Unidade C - Tratamento de Lodo

Geração de lodo em ETEs

Durante a elaboração de um projeto de uma ETE, além do dimensionamento dos equipamentos ou sistemas a serem utilizados na remoção dos contaminantes de interesse, é necessário também dimensionar o sistema de gerenciamento de lodo. Para isso, é necessário estimar essa geração em cada equipamento a ser instalado.

Existem alguns critérios para estimar a geração de lodo em ETEs, mas nem sempre essa é uma tarefa fácil. A bibliografia é abundante quando estamos falando de lodo biológico gerado em reatores aeróbios ou anaeróbios, mas o mesmo não pode ser afirmado para geração de lodo nos sistemas preliminar ou primário.

Por onde começar?

Qualquer equipamento instalado na ETE teve um objetivo: remoção de sólidos sedimentáveis, de gordura, de areia, de matéria-orgânica, etc.

Então, podemos estimar a geração de lodo através do parâmetro que melhor representa esse objetivo como, por exemplo: SS, Ssed, DQO, DBO, etc.

Imaginem a seguinte situação: no projeto de um sistema de tratamento de efluente de um matadouro foi previsto um decantador. A vazão é de 10 m³.h-1.

Primeiro, defina qual parâmetro servirá de base para o dimensionamento: Sólidos em Suspensão – SS. Depois, verifique qual a concentração de SS na entrada do equipamento e qual a concentração desejada na sua saída. A concentração na entrada é de 2.000 mg.L-1 e na saída será de quanto?

Lembram-se de como se faz?

Para estimar a saída devemos aplicar a eficiente remoção prevista para esse equipamento e para esse parâmetro. Nesse caso, podemos trabalhar tranquilamente com 80-85% de ER.

Agora, pensem o seguinte: entrou 2.000 e saiu 400 mg.L-1 (80% de remoção). Essa diferença de sólidos da entrada e na saída está onde?

NO LODO!!

A diferença em concentração é de 1.600 mg.L-1, equivalente a uma carga de SS removida de 16 kg.d-1.

Por fim, para transformar massa de lodo em volume, é necessário adotar uma consistência ou teor de sólidos, expressos normalmente em %. Em decantadores, a concentração de lodo a ser descartado pode variar de 0,5 a 1,5 %.

Então, 16 kg SS. d-1 equivalem a:

1% ≈ 10.000 mg.L-1 ou 10 Kg.m‑3

10 Kg  -  1m‑3
16 kg   -    X

X = o volume de lodo gerado é de 1,6 m³.d-1

Tranquilos?

Vamos para outro exemplo.

Um reator biológico aerado que opera em batelada, trata 50 m³.d-1 de um efluente com DBO de 2.000 mg.L-1. Considerando uma eficiência de 90%, a DBO de saída seria de 200 mg.L-1, portanto, a carga orgânica removida seria de:

Carga removida: Vazão x (DBOe – DBOs)

Carga: 50 m³.d-1 x (2.000 g.m<sup>-3</sup> – 200 g.m<sup>-3</sup>) = 90 kg DBO.d-1


Lembrando o conteúdo da disciplina de Controle de Efluentes, precisamos nos aprofundar um pouco na questão da cinética microbiana.

Em um sistema biológico, teremos sempre a produção bruta de lodo (Y) e o decaimento bacteriano (Kd). A produção líquida de lodo, ou seja, a diferença entre a produção bruta (produção de novas células de microorganismos) e o decaimento (morte de microorganismos) nos indica quanto de lodo novo foi gerado.

A bibliografia nos apresenta o seguinte resumo:

Coeficiente

Unidade

Faixa

Valor tÍpico

Y

g SSV. gDBO-1

0,4 – 1,0

0,7

Kd

g SSV. g SSV.d-1

0,06 – 0,10

0,08

Para estimar a geração bruta de lodo, multiplicamos o valor da carga orgânica removida pelo Y selecionado:

Carga removida = 90 kg DBO.d-1

Produção bruta de lodo: carga orgânica removida x Coeficiente Y

Ou

90 kg DBO.d-1 x 0,7 kg SSV.kgDBO-1 (valor típico) = 63 kg SSV.d-1

Mas como seria a produção líquida de lodo?

Precisaríamos estimar (ou quantificar) a concentração de SSV no reator e o volume. Para esse exemplo, vamos supor que seria de 2.000 mg.L-1 e 50 m³ respectivamente, portanto:

Massa de sólidos: 2.000 SSV g.m-³ x 50 m³ = 100 kg SSV.d-1

Coeficiente decaimento: 0,08 g SSV. gSSV.d-1 (valor típico)

100 kg x 0,08 kg SSV. kgSSV.d-1 = 8 kg SSV.d-1

O que teríamos então de produção líquida? Produção bruta – decaimento

ou

63 kg SSV.d-1kg - 8 kg SSV.d-1 = 55 kg SSV.d-1


Como estamos falando em dimensionamento básico e não projeto executivo, ou seja, a ênfase é para termos rapidamente uma ordem de grandeza, é usual usar somente o valor de Y em torno de 0,6, abaixo do valor típico recomendado. Isso seria apenas para simplificar o cálculo, que daria o resultado muito próximo ao calculado pelo método correto:

90 kg DBO.d-1 x 0,6 kg SSV.kgDBO-1 = 54 kg SSV.d-1

Então, podemos padronizar que, para os próximos exercícios, usaremos o Y entre 0,6 e 0,7 ?

Ok! Está combinado então.

Mais um detalhe: vocês calcularam a massa de lodo a ser descartada, mas qual seria o volume de lodo afinal?

Procedam da mesma forma que nos exemplos anteriores, basta estimar uma consistência para o lodo e determinar o volume. No caso de RBA, talvez seja conveniente usar valores de 0,5 a 1,5%.

Passamos agora para o último exemplo:

Antes de começar o cálculo, precisamos novamente nos reportar aos exercícios de CONTROLE DE EFLUENTES.

Dimensione um RBA tipo lodo ativado convencional para uma vazão de 200 m³.d-1 e uma DBO de 1.000 g.m<sup>-3</sup>:

Para que tudo isso? É que para esse tipo de reatores aeróbios, que possuem recirculação de lodo, o volume de lodo a ser descartado é calculado da seguinte forma:

Qd =   SSVta x V  
          IL x SSVlr

Onde:

Com base nesse cálculo, a vazão de descarte seria de 6,7 m³.d-1

Facílimo não? Imagino que sim, porque esse tema foi assunto de CONTROLE, onde vocês já foram aprovados. Ou terei de revisar as provas???

Mas, para facilitar a vida de todos, apresento de novo a tabela...

ParÂmetro

Unidade

Valor

IL ou øc

d

4 – 10

SSV ta

mg.L-1

1.500 - 3.500

SSV lodo recirculado

mg.L-1

5.000 – 10.000


Nas próximas aulas, comentaremos sobre os principais equipamentos sobre adensamento e desaguamento de lodo: