÇÃO
AGUA TRTADA
ELEVATÓRIA DE
AGUA TRATADA
14

MATERIAIS E MÉTODOSM
As amostras de lodo de ETA, e de efluente final submetidas
ao teste de jarros, foram coletadas, preservadas e ensaiadas
segundo as técnicas descritas no “Standard Methods for the
Examination of Water and Wastewater” publicado pela
APHA; AWWA; WEF (2002).
Coletor de de fundo para
amostragem do do lodo da da ETA
Alto-Cotia
15

TESTES DE JARROS :
1ª ETAPA - POTENCIAL DE REMOÇÃO DE FÓSFORO
16

TESTES DE JARROS :
2ª ETAPA - INFLUÊNCIA DAS SEGUINTES VARIÁVEIS:
1. TEMPO DE PERMANÊNCIA DO LODO NOS DECANTADORES;
2. TEMPO DE SEDIMENTAÇÃO;
3. CARGAS ELÉTRICAS
4. DOSAGEM DE LODO NO EFLUENTE FINAL;
5. TEMPO DE MISTURA;
6. USO DE POLÍMERO NA
COAGULAÇÃO DA ÁGUA
BRUTA DA ETA ALTO COTIA
7. pH DA MISTURA (EFLUENTE
FINAL DA ETE-BARUERI E
LODO DE ETA-ALTO COTIA)
17

AS CONDIÇÕES OPERACIONAIS AVALIADAS
FORAM AS SEGUINTES:
•DOSAGENS DE LODO: 27, 29, 37, 39, 40, 52, 63, 65, 73, 80, 91, 100,
103, 109, 180, 213 mg/L;
•pH: 4,0 a 7,0
•TEMPO DE MISTURA: 15, 30 MINUTOS E 24 HORAS
•TEMPO DE PERMANÊNCIA DO LODO NO DECANTADOR DA ETA:
7, 14, 21, 30, 40, 44, 80, 94 DIAS;
•APÓS PERÍODOS DE SEDIMENTAÇÃO : 15, 30, 60, 240 MINUTOS,.

FORAM REALIZADOS E ANALISADOS:
04 CARACTERIZAÇÕES FÍSICO F
QUÍMICAS DO LODO DE ETA
02 CARACTERIZAÇÕES MINERALÓGICAS DO LODO DE ETA
12 CARACTERIZAÇÕES FÍSICO F
QUÍMICAS
DO EFLUENTE FINAL
180 ENSAIOS NO TESTE DE JARROS (pH, turbidez, , fósforo) f
16 ENSAIOS DE POTENCIAL ZETA

RESULTADOS

Caracterização Físico F
Química
do lodo de ETA
Parâmetros
Unidade
ETA Alto Cotia
Dados de
Literatura
pH
UpH
5,8 a 6,1
5,8 a 7,6
Sólidos Totais
mg/L
1.114 a 25.826
1.100 a 81.575
Alumínio
mgAl/L
40.000 a 63.689
1.700 a 171.769
Cádmio
mgCd/L
0,01 a 0,02
0,01 a 0,14
Chumbo
mgPb/L

Caracterização
Mineralógica do
Lodo de ETA
ALTO COTIA
GUARAÚ
COMPOSIÇÃO
QUÍMICA DO
CONCENTRAÇÃ
CONCENTRAÇÃO
CONCENTRAÇÃO DE
LODO
O DE LODO
DE LODO NOVO
LODO NOVO (

Parâmetro
Afluente
Efluente
DBO (mg/L)
298
53
Fósforo Total (mg/L)
7
3
Fósforo Solúvel (mg/L)
não realizado
2 a 3
Cádmio (µgCd/L)
6
4
Chumbo (µgPb/L)
20
10
Cobre total (µgCu/L)
166
39
aracterização
Físico química
o efluente final
Cromo +6 (µgCr 6+ /L)
Ferro total (mgFe/L)
Ferro Solúvel (µgFe/L)
Manganês total (µgMn/L)
Mercúrio (µgHg/L)
5
4,4
450
103
2
2
0,6
120
60
1
Zinco (µgZn/L)
470
112
NTK (mgN/L)
59
20
Nitrogênio amoniacal (mgN-NH 3 /L)
45
18
Nitrato (µgN-NO 3- /L)
32
5740
Nitrito (µgN-NO - 2 /L)
29
2300
Sulfato (mgSO 2- 4 /L)
66
56

Melhores resultados dos testes de jarros
Dosagem
de
Lodo
(mg/L)
37
Tempo de
permanência
do lodo no
decantador
(dias)
80
Tempo
de
mistura
(min)
15
Tempo de
sedimentação
(min)
30
Presença
de
polímero
NÃO
pH ótimo
5,5;6,0;6,5
Remoção
%
96
37
80
15
30
NÃO
4,5;5,0;5,5
100
37
80
15
30
NÃO
4,5;5,0;5,5;
100
37
80
15
30
NÃO
4,5;5,0;5,5
100
Condições operacionais:
• 80 80 dias sem polímero
• 15 15 min mistura 30 30 min de de sedimentação
• 40 40 rpm

RESULTADOS DAS VARIÁVEIS VEIS DE
INFLUÊNCIA
Influência do tempo de permanência do lodo no
decantador
Porcentagem da remoção
de fósforo (%)
100
80
60
40
20
0
19
pH 4
24 26
46
66
7d 14d 21d 30d 44d
Tempo de permanência do lodo no
decantador (dias)
Porcentagem da remoção de
fósforo (%)
100
80
60
40
20
0
17
pH 7
22 24
34
64
7d 14d 21d 30d 44d
Tempo de permanência do lodo no
decantador (dias)
Porcentagem da remoção
de fósforo (%)
100
80
60
40
20
0
16
20 23
pH 6
33
61
7d 14d 21d 30d 44d
Tempo de permanência do lodo no
decantador (dias)
Porcentagem da remoção
de fósforo (%)
100
80
60
40
20
0
15
20
pH 5
25
34
58
7d 14d 21d 30d 44d
Tempo de permanência do lodo
no decantador (dias)

RESULTADOS DAS VARIÁVEIS VEIS DE
INFLUÊNCIA
Influência do tempo de sedimentação
100
80
60
40
20
0
99 100 99 99
Porcentagem da
remoção de fósforo (%)
100
80
60
40
20
0
99 100 100 100
pH 5,0
pH 4,5
100
80
60
40
20
0
99 100 90 99
15 min
30 min
60 min
4 horas
15 min
30 min
60 min
4 horas
15 min
30 min
60 min
4 horas
Tempo de sedimentação
Tempo de sedimentação
Tempo de sedimentação
pH
Porcentagem da
remoção de fósforo (%)
Porcentagem da
remoção de fósforo (%)
100
80
60
40
20
0
91 98 99 99
15 min
30 min
60 min
4 horas
Tempo de sedimentação
pH 6,0
100
80
60
40
20
0
96 96 96 96
15 min
30 min
60 min
4 horas
Tempo de sedimentação
pH 6,5
100
80
60
40
20
0
77 77 77 77
15 min
30 min
60 min
4 horas
Porcentagem da
remoção de fósforo (%)
Porcentagem da remoção
de fósforo (%)
Porcentagem da remoção
de fósforo (%)
Tempo de sedimentação
pH

RESULTADOS DAS VARIÁVEIS VEIS DE
INFLUÊNCIA
Influência do tempo de mistura
Porcentagem da remoção de
fósforo (%)
100
80
60
40
20
0
4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0
pH
30 minutos
de mistura
(Ensaio 30)
24 horas
de mistura
(Ensaio 29)

RESULTADOS DAS VARIÁVEIS VEIS DE
INFLUÊNCIA
Influência da dosagem de lodo
Porcentagem da remoção
de fósforo (%)
100
80
60
40
20
0
pH 4,0 76
50
33
40 40
16 16 19
30 40 50 60 75 110 180 215
Dosagem de lodo (mg/L)
Porcentagem da remoção
de fósforo (%)
100
80
60
40
20
0
36 42
16 16 19 pH 5,0 78
48
27
30 40 50 60 75 110 180 215
Dosagem de lodo (mg/L)
Porcentagem da remoção
de fósforo (%)
100
80
60
40
20
0
pH 6,0 78
51
38 38 32
21
16 22
30 40 50 60 75 110 180 215
Dosagem de lodo (mg/L)
Porcentagem da remoção
de fósforo (%)
100
80
60
40
20
0
pH 7,0 78
45 46 44
51
29
21
11
30 40 50 60 75 110 180 215
Dosagem de lodo (mg/L)

RESULTADOS DAS VARIÁVEIS
VEIS
DE INFLUÊNCIA
Influência do uso de polímero na
coagulação/floculação da água bruta
Porcentagem da remoção de
fósforo (%)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
56 55
42
31
18 21 22 23
4,0 5,0 6,0 7,0
pH
Ausência d
polímero
(Ensaio 30)
Presença d
polímero
(Ensaio 11)

RESULTADOS DAS VARIÁVEIS VEIS DE
INFLUÊNCIA
Presença de de polímero
Influência do pH e das
cargas elétricas das
partículas de lodo
Potencial Zeta (mV)
0
-5
-10
-15
-20
4 5 6 7
pH
Potencial Zeta (mV)
0,0
-2,0
-4,0
-6,0
-8,0
-10,0
-12,0
-14,0
-16,0
Ausência de de polímero
4 5 6 7
pH
potencial zeta (mV)
Potencial Zeta (mV)
0
-5
-10
-15
-20
0
-5
-10
-15
-20
4 5 6 7
pH
4 5 6 7
pH

Dosagem
de lodo
(mg/L)
Tempo de
permanência
do lodo no
decantador
(dias)
Tempo de
mistura
(minutos)
Tempo de
sedimentação
(minutos)
Presença
de
polímero
no lodo
pH ótimo
Máxima
% de
remoção
de
fósforo
Síntese dos
ensaios
laboratoriais
27 40 15 30 SIM 5,0 17
29 94 30 30 SIM 6,0;7,0 21
4,5;5,0;5,5; 99
37 80 15 15 NÃO 6,5
100
37 80 15 30 NÃO 4,5;5,0;5,5
37 80 15 60 NÃO 4,5;5,0 100
37 80 15 240 NÃO 4,5;5,0;5,5 100
37 80 30 15 SIM 4,5;6,5 71
4,5;5,0;5,5; 69
37 80 30 30 SIM 6,0
37 80 30 60 SIM 5,0 70
37 80 30 240 SIM 5,0 72
40 40 15 30 SIM 4,0 15
16
39 94 30 30 SIM 4,0;5,0;6,0
52 94 15 30 NÃO 6,0 56
52 94 30 30 SIM 7,0 29
52 40 15 30 SIM 7,0 23
63 94 30 30 SIM 7,0 45
65 40 15 30 SIM 5,0 85
73 94 30 30 SIM 7,0 46
80 40 15 30 SIM 6,0 57
91 40 15 30 SIM 6,0 77
100 7 30 30 NÃO 4,0 19
100 14 30 30 NÃO 4,0 24
100 21 30 30 NÃO 4,0 26
100 30 30 30 NÃO 4,0 46
100 44 30 30 NÃO 4,0 66
100 44 240 30 NÃO 4,0 100
103 40 15 30 SIM 7,0 56
109 94 30 30 SIM 7,0 44
180 94 30 30 SIM 6,0;7,0 51
213 94 30 30 SIM 5,0;6,0;7,0
78

CONCLUSÕES
•1 – No descarte de lodo de ETAs que utilizam sulfato
de alumínio são desprezadas toneladas de produtos
químicos que poderiam ser recicladas e reutilizadas
como insumo no tratamento terciário de ETEs
•2 - O lodo de estação de tratamento de água tem
potencial para remoção de fósforo de efluentes finais
de tratamento;

CONCLUSÕES
3 – Os melhores resultados de remoção foram com
lodo sem polímero, em faixas de pH 4,5 a 6,5;
40 rpm ; dosagem de 37mg/L; 80 dias de permanência;
15 minutos de mistura e 30 minutos de sedimentação
4 – As principais variáveis de influência observadas
foram:
pH (com e sem polímero)
•Tempo de permanência do lodo nos decantadores
•Tempo de mistura
•Dosagem do Lodo
•Presença / Ausência de polímero
Não se observou influência das cargas elétricas; e nem
do tempo de sedimentação.

Neste trabalho procurou-se
responder as seguintes questões:
•O lodo de ETA pode ser utilizado como insumo no
tratamento terciário?
•Quais seriam as vantagens de utilizar este insumo?
•Como este insumo poderia ser aplicado?
•Em que tipo de instalações, e de que forma?
•Qual seriam as modificações no sistema de
saneamento para utilizar este insumo?
•Quais seriam as dificuldades para implementação?

DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
É definido como a satisfação das necessidades do presente
sem comprometer a capacidade das futuras gerações de
satisfazerem suas próprias necessidades”
(BRUNDTLAND, 1991)
Contatos:
ichao@sabesp.com.br
dmmorita@usp.br