Quase todas as técnicas de tratamento de águas residuais envolvem a remoção de resíduos sólidos provenientes de processos de filtração e sedimentação. Dessa forma, os poluentes são transportados pelas águas para os sedimentos sólidos formados, que devem ser processados de forma segura no local, na estação de tratamento de esgoto (ETA) ou encaminhados para descarte com diversas opções de reaproveitamento.
A aplicação de processos adequados de compactação, estabilização e desidratação é fundamental para garantir que o lodo possa ser recuperado ou eliminado de forma eficaz. A compactação e a desidratação devem ser bem adaptadas aos processos subsequentes de recuperação de lamas de esgoto. Resultados ideais só podem ser alcançados se o material de entrada corresponder aos processos de tratamento aplicados. Antes da recuperação das lamas, da sua utilização para obtenção de energia a partir dos seus componentes orgânicos ou da sua eliminação final, estas devem passar por diversas etapas de tratamento.
Desidratação
De extrema importância para o aproveitamento do lodo de esgoto e, sobretudo, para o seu transporte eficiente, é a redução significativa do seu teor de água. A primeira etapa técnica, que vai muito além da simples compactação do lodo, é a desidratação. Este processo leva ao aumento do teor de matéria seca e à produção de uma torta de filtração sólida como resultado da filtração através de telas têxteis, centrífugas ou filtros-prensa. Por meio de pressão mecânica e processos físicos, o fluxo residual aquoso é separado da mistura sedimentada, reduzindo assim o volume inicial do lodo numa extensão significativa. Esta fase está também associada ao aumento do poder calorífico dos sedimentos, o que permite a sua queima autónoma e económica. Os custos totais de eliminação podem ser reduzidos nos casos em que o fluxo de água não requer nenhum tratamento adicional ou é mínimo para remover contaminantes. Para teores de água acima de 10%, é normalmente necessário submeter o lodo a alguma forma de condicionamento químico, por exemplo, floculação, antes da desidratação.
A desidratação produz uma torta com teor de matéria seca entre 20 e 50%. O sucesso da desidratação mecânica depende da técnica escolhida para a sua execução, do condicionamento preliminar e do tipo e composição dos sedimentos. Existem vários tipos de processos de desidratação, sendo a escolha determinada pela natureza e quantidade de resíduo sólido produzido e pelas características desejadas da torta de lama. As instalações mais difundidas para a desidratação de lamas de ETAR são decantadores, centrífugas e filtros-prensa. Estes últimos proporcionam bons níveis de desaguamento, mas costumam ocupar grande área, principalmente aqueles que operam em modo contínuo.
Os principais tipos de equipamentos de desidratação podem ser classificados nas seguintes categorias:
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- filtros-prensa de placas usados em processos manuais ou descontínuos de alta intensidade. Isso pode fazer com que a taxa de juros seja maior que 40%;
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- prensas de correia, que são utilizadas em processos contínuos que envolvem a passagem de telas filtrantes por rolos. Na desidratação com prensa de cinta, o percentual de matéria seca na torta pode chegar a 35;
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- as centrífugas também são adequadas para processos contínuos e com a ajuda delas pode-se obter uma torta com teor de matéria seca de até 40%.
Devido às forças de cisalhamento, estes dispositivos podem resultar na ruptura muito eficaz de sólidos.
Atualmente, a maioria das estações de tratamento utiliza filtros-prensa, com a fração de água separada passando por equipamentos de sedimentação ou flotação antes da descarga. Normalmente, a energia para aumentar o teor de sólidos do lodo de 5 para 35% é de aproximadamente 3-5 kWh por quilograma de água.
Decanter-centrífugas
Essas máquinas separam as fases sólida e líquida por meio de um único processo de rotação rápida da mistura em um recipiente. As forças centrífugas separam as diferentes fases e ajudam a separar o excesso de líquido. As centrífugas decanter são usadas quando os sólidos têm uma gravidade específica muito maior que a da água. As lâminas da centrífuga garantem a direção correta do movimento das fases separadas e eliminam o risco de sua remistura. O sedimento sólido é removido continuamente, por exemplo, por meio de um transportador helicoidal girando a uma velocidade diferente da do vaso centrífugo. As centrífugas proporcionam a desidratação do lodo da ETAR até um teor de matéria seca de cerca de 3 a pelo menos 25%.
Esta máquina é usada para quebrar a tecnologia de suspensão. São particularmente adequados para suspensões com baixo teor de sólidos (< 2%) ou que contenham partículas muito finas. Nos filtros-prensa de câmara, as placas de parede são pressionadas uma contra a outra depois que a câmara intermediária é preenchida com a lama. Os filtros-prensa de membrana operam em duas fases usando uma câmara e membranas. Na primeira fase, as câmaras são preenchidas até um nível onde a força física já provoca a drenagem do fluido. Durante a segunda fase, o bolo já formado é pressionado contra membranas elásticas.
Filtros-prensa de correia
Estas máquinas de desidratação aplicam pressão mecânica ao lodo condicionado quimicamente localizado entre duas correias que passam por uma bobina de rolos de diâmetro decrescente. Seu funcionamento pode ser dividido em 3 etapas principais – desidratação inicial, filtração de média pressão e filtração de alta pressão, onde o teor de matéria seca na torta de filtro atinge um valor ideal. Verifique a pressão do filtro de lente e não a configuração do trabalho. Geralmente tratam suspensões com teor de substância seca entre 1-4%, e na torta resultante sobe para 12-35%.
Prensas de parafuso
Esta técnica envolve um transportador helicoidal que gira a uma velocidade variável em uma cesta cilíndrica. A água separada é retirada pelas aberturas do cesto enquanto o resíduo sólido passa pela rosca sem-fim. As prensas de rosca são adequadas mesmo para lodos contendo frações de partículas mais grossas devido à maior distância entre a rosca e a peneira. Este tipo de equipamento caracteriza-se pelo baixo consumo de energia, alta estabilidade operacional com baixo grau de desgaste e operação relativamente silenciosa.
Instalações móveis
O equipamento móvel de desidratação de lodo de ETAR é geralmente do tipo centrífuga, parafuso ou prensa de câmara. A utilização de tais equipamentos é geralmente preferida em ETAR descentralizadas com baixa geração de lamas, por exemplo em áreas agrícolas. Devido às pequenas quantidades de lamas desidratadas, a única alternativa para a sua eliminação continua a ser a incineração, uma vez que a extracção de fósforo, por exemplo, não seria uma opção rentável.
