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  1. 1. 12 - INTRODUÇÃOAs estações de tratamento de água (ETAs) representam uma necessidadebásica para as comunidades, visto que têm a finalidade de fornecer água potável,proporcionando, desta forma, melhores condições de saúde e higiene à população.Nos últimos anos, um grande número de estações de tratamento de água(ETAs) tem-se defrontado com o problema do tratamento e disposição final dosresíduos sólidos gerados durante o processo de tratamento de água. Embora nãoseja um problema recente, o efeito da disposição inadequada dos resíduos sólidosgerados em ETAs no meio ambiente tem-se mostrado ser extremamente danoso aomeio ambiente, especialmente nos grandes centros urbanos, seja pelo aumento daquantidade de sólidos e da turbidez em corpos d’água, como também no provávelaumento da sua toxicidade que, por sua vez, pode comprometer a estabilidade davida aquática.De uma forma geral, os resíduos gerados em ETAs podem ser divididos emquatro grandes categorias :A) Resíduos gerados durante processos de tratamento de água visando a remoçãode cor e turbidez. Em geral, os resíduos sólidos produzidos englobam os lodosgerados nos decantadores (ou eventualmente de flotadores com ar dissolvido) eas água de lavagem dos filtros.B) Resíduos sólidos gerados durante processos de abrandamento.C) Resíduos gerados em processos de tratamento avançado visando a redução decompostos orgânicos presentes na água bruta, tais como carvão ativado granularsaturado, ar proveniente de processos de arraste com ar, etc ...D) Resíduos líquidos gerados durante processos visando a redução de compostosinorgânicos presentes na água bruta, tais como processos de membrana(osmose reversa, ultrafiltração, nanofiltração, etc.).Durante o processo convencional de tratamento de água são geradosbasicamente dois tipos de resíduos, a saber:O primeiro deles é o resíduo sólido gerado nos decantadores (oueventualmente em flotadores com ar dissolvido) o segundo, contém os resíduosgerados na operação de lavagem dos filtros.
  2. 2. 2Em termos volumétricos, a maior quantidade de resíduo gerado é provenientedos decantadores, e em termos mássicos, a maior quantidade de lodo produzida éproveniente do sistema de separação sólido-líquido que, em uma estaçãoconvencional de tratamento de água, é basicamente efetuada também nosdecantadores convencionais de fluxo horizontal ou decantadores laminares.Cada linha geradora de resíduos sólidos apresenta características distintasem termos de vazão e concentração de sólidos, razão pela qual diferentesconcepções de tratamento devem ser consideradas.Historicamente, no Brasil, o tratamento dos resíduos sólidos gerados duranteo processo de lavagem de meios filtrantes e o seu posterior reaproveitamento é oque tem recebido maior atenção e, como exemplo de ETAs que realizam comsucesso o reaproveitamento de 100% de suas águas de lavagem, podem ser citadasas ETAs do Guaraú e Alto da Boa Vista, ambas responsáveis pelo abastecimento deágua de parte da Região Metropolitana da Grande São Paulo (RMGSP), comcapacidade para 33,0 m3/s e 11,0 m3/s, respectivamente.No entanto, são pouco conhecidos os processos de tratamento do lodogerado nos decantadores convencionais de escoamento horizontal ou de fluxolaminar, mais especificamente, as operações unitárias de adensamento, que éprocesso preparatório para o seu posterior condicionamento e desidratação final.Sabe-se através de levantamentos realizados nas próprias estações que ovolume de lodo gerado (sólidos) nos decantadores é muito preocupante uma vezque hoje se busca estar protegendo os manancias, principalmente quanto aqualidade dos mesmos, para que num futuro próximo a situação que hoje já éalarmante não fique ainda pior.No Estado de São Paulo o que se sabe sobre o assunto chega a ser umtanto desanimador. Poucas são as ETAs que estão se preocupando com taisproblemas. Segundo dados coletados com profissionais da área sabe-se que noEstado somente 3 (três) ETAs tem desenvolvido estudos e projetos sobretratamento de resíduos sólidos gerados na ETA. São elas: ETA Taiaçupeba do AltoTietê com projeto já em funcionamento, ETA 1 Águas de Limeira com projeto emimplantação e ETA Capim Fino de Piracicaba com projeto em implantação previstopara entrar em operação em abril de 2004. Cada ETA tem sua particularidadequanto aos sistemas adotados, para isso foram realizados estudos buscando aviabilidade de estar implantando tais sistemas.
  3. 3. 3Nos países desenvolvidos, o lançamento destes resíduos vem sendodrasticamente reduzido, como resultado de legislações mais rigorosas de controle dapoluição, da crescente escassez de recursos hídricos, e também por causa dogrande desperdício que representa descartar de 2 a 6% do volume de águaproduzido numa Estação de Tratamento de Água (ETA), gastos nas atividades delavagem dos filtros, e descargas dos decantadores.O lodo produzido nas estações é composto de argila, siltes, areia fina,material húmico e microrganismos, bem como de produtos provenientes do processode coagulação. Devido à esses fatores os lodos formados por hidróxidos de alumínioe ferro são de difícil adensamento e desidratação, sendo necessário o seu pré-condicionamento, antes de serem submetidos a esses processos. Por isso, umapratica comum nestas ETA’s é o uso de polímeros, sejam eles catiônicos, aniônicosou não iônicos.A operação unitária de adensamento é uma das mais importantes noprocesso de tratamento de lodos gerados em estações de tratamento de água. Oadensamento por ser uma das primeiras unidades do tratamento, tem por finalidadeaumentar o teor de sólidos do lodo gerado. A redução de volume obtido peloadensamento do lodo é de fundamental importância para as unidades de tratamentoposteriores, especialmente quanto a desidratação.Os sistemas para adensar os lodos gerados nas estações podem ser feitospor gravidade, por flotação ou mecanicamente através de centrífugas ou filtrosprensa de esteira. Estas alternativas apresentam vantagens e desvantagens e, asua seleção depende de estudos técnicos e econômicos os quais serão explicadosno decorrer do estudo.Dentre as alternativas racionais utilizadas para descarte de lodo de ETA’sestá a recuperação e reciclagem de coagulantes, com descarte do lodo excedenteem aterro. Estudos recentes sugerem que a aplicação de coagulantes regeneradosno tratamento físico químico de esgotos, sem a separação dos sólidos inertes, podeser uma estratégia interessante para disposição deste tipo de resíduo (Piotto,Resende e Gonçalves, 1997). Esta prática reduz a quantidade de resíduosnecessitando de disposição final em uma ETA e, além disso, o lodo será transferidopara a ETE que normalmente dispõe de unidades específicas para seu tratamento.A Estação de Tratamento de Lodo (ETL), assunto estudado neste trabalho,tem em sua concepção sistemas mecanizados de adensamento e desidratação
  4. 4. 4meios pelos quais com a adição de polímeros tornam possível fazer a separação dossólidos contidos no lodo de fundo dos decantadores e da água de lavagem dosfiltros, possibilitando assim uma disposição final mais adequada para estes resíduos.Para se fazer a disposição desse resíduo, correta do ponto de vista ambiental efactível em termos econômicos, é necessário a separação água-sólido.Segundo DHARMAPPA et al. (1997), o tratamento de lodo e disposição finalpode ser classificado em seis grandes categorias:• Adensamento: processo de aumento da concentração de sólidos contidos noresíduo para reduzir seu volume, antes da disposição final ou pós-tratamento;• Condicionamento: adição de um produto químico ao resíduo ou alteraçãofísica de sua natureza;• Desaguamento mecânico: similar ao adensamento, esse processo envolve aseparação líquido-sólidos. É definido como um processo para incrementar aconcentração de sólidos do lodo em mais de 8%;• Secagem ou desaguamento: uma extensão da separação líquido-sólidos,aproxima-se do adensamento e desaguamento mecânico. É definido como umprocesso para incrementar a concentração de sólidos do lodo em mais de 35%;• Recuperação de coagulantes: técnica de tratamento para melhorar ascaracterísticas dos sólidos desaguados e diminuir a concentração de íonsmetálicos nos resíduos. A recalcinação é relacionada como um processoassociado ao abrandamento de lodos com o uso da cal;• Disposição final e reuso: remoção dos resíduos da área da ETA ouestocagem final na área da ETA. Esta categoria inclui transporte para aterro deáreas, descarregamento em aterro sanitário, disposição em solos agricultáveis evárias opções de reuso, tais como suplementação de solos e fabricação de tijolos.
  5. 5. 53 - OBJETIVOSO lodo sendo um dos subprodutos gerado nos processos de tratamento deágua é classificado como resíduo sólido pela NBR-10004 e por ter sido durantemuito tempo retornado aos cursos dágua sem prévio tratamento vem prejudicandoos meios aquáticos e também ao meio ambiente. Procurando atender asnecessidades de tratamento destes resíduos, faz-se necessário a investigação detecnologias apropriadas para este fim. Este trabalho tem por propósito o estudo daviabilidade e da implantação de uma estação de tratamento de lodo na recuperaçãodo volume de água perdido nas operações comuns em ETAs e disposição final dosresíduos sólidos gerados no sistema, através da Estação de Tratamento de Lododa ETA Capim Fino, buscando assim estar atendendo as determinações daPromotoria Pública e Meio Ambiente da cidade de Piracicaba. Adicionalmente,também faz parte dos nossos objetivos apresentar algumas informações de outrossistemas já implantados em outras localidades sobre o tratamento de resíduos emETAs.4 - METODOLOGIAEsta pesquisa foi elaborada mediante visitas feitas à Estação de Tratamentode Água Capim Fino por nós alunas, Fhayra e Marta, e pela Profa. Maria Aparecida,onde tivemos acesso a informações gentilmente fornecidas pelo Tecnólogo JoséMaria Sanglade Marchiori, responsável pela ETA Capim Fino, referentes aosestudos técnicos e econômicos da viabilidade de implantação da Estação deTratamento do Lodo (ETL), a qual utilizará centrífuga para a desidratação mecânicado lodo. No decorrer da elaboração desta pesquisa foram realizadas novas visitas,onde foram tiradas fotos do prédio de instalação da ETL, e dos equipamentos jáadquiridos para a ETL. Numa segunda etapa, estivemos visitando a ETA-Taiaçupeba, Suzano – SP, onde fomos recebidas pelo Sr. Célio Mattos,encarregadoda ETA e pelas Técnica Kátia e Química Cláudia, sendo que foram gentilmentefornecidas informações técnicas e econômicas sobre a ETL – ETA-Taiaçupeba. EstaETL já se encontra em funcionamento, utilizando o filtro prensa para desidrataçãomecânica do lodo. Finalmente, sabe-se que a empresa Águas de Limeira estarárecebendo o lodo da ETA-Águas de Limeira para adensamento e desidratação juntoao esgoto da ETE-Águas de Limeira.
  6. 6. 65 - HISTÓRIA DO SEMAENão é de hoje que o abastecimento de água é uma questão que temmerecido a atenção dos órgãos públicos. Para se ter uma idéia local da evolução dotema e das proporções que ele pode ter na vida de milhares de pessoas, em 1824, aCâmara Municipal de Piracicaba já começava a incluir o assunto em suas pautas dereuniões.Em maio de 1886, foi iniciada a construção de um reservatório de doismilhões de litros de água, no bairro dos Alemães, a cargo da Empresa Hidráulica dePiracicaba, de propriedade de João Frick e Carlos Zanotta.Em 1954 foi criado o Departamento de Águas e Esgotos de São Paulo (DAE).O SEMAE - Serviço Municipal de Água e Esgoto foi criado em 30 de abril de1969, através da Lei nº. 1657, tendo sido regulamentado pelo decreto nº. 828, de 30de maio do mesmo ano. Em agosto de 1969 Piracicaba já contava com inúmerosprojetos de rede de esgoto e de fornecimento de água. Com isso a autarquiaganhava autonomia econômica, financeira e administrativa.Nove anos depois (1978), o Semae construiu uma pequena represa, a ETE-Artemis, três reservatórios e uma casa de máquinas. Em outubro, a sede foitransferida para a Rua XV de Novembro, 2.200 - onde funciona até hoje.Em 1982, com a inauguração da ETA-Capim Fino, novas perspectivas foramabertas para o município.Em 1989, foi elaborado um Plano Diretor de Água, que gerou as diretrizes eprojetos básicos para o desenvolvimento do sistema de água.Com o lançamento da primeira Estação de Tratamento de Esgotos DoisCórregos, em dezembro de 1992, iniciava-se um projeto piloto com capacidade paratratar esgotos de até mil habitantes. Um ano depois, o Semae deu os primeirospassos para aumentar o índice de tratamento de esgotos da cidade, iniciando ainstalação de interceptores de esgoto às margens do Córrego das Ondas e namargem direita do ribeirão Piracicamirim.Em junho de 1998 o Semae inaugura a ETE-Piracicamirim, dimensionadapara tratar o esgoto doméstico de uma população de 90 mil pessoas. Uma obra quechama a atenção a partir do seu baixo custo de construção e manutenção e pelos
  7. 7. 7sistemas de tratamento de esgotos desenvolvidos na Universidade. A ETE é tãosignificativa que tem atraído a atenção de outros serviços de água e esgoto do paíse de outros países, como Colômbia, Chile, Estados Unidos e México.Em matéria de abastecimento, a cidade conta hoje com três Estações deCaptação: duas no rio Piracicaba e uma no rio Corumbataí. Além disso, o sistema deabastecimento da cidade está informatizado. Hoje é possível saber qual aquantidade de cloro ou de água em cada reservatório on-line, de uma centralinstalada na sede da autarquia. É possível ainda, remanejar água de um reservatóriopara outro, desligar e ligar bombas para economizar energia ou para sanarproblemas emergênciais.Entre projetos, estudos e avaliações, o Semae procura estar presente no dia-a-dia de Piracicaba, buscando soluções alternativas capazes de melhorar aqualidade de vida do povo piracicabano e investindo em pesquisas e projetos queantecipem soluções para questões futuras.O Semae, por trabalhar com a área de saneamento, investe em projetosecológicos, como é o caso da Semana da Água que acontece anualmente ou osprojetos experimentais com alternativas para o tratamento de esgotos erecomposição de matas ciliares.A autarquia tem a competência de exercer todas as atividades relacionadascom o sistema público de água e esgoto do Município de Piracicaba.Seu primeiro presidente foi o Dr. Paulo Geraldo Serra e o atual é oEngenheiro civil José Augusto B. Seydel.5.1 - O Abastecimento da Cidade de PiracicabaA cidade de Piracicaba sempre teve como sua principal fonte deabastecimento de água, o Rio Piracicaba. Em função da queda da qualidade daágua desse manancial, iniciou-se em meados de 1980 a construção do SistemaCorumbataí como alternativa ao sistema Piracicaba, sendo que a partir de 1980, foicolocada em operação a nova captação de água instalada junto ao Rio Corumbataí.Inicialmente, o volume captado representava 33% de toda água produzida, estandoatualmente nos 100%.Piracicaba conta hoje com um sistema de abastecimento público que atendepraticamente 100% da população urbana, estando interligados a rede
  8. 8. 8aproximadamente 104.000 ligações de água que demandam um consumo de105.000.000 de litros de água por dia para uma população estimada em 350.000habitantes.O SEMAE, responsável pelo abastecimento de água do município elaborouem 1989 um Plano Diretor de Água, que gerou as diretrizes e projetos básicos parao desenvolvimento do sistema de água. Em função da análise dos diversosindicadores e relatórios de: qualidade da água do Rio Piracicaba e Rio Corumbataí;estudo hidrológico, proteção de crescimento populacional e outros instrumentos deplanejamento, ficou evidente que o Corumbataí deveria tornar-se o principalmanancial para o abastecimento público.Durante esses anos de operação conjunta com os rios Piracicaba eCorumbataí foi possível acompanhar os principais indicadores de qualidade equantidade do dois mananciais. O Corumbataí apresenta-se, até então, bem melhorque o Piracicaba. Entretanto, nossa grande preocupação está com a "tendência dequalidade", que ao longo dos anos vem piorando e, somando com a crescentedemanda, não só para uso doméstico, como também industrial e agrícola poderãocomprometer a disponibilidade e a qualidade, principalmente nos períodos deestiagem.Todos os dados hidrológicos e de qualidade da água demonstram a urgentenecessidade de uma ação efetiva em toda a Bacia do Corumbataí, para preservar aqualidade de sua água e manter sua disponibilidade de vazão mínima suficientepara atender toda a demanda da bacia.6 - APRESENTAÇÃO DA ETA 3 CAPIM-FINOA Estação de Tratamento de Água ETA 3 – Capim Fino, localizada no BairroGuamium, saída 27 da rodovia 127 (Piracicaba - Rio Claro), em Piracicaba – SP.Inaugurada em 1982, tem capacidade de produzir até 129 milhões e 600 mil litros deágua diariamente ou 1500 L/s.A água captada na Estação Elevatória de Água Bruta (Captação 3), localizadaàs margens do Rio Corumbataí, onde através de 4 adutoras (tubulações) deaproximadamente 700 mm de diâmetro, percorre 5,4 Km até chegar a ETA 3. Dados
  9. 9. 9da qualidade da água bruta, referentes ao ano de 2001 fornecidos pelo SEMAEestão resumidos na Tab.1.A partir dela pode-se perceber a variação sazonal da qualidade da água, commaior geração de resíduos no período chuvoso, o qual deve ser determinante nodimensionamento do sistema de tratamento de resíduos.Na entrada da ETA 3, essa água é recebida em uma “câmara detranqüilização” onde ocorre a pré-cloração e aplicação de cal hidratada, seguindoentão para calha Parshall onde é feita a medição da vazão e aplicado-se cloretoférrico e, às vezes, carvão ativado.Após essa etapa, a água é encaminhada para as câmaras de floculação (16ao todo), onde se inicia o processo de separação das impurezas da água através daformação de flocos, que são pequenas “partículas” que aglomeram a “sujeira” daágua em sua volta, seguindo então para os tanques de decantação (4 decantadores)com capacidade de 2.200 m3cada, responsáveis pela sedimentação dos flocos(partículas sólidas). Após essa etapa a água é conduzida, através das calhascoletoras dos decantadores e canal de água decantada, para os 14 filtros,compostos de carvão antracito (mineral) e areia, que tem a função de dar um“polimento final” na água ou seja, aquela pequena quantidade de sujeira que passoupelas outras etapas, com certeza ficará retida nos filtros.Após a fase de filtração, a água já está totalmente límpida seguindo entãopara a caixa de nível constante onde é feita a pós-cloração, fluoretação (utilizadapara prevenção de cáries dentárias) e correção final de pH (para eliminar a acidezda água e proteger as tubulações), indo para os reservatórios e entregue aosconsumidores. A Tabela 2 apresenta dados de consumo de produtos químicos(médias mensais). A vazão média afluente à ETA no ano de 2001 foi de cerca de1240 l/s e a tratada de, aproximadamente 1200 l/s.Durante todo o processo de Tratamento, desde a captação até a chegada àresidência do consumidor, são feitas análises físico-químicas e bacteriológicas,obedecendo a legislação sanitária vigente, visando assim o fornecimento de umaágua com qualidade a toda população. Ver Tabela 1.
  10. 10. 10Tabela 01 – Valores médios mensais de parâmetros de qualidade da água bruta daETA Capim Fino em 2001.ALC. A.C.MÊS CORppmPtCoTURBftupHppm CaCO3O.C.ppmO2DBOppmO2O.D.ppmO2FeppmFeMnmg/lClorof.ug/lSTmg/lJAN 626 124 7,0 26 5,3 10,2 2,6 5,6 10,15 0,81 13505 628FEV 519 116 7,0 27 6,0 10,1 2,2 5,7 11,34 0,35 13391 202MAR 232 61 7,0 30 2,0 7,1 2,0 5,5 5,15 0,19 8610 254ABR 163 51 7,0 30 2,8 4,8 2,3 6,0 3,39 0,07 22189 173MAI 125 18 7,0 26 5,5 3,4 2,3 6,3 1,94 0,13 11045 112JUN 50 9 6,8 23 5,0 3,1 2,4 6,3 1,38 0,15 8796 93JUL 40 7 6,7 23 2,0 3,5 2,5 6,1 1,29 0,06 8089 93AGO 42 11 6,7 25 2,8 4,0 3,1 5,4 1,43 0,09 6323 161SET 80 25 6,6 26 4,3 4,6 3,7 4,7 2,01 0,17 5579 107OUT 285 74 6,9 24 5,4 6,6 3,4 4,8 3,26 0,20 10168 431NOV 199 55 6,8 24 4,7 4,6 3,0 4,1 3,21 0,14 10995 131DEZ 710 129 6,9 20 4,0 8,5 3,0 4,85 5,77 0,21 7449 141MIN 20 6 6,3 10 1,0 2,3 0,3 1,5 0,28 0,02 0 87MED 256 57 6,9 25 4,1 5,9 2,7 5,4 4,19 0,21 10512 210MAX 5000 360 7,5 43 10,0 21,4 5,0 7,7 37,60 3,95 111600881Tabela 02 – Dosagem de produtos químicos na ETA Capim Fino em 2001Média de dosagens (ppm)MÊS CloretoFérricoSulfatoFérricoCal Cloro Flúor CAP PolímeroJAN 56,8 - 60,7 9,0 0,6 - 0,10FEV 58,2 49,6 64,5 9,1 0,5 - -MAR 40,9 78,3 53,1 7,5 0,5 - -ABR 31,2 - 46,0 6,5 0,5 - 0,18MAI 26,7 - 39,3 6,6 0,6 - -JUN 20,8 - 34,2 6,2 0,6 2,63 -JUL 21,1 - 37,6 6,9 0,6 5,40 -AGO 22,9 - 40,1 7,6 0,6 4,85 -SET 25,9 - 43,4 8,5 0,5 1,96 -OUT 41,3 - 54,4 8,7 0,6 0,93 0,10NOV 36,3 - 52,8 8,7 0,6 3,19 0,06DEZ 50,8 - 63,9 10,3 0,6 - 0,10MED 36,1 64,4 49,2 8,0 0,6 3,20 0,10
  11. 11. 116.1 - Geração de resíduos nos DecantadoresA ETA Capim Fino tem em sua planta física 04 decantadores convencionais,de 14,50 m de largura por 37,50 m comprimento por 4,50 profundidade média. Ataxa de aplicação superficial média (projeto) é de 55 m3/m2.dia. As calhas de coletade água decantada, providas de vertedores triangulares ajustáveis, se encontramposicionadas no trecho final de cada unidade. As Figuras 1 e 2 mostram osdecantadores convencionais e pontes flutuantes da ETA Capim Fino.Figura 01 – Decantadores convencionais da ETA Capim Fino.
  12. 12. 12Figura 02 – Ponte removedora de lodo dos decantadores daETA Capim Fino.O equipamento de remoção de lodo é do tipo flutuante, similar ao Clarivac,com descarte semicontínuo de lodo de fundo de decantador, por sinfonamento. São4 tubos verticais, com diâmetro 100mm. De acordo com o projeto da ETA, a cargahidráulica do sifão deveria ser maior que 0,30; a vazão de descarga (por tubo)estaria na faixa de 2,2 a 3,4 l/s; a vazão média de extração seria de 11,2 l/s (968m3/dia) por decantador e a velocidade do percurso de 2 m/min. O volume de lodo aser produzido estimado pelo estudo de tratabilidade que embasou o projeto originalseria de, no mínimo, 89 m3/dia, e de, no máximo, 296 m3/dia. Era esta últimacondição, considerada a mais crítica, o tempo total diário de remoção de lodo decada decantador seria da ordem de 7 horas por decantador. Contudo, mediçõesfeitas pelo Semae indicaram que a vazão de lodo gerado no decantador é de cercade 4 (quatro) vezes maior, em média 40 l/s. No projeto da ETL foi adotada a vazãode 40 l/s, equivalente a 3.800 m3/dia, cerca de 3% da vazão nominal e 4% da vazãoatual em questão.
  13. 13. 136.2 - Geração de Resíduos nos FiltrosA ETA Capim Fino conta desde sua reforma e ampliação com 14 (quatorze)filtros rápidos, com área útil de filtração, por unidade, de 30,72 m2e área total de430,1 m2. A taxa média de filtração de projeto é de, aproximadamente, 289,7m3/m2.dia para a primeira etapa (10 filtros) e de 310,4 m3/m2.dia para a 2ª etapa (14filtros). Para 14 filtros e vazão de 1240 l/s esse valor é mais baixo, da ordem de249,1 m3/m2.dia. Os filtros são de camada dupla, de antracito (faixa granulométrica =0,70-2,00 mm; tamanho efetivo T.E.= 0,90-1,00 mm; coeficiente de uniformidadeC.U.< 1,5; coeficiente de esfericidade C.E. = 0,70; espessura da camada = 0,60 m) eareia (faixa granulométrica = 0,42-1,41mm; tamanho efetivo T.E. =0,50; coeficientede uniformidade C.U.< 1,5; coeficiente de esfericidade C.E.=0,75; espessura dacamada =0,30m).O sistema de lavagem de filtros é do tipo com ar seguido de lavagem comágua, sendo um filtro lavado a cada vez. A velocidade de lavagem é de 0,70m/min.,equivalente a uma taxa de 1008 m3/m2d. Assim, para exemplificar, para umaduração de 5 min., seria gerado por filtro lavado um volume de 107,5m3. No projetoda ETL, particularmente no que se refere ao estudo da equalização de vazões e aodimensionamento das elevatórias, considerou-se um volume gerado em cadalavagem de 200 m3num tempo de 4 min. Contudo, o valor de 120 m3para o volumede água consumido por lavagem de cada filtro está mais próximo do consumorecentemente medido pelo departamento de água. Para dez lavagens diáriascorresponderia, neste caso, um volume total de 1200m3, como admitido nodimensionamento das unidades que compõem a ETL. A Figura 3 mostra a lavagemde filtro da ETA Capim Fino.
  14. 14. 14Figura 03 – Lavagem de filtro da ETA Capim fino.6.3 - Qualificação dos lodos geradosA maioria dos estudos tem por interesse quantificar os resíduos gerados emestações de tratamento de água do tipo convencional ou de ciclo completo, pois sãoas que geram maior quantidade. Nessas estações, os resíduos são gerados emduas unidades do tratamento: nos decantadores, com resíduos de teor de sólidosmais elevado, na faixa de 0,1 a 1 %, e nos filtros, que utilizam grandes volumes deágua no processo de lavagem e apresentam baixos teores de sólidos.Segundo estudos realizados na tese defendida por Carvalho na UFSCAR(1999), para os decantadores as características dos sólidos presentes na águabruta, a dosagem de coagulante e o procedimento de limpeza são os parâmetrosque mais influenciam a quantidade de lodo gerado; enquanto que para os filtros,além do procedimento de lavagem, são mais determinantes a carreira de filtração eo volume de água utilizado durante a lavagem.A descarga de fundo dos decantadores gera resíduos menos concentradosque os obtidos durante a limpeza mecanizada e estes, por sua vez, são menosconcentrados que os obtidos durante a limpeza manual.Carvalho (1999) sugeriu que quanto maior for a concentração de sólidospresentes na água bruta e a dosagem de coagulantes, menor será a concentração
  15. 15. 15de sólidos presentes no clarificado e maior será a quantidade de resíduos sólidosgerados. Coagulantes a base de sais de alumínio têm resultado em resíduos menosconcentrados que os obtidos à base de sais de ferro.Para a estimativa das quantidades de resíduos gerados no tratamento deágua foram desenvolvidas diversas fórmulas empíricas, baseadas nascaracterísticas dos sólidos da água bruta, como turbidez e cor e, nas característicasdos coagulantes. As principais são:1. Fórmula da Water Research Center - WRC (1979)T.S. = (1,2 * T + 0,07 * C + k * D +A) * 10-3Onde:T.S. = taxa de produção de sólidos secos (kg matéria seca / m3água tratada)T = turbidez da água bruta (UT)C = cor da água bruta (°H)K = coeficiente de precipitação : k = 0,17 (sulfato alumínio líquido)K = 0,39 (cloreto férrico líquido)A = outros aditivos, como carvão e polieletrólitos (mg/l)2. Fórmula de CornwellT.S. = (0,4 * SA + 1,5 * T + A) * 10-3Onde:T.S. = taxa de aplicação de sólidos secos (kg matéria seca / m3água tratada)SA = dosagem de sulfato de alumínio (mg/l)T = turbidez da água bruta (UT)A = outros aditivos como carvão e polieletrólitos (mg/l)3. Fórmula da Association Française pour LEtude dês Eaux (1982) idem afórmula da WRC (1979)T.S. = (1,2 * T + 0,07 * C + k * D + A)* 103
  16. 16. 164. Fórmula apresentada por REALI, em 1999, nos trabalhos da PROSABPara ETAs que utilizam sulfato de alumínio:P = (0,26 * SA + 1,5 * T) * 10-3* qPara ETAs que utilizam cloreto férrico:P = (0,40 * CF + 1.5 * T) * 10-3* qOnde:P = produção per capta de sólidos secos por dia (g/hab.dia)q = consumo per capta por dia (l/hab.dia)6.3.1 - Volume de lodo gerado na ETA Capim FinoTS = (1,2 * T + 0,04 * C + K * D + Ad) * 10-3TS = [1,2 * 55 + 0,07 * 270 + (0,329 * 40000) + 3190 + 60) * 10-3TS = (66 + 18,9 + 15600 + 3190 + 60) * 10-3TS = 18,9 Kg/m3= 18,9 g/L7- ENSAIOS DE CLARIFICAÇÃO - RESULTADOS E DISCUSSÃODevido à incerteza quanto ao comportamento do lodo gerado na ETA CapimFino, foram realizados ensaios para definição do comportamento do lodo em relaçãoao processo de espessamento. Com esse objetivo, foram desenvolvidos ensaiosabrangendo:• caracterização físico-química e bacteriológica do lodo removido dosdecantadores;• caracterização físico-química e bacteriológica da água de lavagem dos filtros;• ensaios de espessamento por flotação e por gravidade, com utilização depolímero, do lodo proveniente dos decantadores;• ensaios de espessamento por flotação e por gravidade, com utilização depolímero, da água de lavagem dos filtros;
  17. 17. 17• ensaios de espessamento por flotação e por gravidade, com utilização depolímero, de amostras compostas pela mistura do lodo dos decantadores e daágua de lavagem dos filtros, na proporção de 3 : 1;• identificação do melhor tipo e dosagem do polímero.7.1 - Ensaios de espessamento do Lodo removido dos DecantadoresPara realização dos ensaios de espessamento do lodo (flotação e gravidade)foi empregada uma instalação em escala de laboratório (tipo batelada), designada“Flotateste”, o qual foi projetado e desenvolvido na EESC-SP. Esse equipamento éconstituído de seis colunas em paralelo, graduadas com escala em “mm”,interligadas uma câmara de saturação (pressurizada). Para os ensaios porgravidade essa câmara foi desativada.Estudou-se a influência de três polímeros, um de cada categoria (catiônico,aniônico e não iônico) nos ensaios de espessamento, visando a seleção do melhorpolímero e dosagem adequada.Foi caracterizado o lodo bruto, e após espessamento (flotação e gravidade),nas condições consideradas como adequadas para o espessamento, caracterizou-se o líquido clarificado.Na tabela a seguir consta os resultados dos ensaios físico-químicos ebacteriológicos do lodo bruto, e os resultados finais dos ensaios de espessamentopor flotação e por gravidade (melhor polímero e dosagem adequada).
  18. 18. 18TABELA 03 - Resumo dos ensaios de espessamento do lodo dos decantadores.ANÁLISESAmostrabrutaFLOTAÇÃOLíquido clarificadoPolímero Catiônico4,80 g/kgGRAVIDADELíquido clarificadoPolímero Aniônico4,80 g/kgPH 5,86 7,50 7,40Turdidez (uT) - 4,36 7,36Cor aparente (uC) - 44 96Sólidos Totais (mg/l) 22.928,0 197,2 425,0Sólidos Fixos (mg/l) 19.912,0 43,5 93,0Sólidos Voláteis (mg/l) 3.016,0 153,7 332,0Sólidos Susp. Totais (mg/l) 20.813,0 6,5 12,0Sólidos Susp. Fixos (mg/l) 18.747,0 2,6 6,0Sólidos Susp. Voláteis(mg/l)2.066,0 3,9 6,0Sólidos Sedimentáveis(ml/l)870,0 nd -DBO (mg/l) 76,0 10,15 14,0Coliformes Totais(nmp/100ml)1732,87x1061046,24 x 1032419,17 x 103Coliformes Fecais(nmp/100ml)1,0 x 106< 1,0 5,0 x 103DQO (mg/l) 3550,0 42,9 102,0Íons dos metais totais(mg/l)(Zn) 2,32 0,039 0,05(Pb) 0,92 nd nd(Cd) nd nd nd(Ni) 0,12 nd ND(Fe) 3,34 x 1030,039 0,60(Mn) 3,88 0,058 0,21(Cu) 1,36 nd Nd(Al) 0,04 0,014 nd(Cr+3) 1,04 nd nd(Cr+6) nd nd nd
  19. 19. 197.2 - Ensaios de Espessamento da Mistura da ALF e do Lodo dosDecantadoresNesse ensaio, a proporção adotada na mistura foi de 3 partes do lodo dosdecantadores para 1 parte de água de lavagem dos filtros.Nessa etapa estudou-se a influência de três polímeros, um de cada categoria(catiônico, aniônico e não iônico) no espessamento da mistura, visando a seleção domelhor polímero e dosagem adequada.Os equipamentos utilizados tanto para flotação quanto para sedimentaçãoforam os mesmos já citados anteriormente.Na tabela a seguir consta os resultados dos ensaios físico-químicos ebacteriológicos do lodo bruto, e os resultados finais dos ensaios de espessamentopor flotação e por gravidade (melhor polímero e dosagem adequada).
  20. 20. 20TABELA 04 – Resumo dos ensaios de espessamento da mistura (lodo + ALF).ANÁLISESAmostrabrutaFLOTAÇÃOLíquido clarificadoPolímero Catiônico4,80 g/kgGRAVIDADELíquido clarificadoPolímero Aniônico4,80 g/kgPH 7,60 7,60 7,40Turbidez (uT) - 1,20 5,32Cor aparente (uC) - 2 55Sólidos Totais (mg/l) 19.088,0 167,7 481,0Sólidos Fixos (mg/l) 16.522,0 37,7 126,0Sólidos Voláteis (mg/l) 2.566,0 130,0 355,0Sólidos Susp. Totais (mg/l) 17.100,0 3,9 8,0Sólidos Susp. Fixos (mg/l) 15.313,0 1,30 2,0Sólidos Susp. Voláteis(mg/l)1.787,0 2,60 6,0Sólidos Sedimentáveis (ml/l) 720 - -DBO (mg/L) 63,0 6,5 14,0Coliformes Totais(nmp/100ml)248,1x106387,3 x 103648,8 x 103Coliformes Fecais(nmp/100ml)1,0 x 106< 1,0 2,0 x 103DQO (mg/l) 1.905,0 41,6 94,0Zn (mg/l) 3,44 0,17 0,03Pb (mg/l) 12,80 nd ndCd (mg/l) 2,48 nd ndNi (mg/l) 7,60 nd ndFe (mg/l) 2,0 x 1030,46 0,30Mn (mg/l) 2,12 0,03 0,14Cu (mg/l) 2,28 nd ndAl (mg/l) 46,0 nd ndCr+3(mg/l) nd nd ndCr+6(mg/l) nd nd nd
  21. 21. 217.2.1 - Conclusão – Lodo dos decantadores e Mistura do Dec. + ALFO comportamento dos dois tipos de lodo (lodo dos decantadores e ALF)apresentou-se bastante semelhantes tanto no espessamento por flotação quanto porgravidade. Assim, as conclusões a seguir são válidas para os dois tipos de amostrasinvestigadas.No espessamento por flotação, os polímeros catiônico e aniônicoapresentaram os melhores resultados, com ligeira vantagem para a aplicação dopolímero catiônico. A dosagem adequada dos dois tipos de polímero citados foi de4,80 g de polímero /kg de SST. Para o espessamento por gravidade, o polímeroaniônico na dosagem de 4,80 g/kg forneceu resultados sensivelmente melhores queos demais.Ambos os processos de espessamento (flotação e gravidade) apresentaramresultados muito bons, com obtenção de lodo espessado por gravidade com teoresde sólidos de até 8,0% e lodo espessado por flotação com teores de até 11,0%.A qualidade do líquido clarificado resultante do espessamento por fotação epor gravidade apresentou-se bastante satisfatória, com ligeira vantagem para osubnadante obtido no ensaio de flotação.7.3 - Ensaios de clarificação da Água de Lavagem dos FiltrosNessa etapa, foram realizados ensaios com amostra de despejo líquidoresultante da água de lavagem de filtro (ALF) da ETA Capim Fino. Foram realizadosensaios de clarificação por flotação e por sedimentação do referido despejo líquido.O equipamento utilizado foi o mesmo do ensaio de espessamento do lodo dosdecantadores, o “Flotateste”, como já explicado anteriormente.Foram testados três tipos de polímeros: catiônico, aniônico e não-iônico. Aofinal dos ensaios foi determinado o melhor polímero e a dosagem ótima.Na tabela a seguir consta os resultados dos ensaios físico-químicos ebacteriológicos do lodo bruto, e os resultados finais dos ensaios de espessamentopor flotação e por gravidade (melhor polímero e dosagem adequada).
  22. 22. 22TABELA 05 - Resumo dos ensaios de clarificação da ALF.ANÁLISESAmostrabrutaFLOTAÇÃOLíquido clarificadoPolímero Catiônico0,5 mg/lSEDIMENTAÇÃOLíquido clarificadoPolímero Catiônico1,0 mg/lPH 7,2 7,4 7,36Temperatura (ºC) 26 26 26Cor aparente (uC) 800 44 60Turbidez (uT) 135 4,3 6,10DBO (mg/l) 2 1 1DQO (mg/l) 20 6 9Sólidos Totais (mg/l) 220 147 145Sólidos Totais Fixos (mg/l) 112 15 18Sólidos Totais Voláteis(mg/l)108 132 127Sólidos Susp. Totais (mg/l) 130 3,0 6,0Sólidos Susp. Fixos (mg/l) 100 2,0 4,0Sólidos Susp. Voláteis(mg/l)30 1,0 2,0Sólidos Dissolv. Totais(mg/l)90 144 139Sólidos Dissolv. Fixos (mg/l) 12 13 14Sólidos Dissolv. Voláteis(mg/l)78 131 125Sólidos Sedimentáveis (ml/l) 3,2 - -Coliformes Totais(nmp/100ml)0 0 0Coliformes Fecais(nmp/100ml)0 0 0Zn (mg/l) 0,08 0,07 0,04Pb (mg/l) nd nd ndCd (mg/l) nd nd ndNi (mg/l) nd nd ndFe (mg/l) 21,0 0,06 0,08Mn (mg/l) 0,16 nd ndCu (mg/l) 0,04 nd ndAl (mg/l) nd nd ndCr+3(mg/l) nd nd ndCr+6(mg/l) nd nd nd
  23. 23. 237.3.1 – Conclusão – Ensaios de clarificação da ALFAnalisando os resultados obtidos pode-se observar que tanto a flotaçãoquanto a sedimentação ofereceram excelentes resultados de clarificação da ALF,desde que sejam escolhidos os melhores polímeros (tipo) e otimizada as condiçõesde coagulação/floculação (dosagem de polímero e tempo de floculação).Comparando-se os dois processos, observa-se que quando foi utilizado opolímero catiônico, a flotação solicitou menor dosagem de polímero (0,5 mg/l depolímero) que a sedimentação (1,0 mg/l de polímero).Nos dois processos investigados, a água clarificada apresentoucaracterísticas que possibilitariam a sua recirculação para o início da ETA, comligeira vantagem para a flotação (melhor remoção de cor, turbidez, sólidossuspensos e DQO). Deve-se salientar que a ausência de coliformes, tanto naamostra bruta quanto no líquido clarificado por flotação e por sedimentação deve-seprovavelmente a uma possível operação de pré-cloração adotada pelosresponsáveis da ETA Capim Fino.7.4 - Novos EnsaiosEstes novos ensaios de tratabilidade dizem respeito a uma caracterizaçãomais atual dos resíduos gerados na ETA. Os mesmos foram desenvolvidos emequipamentos de bancada (colunas de adensamento, centrífuga) do Laboratório deSaneamento e Ambiente da Fac. Engenharia Civil da Unicamp.7.4.1 - Adensamento por gravidade do lodo de decantadorO polímero que apresentou a maior eficiência no adensamento do lodo dodecantador foi do tipo catiônico (Nalco G9046), com dosagem ótima em torno de 2mg/gSST. Os resultados foram bastante satisfatórios com dosagens a partir de 2mg/gSST, sem diferença significativa quanto ao teor de sólidos no lodo adensadoaté 15 mg/gSST, mas com diferença significativa quanto à qualidade dosobrenadante. Para o ensaio B #1, a turbidez do sobreandante ao final doadensamento foi de 0,33 uT e 0,61 uT para dosagens de 1,866 mg/gSST e 3,731mg/gSST, respectivamente, contra 2,58 uT e 4,15 uT para 11,194 mg/gSST e 14,925
  24. 24. 24mg/gSST, respectivamente. Para o polímero aniônico, para a mesma amostra, foramobtidos valores de turbidez de 1,28 uT e 2,69 uT para as dosagens de 1,866mg/gSST e 3,371 mg/gSST. Para o lodo sem adição de polímero, a turbidez obtidafoi de 4,18 uT. O tempo decorrido até atingir-se o adensamento correspondente a1/6 da altura inicial foi, neste caso, de aproximadamente 2 horas, contra cerca deapenas 10 minutos quando se pré-condicionou o lodo com polímero em qualquerdas dosagens.7.4.2 - Clarificação da água de lavagem de filtroO melhor condicionamento para a clarificação da água de lavagem dos filtrosfoi obtido a partir do polímero aniônico (Nalco G998), com dosagem ótima em tornode 1,0 mg/gSST. Os resultados foram bastante satisfatórios com dosagens a partirde 0,093 mg/gSST, sem diferença significativa quanto ao teor de sólidos no lodoadensado até 4,167 mg/gSST, mas com diferença significativa quanto à qualidadedo sobrenadante. Para o ensaio A #1, a turbidez do sobrenadante ao final doadensamento com polímero aniônico foi de 3,1 uT para dosagens de 0,926mg/gSST, contra 5,5 uT para a mesma dosagem de polímero catiônico, para amesma amostra. Para o lodo sem adição do polímero, a turbidez obtida foi de 22,3uT.O tempo decorrido até atingir o adensamento correspondente a 1/20 da alturainicial foi, nas amostras sem adição de polímero, de aproximadamente 12 a 30minutos, dependendo do ensaio, contra cerca de apenas 5 minutos quando se pré-condicionou o lodo com polímero em praticamente qualquer das dosagens. Destaca-se aqui que essa significativa redução no tempo de separação sólido-líquidopropiciada pelo condicionamento químico deverá ser fundamental para que oprocesso tenha eficiência necessária no tanque pré-clarificador da água de lavagemde filtros, especialmente quando a operação de lavagem de filtros for realizada emintervalos inferiores a duas horas.7.4.3 - Desidratação por centrifugação do lodo adensadoQuanto à centrifugação, o melhor condicionamento para a desidratação damistura lodo de decantador adensado mais sedimento da água de lavagem dos
  25. 25. 25filtros foi observado para o polímero catiônico P1 (Stockhausen B852), tendo sidoobtidos valores de turbidez da fase líquida (centrado) de 0,33 uT e 0,53 uT para asamostras L-07/10 e L-08/10, respectivamente, e maior teor de sólidos na fase sólida(torta) em relação aos demais tipos. A dosagem ótima observada, em 200 rpm e3000 rpm, variou na faixa de 3,0 mg/gSST a 5,0 mg/gSST, sendo aqui admitida em4,0 mg/gSST com base nos valores de turbidez observados para a fase líquida(centrado).Os resultados favoráveis relativos à qualidade da água recuperada nasdiversas etapas de tratamento dos resíduos aqui obtidos em reatores estáticos eequipamentos em escala de laboratório dão apenas uma indicação da eficiência aser obtida pelos equipamentos em escala real. A situação ideal teria sido a utilizaçãode equipamentos similares, em escala piloto, fornecidos pelos fabricantes. Contudo,os ensaios aqui desenvolvidos são equivalentes àqueles que embasaram aconcepção e o projeto original do sistema de tratamento de lodo. Ressalva-se,portanto, que a qualidade da água recuperada, principalmente nos adensadoresmecânicos e centrífuga, poderá diferir dos resultados assim obtidos, para melhor oupior, sendo necessária sua avaliação a posteriori para tomada de decisão quanto aoaproveitamento ou descarte da fração recuperada em cada uma dessas unidades.7.4.4 - Resultados e DiscussãoNuma primeira etapa, foram avaliados cinco tipos de polímeros orgânicossintéticos de alto peso molecular (< 106), catiônicos, aniônicos e não iônicos, comopré-condicionamento ao adensamento.A partir dos resultados preliminares, dois tipos foram selecionados, umcatiônico (Nalco G9046) e outro aniônico (Nalco G998). Ressalta-se, porém, que nãofoi observada nenhuma diferença significativa em relação ao desempenho dospolímeros do outro fabricante. Para cada um deles foram investigadas diferentesdosagens mais um branco (sem polímero), a condição ótima correspondendo aomaior teor de sólidos no lodo (%) associado ao menor valor de turbidez dosobrenadante.
  26. 26. 268 - ESTUDO DAS ALTERNATIVASAlgumas considerações iniciais são importantes sobretudo o fato de que aárea disponível para condicionamento, dentro dos limites do terreno da ETA, é ofator impeditivo da utilização de alternativa com grande exigência de área deimplantação. Assim é que ficaram imediatamente descartadas as seguintesalternativas: lagoas de lodo e leitos de secagem. De sua parte os resultados dosensaios de espessamento, permitem a formulação das alternativas focalizadas aseguir para o condicionamento e destinação da mistura dos lodos gerados na ETACapim Fino. São elas:1. Elevatória de Lodo, espessamento por gravidade, com uso de polímero, seguidode desidratação mecânica, por prensa desaguadora, do lodo previamenteadensado;2. Elevatória de lodo, espessamento por flotação, com uso de polímero, seguido dedesidratação mecânica, por prensa desaguadora, do lodo previamenteadensado;3. Elevatória de lodo, espessamento mecânico com filtro de esteira (gravity table),com uso de polímero, seguido de desidratação mecânica por prensadesaguadora;4. Elevatória de lodo, espessamento mecânico com filtro de esteira (gravity table),com uso de polímero e desidratação mecânica por centrífuga, com uso depolímero;5. Envio do lodo, através de um Coletor Tronco "Guamium", para ser tratado emconjunto ao lodo gerado na ETE Principal de Piracicaba .8.1 - Pré-Dimensionamento das AlternativasA partir dos dados de vazão e de carga sólidos antes definidos, procedeu-seo dimensionamento das unidades da cadeia dos processos das três alternativasmecanizadas. Os resultados dos cálculos encontram-se reproduzidos nas Tabelas01 a 10 a seguir, sendo também ilustrativo a esse respeito o Tabela 12 logo maisadiante no texto. Como subsídio ao dimensionamento foram utilizados os dados,
  27. 27. 27capacidades e características de equipamentos obtidos junto aos fornecedorestradicionaisTabela 06 - Adensamento por GravidadeDados e características de projeto 1ª ETAPA 2ª ETAPAQuantidade de sólidos (kgSST/d)Vazão de lodo (m3/d)Número de unidadesDados dimensionais:- Diâmetro (m)- Área superficial (m2)- Profundidade (m)- Volume unitário (m3)- Volume total (m3)Taxa de aplicação de sólidos (kgSST/m2.d)Taxa de aplicação hidráulica (m/d)Tempo de detenção (h)120003283115176,713,00530,14530,1467,9118,583,9240004579215176,713,00530,141060,2967,9112,965,6
  28. 28. 28Tabela 07 - Adensamento por FlotaçãoDados e características de projeto 1ª ETAPA 2ª ETAPALodo a ser espessado (kg/d)- Médio- MáximoVazão de lodo (m3/d)Taxa de aplicação de sólidos (kgSST/m2.d)Dados finais de projetoNúmero de tanquesDimensões dos tanques- diâmetro (m)- altura média de água (m)- área/tanque (m2)- área total (m2)- volume total (m3)Taxa de aplicação de sólidos (kgSST/m2.h)- média- máximatempo de detenção (h)1200024000328361143,51541545393,256,53,92400048000457962143,515430810783,256,56
  29. 29. 29Tabela 08 - Adensamento mecânicoDados e características de projeto 1ª ETAPA 2ª ETAPALodo oriundo do tratamento de água- quant. de sólidos SST (ton/d)- vazão (m3/dia)Produto Químico- dosagem (kg/ton. De sólidos seco)- quantidade necessária(kg/dia)Total de sólidos a ser espessado (kg/dia)Lodo espessado- concentração de sólidos (%)- captura de sólidos (%)- quantidade de sólidos, SST (ton/d)- densidade do lodo adensado (ton/m3)- volume de lodo adensado (m3/d)Espessador mecânico- largura de esteira (m)- capacidade em kgSST/h (m. de largura)- capacidade unitária (kgSSt/h)- período de funcionamento diário(h)- número de unidades requeridas- número de unidades adotado12328356050069811,7611962150300202,0022445795120100069823,5213922150300243,334
  30. 30. 30Tabela 09 - Desidratação Mecânica Com Prensa DesaguadoraDados e Características De Projeto MÉDIO PICOLodo, oriundo do adensador mecânico- Quantidade de sólidos SST, ton/d- Vazão, em m3/diaProduto Químico (Polieletrólito)- Dosagem (kg/ton de sólidos secos)- Quantidade necessária, kg/diaTotal de SST a ser desidratado, kg/hTorta oriunda da desidratação- Concentração de sólidos (%)- Captura de sólidos (%)- Quantidade de sólidos, SST, ton/d- Densidade do lodo desidratado, ton/m3- Volume do lodo desidratado, m3/dDesidratação Mecânica- Largura da esteira (m)- Capacidade em kgSST/h (metro delargura)- Capacidade unitária, kgSStT/h- Período de funcionamento diário, h- Número de unidades requeridas- Número de unidades adotadas11,760196558,8490209811,521582175350162,10223,523925117,6980209823,0511152175350164,204
  31. 31. 31Tabela 10- Desidratação Mecânica Com CentrífugaDados e Características de Projeto 1ª ETAPA FINALLodo, previamente espessado- Quantidade de SST, ton/d- Vazão, em m3/diaProduto Químico (Polieletrólito)- Dosagem (kg/ton de sólidos secos)- Quantidade necessária, kg/diaTotal de SST a ser desidratado, kg/hTorta oriunda da desidratação- Concentração de sólidos (%)- Captura de sólidos (%)- Quantidade de sólidos, SST, ton/d- Densidade do lodo desidratado, ton/m3- Volume da torta, m3/dDesidratação Mecânica (Centrífuga)- Capacidade unitária, l/h (PROQUIP) (*)- Período de funcionamento diário- Número de unidades requeridas- Número de unidades adotadas- Potência, CV- Centrífuga de Pieralisi, Modelo (*)- Capacidade unitária, m3/h- Período de funcionamento diário- Número de unidades requeridas- Número de unidade adotados- Potência instalada unitária, CV11,76196558,8490259811,5214612000161,522,2Jumbo 221160,5817023,523925117,6980259823,0519224000162,533,3Jumbo 221161,172140(*) Somente como referência para cálculo
  32. 32. 328.1.1 - Análise Comparativa das AlternativasAspectos Técnicos Relacionados às AlternativasAs quatros primeiras alternativas têm por diferenciá-las o método deespessamento do lodo: adensadores por gravidade na Alt. I; flotadores por ar difusona Alt. II; espessamento mecânico por esteira na Alt.III e Alt.IV. A Alt. IV ainda separticulariza, em relação às demais pela utilização de centrífuga para desidrataçãodo lodo.Quanto à performance de espessamento do lodo, os flotadores eadensadores apresentaram bons resultados dos ensaios realizados, tal como jádestacado anteriormente, tendo a flotação se mostrado mais eficiente. No entanto osresultados obtidos com o adensamento por gravidade não coloca essa alternativaem posição desvantajosa em relação a performance da etapa subsequente dedesidratação mecânica do lodo.O adensamento por gravidade, a um só tempo, envolve menos estágiosoperacionais e o conjunto das instalações apresenta menor complexidade sendoassim lícito esperar-se menos problemas de manutenção e maior simplicidadeoperacional. Com relação ao adensamento mecânico, por esteira (gravity table),trata-se de processos com expectativa de performance minimamente igual a dosoutros dois antes focalizados ( adensamento por gravidade e flotação). Tal comoanteriormente descrito, as alternativas formuladas envolvem dois processos distintospara desidratação mecânica do lodo: prensa desaguadora para as três primeirasalternativas (Alt. I, Alt. II, Alt.III) e centrífuga unicamente no caso da alternativa Alt.IV. Os aspectos que diferenciam essas duas modalidades de processo dedesidratação são os seguintes:• Melhor performance da centrífuga no que diz respeito ao teor de sólidos na tortadesidratada, situando-se entre 20% a 30%, enquanto que a taxa típica da prensadesaguadora situa-se entre 15% a 20%, para lodo pré-adensado com teor desólidos na faixa entre 4% a 6%.• Conjunto das duas centrífugas previstas e instalações associadas (sistema detransporte do lodo espessado e elevatória de alimentação das centrífugas)apresenta demanda elevada de energia com uma potência instalada da ordem
  33. 33. 33de 120 CV para as máquinas e 3 elevatórias, contra uma potência instalada daordem de 10 CV para as prensas desaguadoras e 2 elevatórias.A torta mais concentrada do processo de centrifugação permite na média umaredução no volume de disposição final do lodo desidratado da ordem de 25%, o queobviamente reduz a área necessária para a disposição e o custo de transporte. Avantagem de redução do custo operacional de transporte é quase que totalmenteneutralizada, haja vista que a disposição final da torta será feita em terrenoadjacente a área da ETA Capim Fino. Resta então apenas a vantagem da exigênciade uma menor área para a disposição da torta que representa um custo deinvestimento que não pesa muito para escolha da solução adotada, em função denão ser elevado o custo unitário do terreno da área adjacente a ETA Capim Fino.A Alt. V apresenta concepção diferente das demais, haja vista que em lugarde tratar o lodo no próprio local onde ele é gerado, prevê seu envio para tratamentoem conjunto o lodo gerado na ETE Principal de Piracicaba. Nestas condições,obviamente trata-se de uma alternativa que envolve incerteza, sobretudo no que dizrespeito ao tipo de tratamento adotado para tal ETE. A quantidade de sólidos queserá enviada para a estação de esgoto seria, de acordo com os resultados doscálculos reproduzidos no quadro abaixo, muito grande, evidenciando o quanto seráimportante a repercussão dos sólidos sobre o processo adotado para ETE.Tabela 11 - Cargas de sólidos na ETE Principal.DADOS E CARACTERÍSTICAS 1ª ETAPA 2ª ETAPALodo gerado na ETA (kg/d)Lodo gerado na ETE- Vazão tratada, l/s- Conc. Admitida de SST no esgoto a ETE,mg/l- Aporte de sólidos, kg/d- Redução se sólidos no tratamento (%)- Carga de sólidos para condicionamento, kg/d120001903004924,8353201,12240002953007646,4354970,16
  34. 34. 34No caso da ETE Piracicamirim, na época do estudo ainda em fase de pré-operação, a fase inicial do tratamento é constituída por um RAFA ( Reator Anaeróbiode Fluxo Ascendente) precedido por um tratamento preliminar (gradeamento fino edesarenação) , seguindo-se uma etapa secundária de tratamento biológico por lodosativados. Os resultados de experiências internacionais e brasileiras permitemverificar que os sólidos suspensos no afluente são fatores que causam interferênciano desempenho dos reatores anaeróbios de fluxo ascendente, com manto de lodo(RAFA), à medida que cria dificuldade a uma boa distribuição do fluxo.Naturalmente, quanto maior for a concentração de sólidos no afluente ao tratamentomais difícil se torna a distribuição igual do fluxo entre os reatores em paralelo, assimcomo, dentro de cada reator.Sendo assim, para simplificar os problemas operacionais e tendo em vistaobter a melhor performance possível do tratamento do esgoto, objetivo maisimportante da ETE, torna-se em tudo conveniente, pelas razões assinaladas,minimizar a concentração de sólidos no esgoto bruto afluente ao tratamento. Vê-sepois que a Alt. V não condiz com esse objetivo, pelo contrário acarreta um aumentoda concentração de sólidos no afluente ao tratamento, aumentando o potencial decausas de distúrbios do tratamento com RAFA.8.2 – Custo das alternativasOs custos das alternativas estão reproduzidos no quadro à seguir. Os valoresforam estimados tomando-se por base custos de mercados dos equipamentos,obtidos junto a fornecedores e, custos estimados das obras civis calculados a partirde levantamento de quantitativos e de índices de preços divulgados para obrasconstruídas no estado de São Paulo.No caso da Alt. V, que prevê a descarga dos despejos da ETA no coletortronco Guamium para condicionamento na ETE Principal, os custos estimados dasobras lineares foram obtidos com apoio na curva de custos do Plano Diretor.Desta forma o custo total estimado das obras lineares dessa alternativaascende a R$ 900.000,00 o que em relação ao custo original do Plano Diretor (R$650.000,00) significa um acréscimo a ser debitado à Alt. V de R$ 250.000,00. Parase obter o custo total dessa alternativa há ainda que ser acrescentado oinvestimento a ser feito na ETE Principal para a implantação das instalações de
  35. 35. 35condicionamento do lodo, para disposição final, uma vez que não seria possívelabsorver o elevado incremento de sólidos oriundos da ETA nas instalaçõesprojetadas e dimensionadas para tratar o lodo da ETE.
  36. 36. 36TABELA 12 - CUSTO ESTIMATIVO DOS INVESTIMENTOS DAS ALTERNATIVAS* necessário dois pisoALTERNATIVA 1 ALTERNATIVA 2 ALTERNATIVA 3 ALTERNATIVA 4 ALTERNATIVA 5COMPONENTES DAS ALTERNATIVAS1ª Etapa 2ª Etapa 1ª Etapa 2ª Etapa 1ª Etapa 2ª Etapa 1ª Etapa 2ª Etapa 1ª Etapa 2ª EtapaAdensador por Gravidade- número de equipamentos- custo unitário, R$- custo total dos equipamentos, R$- custo total das obras civis, R$Adensador por Flotação- número de equipamentos- custo um unitário, R$- custo total dos equipamentos, R$- custo total das obras civis, R$Adensador Mecânico, com esteira- número de equipamentos- custo unitário, R$- custo total dos equipamentos, R$- custo total das obras civis, R$Desidratação Mecânica- tipo de equipamento- número de equipamentos- custo unitário, R$- custo total dos equipamentos, R$- bombas e tubulações associadas, R$- correia transportadora de lodo, R$- custo total das obras civis, R$Obras Lineares, R$15100051000100000Esteira2960001920005000015100051000100000Esteira29600019200015400054000100000Esteira2960001920005000015400054000100000Esteira29600019200024900098000Esteira2960001920005000024900098000Esteira29600019200024900098000Centríf.11700001700002000010000* 10000024900098000Centríf.11700001700001000024900098000Esteira2960001920005000025000024900098000Esteira296000192000CUSTO DAS ETAPAS, R$ 393000 343000 396000 346000 340000 290000 398000 278000 590000 290000CUSTO DAS ALTERNATIVAS, R$ 736000 742000 630000 676000 880000
  37. 37. 378.3 - Solução recomendada, suas características técnicas e descriçãodas instalaçõesO custo mais elevado articulado aos problemas técnicos inerentes da Alt. Vjustifica de imediato o seu abandono. Quanto às demais alternativas, em função dosargumentos focalizados anteriormente, envolvendo aspectos técnicos e potênciainstalada para cada alternativa, adotou-se o custo do investimento como critériorecorrente para recomendação da solução mais adequada.A Alt.III, a um só tempo, apresenta o menor custo de investimento (cerca de7% menor que o da Alt.IV) e requer menor potência instalada e, por conseguinte,menor consumo de energia. De fato, a Alt.III, comparada com a alternativa Alt.IV,apresenta a seu favor uma importante diferença de potência instalada (potência daAlt.III ≅ 10CV e; potência da Alt.IV ≅ 120 CV). Por outro lado, a Alt.IV deverá,provavelmente, apresentar um custo de manutenção inferior que o da Alt.III, devidoàs características de seus equipamentos. Além disso, o custo de mão de obra deoperação da Alt.IV também deverá ser inferior, por não exigir presença constante deum operador encarregado de aferir lubrificações de mancais, alinhamento deesteiras e limpeza com água sob pressão, além de propiciar uma total automação doprocesso.No que se refere aos produtos químicos, as duas alternativas apresentamdemandas de consumo muito próximas. De resto, para ser abrangente, acomparação da Alt.III e da Alt.IV com as alternativas restantes (Alt.I e Alt.II)evidencia que elas apresentam valores aproximados aos da Alt.III para os consumosde energia e de produtos químicos, mas custos de investimentos bem maiselevados. No seu conjunto as instalações integrantes da Alt.III são as seguintes:- uma elevatória com bomba submersível para captação e bombeamento dosdespejos até a entrada na unidade de espessamento mecânico.- Um conjunto de instalações composto de uma unidade do tipo espessadormecânico apoiada sobre uma prensa desaguadora.- Uma elevatória para retorno da fase líquida à entrada da ETA.No que diz respeito a performance dessa solução, ela permite esperar os seguintesresultados:
  38. 38. 38- lodo espessado mecanicamente, com teor de sólidos na faixa de 4 a 8%;- lodo previamente espessado desidratado mecanicamente, em prensasdesaguadoras, com teor de sólidos na torta de 20%;- água da fase líquida retornando ao tratamento, com ganho de vazão de 29 l/s a58 l/s.Com relação a Alt. IV, as instalações integrantes abrangem o seguinte:- uma elevatória com bomba submersível para captação e bombeamento dosdespejos até a cota de entrada na unidade de espessamento mecânico,- uma unidade do tipo espessador mecânico,- elevatória de alimentação das centrífugas,- unidade de desidratação por centrífugas,- uma elevatória para retorno da fase líquida, proveniente tanto do espessadormecânico, quanto das centrífugas, até a entrada da ETA.Quanto à performance dessa solução, ela permite esperar os seguintes resultados:- lodo espessado mecanicamente, com teor de sólidos na faixa de 4 a 8%,- lodo previamente espessado desidratado mecanicamente, em centrífugas, comteor de sólidos na torta de no mínimo 25%, até no máximo de 30%.- Água da fase líquida retornando ao tratamento, com ganho de vazão de 29 l/s a58 l/s.A consultoria dá como sugestão a Alt. III porém, a escolha entre asalternativas é decisão do SEMAE e, o mesmo optou pela Alt. IV a qual, sofreráalgumas alterações na sua concepção a fim de se adequar a realidade dodepartamento e também da própria estação de tratamento de água.9 - DISPOSIÇÃO FINAL DA TORTA DESIDRATADAOs estudos desenvolvidos com o objetivo consideraram inicialmente duasalternativas como possíveis: disposição da torta no aterro sanitário municipal de lixodoméstico e, em área de uso particular do Semae.
  39. 39. 39Para que a torta seja disposta em aterro municipal foi exigido que a mesmaatingisse um teor de sólidos de 65%. Devido ao atual estado da arte, osequipamentos de desidratação disponíveis (filtro à vácuo, centrifugas, filtros deesteira e filtro-prensa de placas) não têm autonomia para gerar uma torta com talteor de sólidos: dentre eles o filtro-prensa é o que gera a torta mais concentrada,com 40% de sólidos, com adição de cal como condicionante, reduzindo-se a 30% oteor de sólidos da torta se o condicionante utilizado for um polímero.A secagem térmica do lodo após a desidratação mecânica embora possagerar uma torta com 95% em teor de sólidos, ela não proporcionaria com certeza65% de teor de sólidos inerte na torta, salvo se a relação SST/SSV (sólidossecos/sólidos voláteis) do lodo da ETA for igual a 65%, o que é pouco provável. Aanálise desenvolvida até então deixa como única solução que atenda a demandapara a disposição do lodo no aterro municipal a incineração. Tal procedimento torna-se inviável devido ao custo muito elevado , e por tratar-se de uma operaçãocomplexa e de manutenção sutil e laboriosa.Diante de todo os argumentos destacados anteriormente, propõe-se entãoque o lodo desidratado em centrífugas, com teor de sólidos entre 25% a 30%, sejadisposto na área desocupada adjacente a ETA. Considerando-se o espalhamento dolodo em camada de 1,75m de espessura e, um tempo de estocagem estimado em 5anos a área necessária totaliza 4,8 ha (46 m3/d * 365 d *5 anos/1,75 m) para umaprodução média de 46 m3/d de lodo desidratado.É importante salientar que, após cinco anos, se as condições geotécnicas dolodo depositado o permitirem, nova camada de 1,75 m, ou mais, poderá serdepositada sobre a camada inicial, com prévia preparação das condições dasuperfície dessa camada já depositada, aumentando assim possivelmente a vida útilda área de depósito para pelo menos mais cinco anos.10 - ESTUDO DA READEQUAÇÃO DO SISTEMA DE TRATAMENTODO LODODurante todo levantamento das possibilidades de se implantar uma estaçãode tratamento de lodo junto a ETA Capim Fino foram definidos alguns parâmetros de
  40. 40. 40projetos tomando como referência de cálculos o volume de lodo gerado nosdecantadores e nas lavagens dos filtros. Visto que para o "projeto original",elaborado pela empresa contratada, observou-se uma vazão a ser adensada de5000 m3/d e que seriam necessários então um número de equipamentos da ordemde 4 adensadores e 2 centrífugas. Neste projeto previa-se a execução dasseguintes obras:- uma caixa de amortecimento,- um tanque de amortecimento de 700 m3,- uma caixa de sucção do lodo a ser adensado (EE1),- um edifício para a acomodação das prensas, centrífugas e pontes rolantes,- uma caixa de recepção da água proveniente dos equipamentos desidratadores(EE2),- uma caixa de recepção e homogenização (EE3).10.1 - Vazões Para DimensionamentoAs vazões de lodo e as cargas de sólidos decorrentes do processo detratamento de água da ETA são consideradas como aquelas geradas pelo despejodecorrentes de duas fontes: decantadores e água de lavagem dos filtros. Veresquema a seguir:A vazão proveniente dos decantadores (44 l/s) é considerada contínua aolongo do período de operação da ETA. Por outro lado, a vazão decorrente dalavagem dos filtros ocorre de forma esporádica a uma taxa de 120 m3para umaduração de cerca de 5 minutos.Carga Sólida TotalDECANTADOR Concentração 6 g/l22,8 t/dVazão = 3800 m /d = 44 l/s3FILTROCarga Sólida TotalConcentração 0,3 g/lVazão = 1200 m /d = 14 l/s30,36 t/d
  41. 41. 4110.1.1 - Condução das vazões de acordo com o projeto originalA vazão do lodo dos decantadores é conduzida para o adensador e centrífugaatravés da estação elevatória EE1. A vazão da água de lavagem dos filtros poderiaseguir dois distintos caminhos:10.1.2 - Situação 01A água de lavagem dos filtros é conduzida a entrada da ETA, após suaregularização em 60 l/s, através da elevatória EE3.Foram admitidas no projeto original 8 lavagens de filtros por dia em intervalosregulares de 2 horas, com um volume descarregado em cada lavagem de 200 m3. oque produz um volume diário previsto de 1600 m3. O volume de 200 m3édescarregado em cerca de 4 minutos sendo considerada uma vazão de 60 l/s deretorno para a ETA. Desta forma, considerando que o volume de 200 m3sejarecalcado em 1 hora, fica estabelecido o volume de 190 m3para a caixa de sucçãopara que não ocorra transbordamento.Vol = 200 - 60/1000 * 4 * 60 = 185,6 m3A situação 01 apresenta problemas quanto ao retorno da água de lavagemdos filtros diretamente na entrada da ETA, situação na qual se procura evitar naatualidade em decorrência da qualidade desejada.EE3Entrada daETAFILTRO
  42. 42. 4210.1.3 - Situação 02A água de lavagem dos filtros junta-se ao lodo produzido nos decantadoresna caixa de recepção sendo aduzida para os adensadores através da elevatóriaEE1.Nesta situação o volume do tanque é utilizado como auxiliar na regularizaçãoda vazão que sai da lavagem dos filtros. A vazão de entrada que é consideradacontínua de lodo dos decantadores é de 44 l/s, a de recalque pelo bombeamentoprevisto é de 58 l/s, além dos 200 m3que chegam da lavagem dos filtros em 8lavagens programadas no dia. Assim o balanço de massa horário e diário ficarianesta situação:Tabela 13 - Balanço de massaSistema Vazão Volume HorárioDecantador (entra) 44 l/s 158,5 m3Recalque (sai) 58 l/s 208,8 m3Lavagem filtro (entra) - 200,0 m3Balanço do volume diárioVolume = 8 x 200 + (158,4 - 208,8) x 24Volume = 390 m3Este volume residual fica retido no tanque de armazenamento após um dia deoperação. A não veiculação deste residual produz volumes acumulados nareservação que levam ao transbordamento após alguns dias de operação. Não foimencionada no projeto nenhuma referência ao destino deste residual.EE1CAIXA DERECEPÇÃODECANTADORADENSAMENTOTANQUEFILTROFILTRO
  43. 43. 43Assim conforme a aparente inadequação das soluções apresentadas no quese refere em particular a água de lavagem dos filtros, que deveria receber melhoradequação, tanto visando a sua recirculação com retorno a entrada da ETA, comoum melhor condicionamento de seu material sólido para a etapa de adensamento ecentrifugação, fica proposta uma alternativa que prevê a clarificação da água delavagem de filtro antes de sua recirculação.10.1.4 - Solução AlternativaApós levantamentos chegou-se a seguinte conformidade:- a água de lavagem dos filtros será encaminhada diretamente ao tanque deamortecimento, para o seu processo de clarificação. A parte sólida seráconduzida ao poço de sucção da estação elevatória EE1. A parcela clarificadasobrenadante é então conduzida para o compartimento da caixa de recepçãoque se comunica com o poço de sucção da EE3 para sua recondução a entradada ETA. Ver esquema abaixo:A nova proposição exige algumas modificações na caixa de recepção e notanque de clarificação. A caixa de recepção, embora não tenha suas dimensõesalteradas, sofrerá modificações internas para isolar a água sobrenadante da misturaadensada. A tubulação que conduzia o lodo dos decantadores e da lavagem de(alta concentração)(baixa concentração)DECANTADORTANQUECAIXA DE EE1EE3RECEPÇÃOFILTRO
  44. 44. 44filtro, conduzirá apenas o lodo dos decantadores e chegará no mesmo pontoprevisto. A câmara de chegada será fechada até a laje superior (fechando-se overtedor para o poço de sucção EE3). A água de lavagem dos filtros chegará, apósclarificação no tanque, em compartimento da caixa de recepção que está em contatocom o poço de sucção da EE3. A seqüência dos fluxos e as vazões que serãoadmitidas neste memorial estão apresentadas na figura a seguir.
  45. 45. 45Filtro0,03%-0,3g/l1200m3/d(13,8l/s)0,36ton/dSSTe=0,98%EE36%-60g/l392m3/d0,013%-0,13g/l3608m3/d(41,8l/s)300m3/d(3,5l/s)Decantador23,52ton/d13,68ton/dSST
  46. 46. 4611 - EQUIPAMENTOSCom base nas considerações do projeto original, admitiu-se também aquipara a readequação a mesma concentração média de sólidos no lodo de 6 g/l e naALF de 0,3 g/l (300 mg/l). Assim temos:Carga total sólidos = (3.800.000 l/d x 6 g/l) + (1.200.000 l/d x 0,3 g/l)= 23.160.000 g/d ≅ 24.000 kg/dPara o projeto original a indicação do número de equipamentos era de 4adensadores e 2 centrífugas e, foi previsto que em dias chuvosos possivelmenteestes equipamentos poderiam trabalhar sobrecarregados.Para o projeto readequado serão utilizados apenas 2 adensadores e 1centrífuga o que possivelmente, com o volume a ser tratado, irão operar no seulimite. Para que apenas duas unidades atendessem satisfatoriamente a essascondições seria necessário reduzir a vazão de lodo gerado nos decantadores para2.300 m3/dia, praticamente 67% daquela vazão observada na época dos testes.Quanto ao número de dosadores de polímeros serão necessárias trêsunidades : a) no pré-condicionamento da água de lavagem de filtro para clarificaçãoonde o polímero escolhido foi do tipo aniônico (e.g., Nalco G998); b) no pré-condicionamento do lodo para o adensamento onde o polímero escolhido é do tipocatiônico (e.g., Nalco 9046); c) no pré-condicionamento do lodo adensado para adesidratação com polímero escolhido para adensar é do tipo catiônico (e.g.,Stockahausen, B - 852)
  47. 47. 47Figura 04 – Centrífuga da ETL-Capim Fino.Figura 05 – Adensadores de lodo da ETL-Capim Fino.
  48. 48. 48Figura 06 – Adensadores da ETL-Capim Fino.12 - READEQUAÇÃO PROPOSTA PELO SEMAE INCORPORADA ÀSOLUÇÃO PROPOSTA ANTERIORMENTECom a proposta da solução em mãos o SEMAE sugeriu algumas alteraçõescomo:1- descarga contínua de sólidos decorrentes da água de lavagem de filtro para opoço de sucção da estação elevatória EE1, ao invés de descarga concentradaem 1 hora, com vazão de 2,31 l/s.2- Em decorrência da modificação 1 , redimensionamento da linha de recalque daEE1 para que atenda uma vazão contínua de 46,31 l/s.3- Substituição da elevatória de retorno de água do adensador + centrífuga (EE2)por uma linha de alimentação (por gravidade) para o poço de sucção da EE3(vazão de retorno dos adensadores 41,8 l/s + vazão de retorno da centrífuga 3,5l/s, totalizando um volume constante de 45,3 l/s).
  49. 49. 494- Reavaliação do poço de EE3 em face da modificação 3, onde o mesmo receberáuma vazão de 11,57 l/s de retorno do tanque de clarificação da ALF + 45,3 l/sde retorno da modificação 3 totalizando uma vazão contínua de 56,9 l/s a qualdeverá retornar na entrada da ETA.5- Redimensionamento do recalque da EE3 decorrentes da modificação 3.Relação dos componentes previstos para esta readequação:- 2 conjuntos de bombas submersas para a estação elevatória EE1,- 2 conjuntos de bombas submersas para a estação elevatória EE3,- 1 válvula de controle de vazão para a linha de drenagem do lodo da lavagem dosfiltros,- 1 válvula de controle de vazão para a linha de drenagem do sobrenadante dotanque de clarificação.Essa readequação visa dar uma melhor solução para a proposta já elaboradano que tange às construções já existente no sistema e também ao número deequipamentos a serem empregados no seu funcionamento.A seguir alguns valores expressivos quanto a custo na implantação destesistema readequado (estudo FUNCAMP) em relação ao projeto original (LatinConsult):
  50. 50. 50TABELA 14 - CustosPROJETO ORIGINAL(LATIN CONSULT.)PROJETO DE READEQUAÇÃO(FUNCAMP)Quant. Descrição dosequipamentosCustoaproximado(R$)Quant. Custo aproximado(R$)02 centrífugas 780.000,00 01 390.000,0004 adensadores 520.000,00 02 260.000,0002 Conjunto motobomba submersívelpara bombeamentoEE215.000,00 0,0002 Equipamentopreparador/dosadorde polímero320.000,00 02 320.000,00Total (R$) 1.635.000,00 970.000,00
  51. 51. 51Figura 07 – Prédio da ETL da ETA Capim Fino.Figura 08 – Tanque de Clarificação da ALF da ETA Capim Fino.
  52. 52. 52A seguir fluxograma da ETL - Capim FinoTanque de clarificaçãoda ALFCalha ParshallFLUXOGRAMA GERAL DO TRATAMENTO DE LODO - ETL (CAPIM FINO)LEGENDA:← Descarga de lodo decantadores(de 2.300 à 3.800 m3/dia – de 26,6 à 44 L/s)ST ≅ 0,6% (24 ton/dia Sólidos Suspensos Totais - SST)↑ Água lavagem de filtros – ALF(≅1.200 m3/dia – 14 L/s) – ST ≅ 0,03% - 0,36 ton/dia→ Sedimentos da ALF (200 m3/dia – 2,3 L/s)↓ EE-1 (Est. Elevatória 1) recalque para os adensadoresda ETL (2.500 à 4.000 m3/dia – de 30 à 46 L/s)ST de 0,6 à 1,0 %° Lodo adensado (392 m3/dia) ST≅ 5,0%± Lodo desidratado (92 m3/dia) ST≅ 25,0%″ Transporte em caçambas para o aterro do SEMAE≥ Água recuperada na ETL (45,3 L/s)× Água clarificada (11,7 L/s)∝ EE-3 (Est. Elevatória 3)recalque da água recuperada para ETA (57 L/s)Vazão ETA≅ 1.500 L/sFiltrosDecantadoresFloculadoresÁgua recuperada (retorna para ETA)Descarga delodo dos decantadoresEE3EE1ParaadensadoresCentrífugaAdensadoresÁgua recuperada no processo dotratamento do lodoLodo desidratadoÁgua recuperadaAterro próprio doSEMAE A = 8 ha←↑ ALF→°↓±≥×∝Dosador de polímero p/ ALFd=1 kg/ton ST(0,3 mg/L ALF)Dosador de polímerop/ adensadoresd=2 kg/ton ST(11,8 mg/L lodo)Dosador de polímero p/centrífugad=4 kg/ton ST(244 mg/L)″≥Reserv. água recuperadaETLV=40 m3V=100 m3 VV==11..220000 mm33
  53. 53. 5313 – OUTROS CASOS13.1 - Estação de Tratamento de Água Alto Tietê – ETA TaiaçupebaA estação de tratamento de água Taiaçupeba localizada em Suzano - AltoTietê (SABESP) é uma estação do tipo convencional de construção modular:- captação,- desinfecção,- coagulação,- floculação,- decantação,- filtração,- fluoretação,- distribuição.Atualmente ela trata uma vazão de 10 m3/s , volume aduzido de uma represaao lado da estação. Em sua planta física encontramos:- 6 decantadores de 100 x 30 x 4,25 m de remoção mecanizada de lodo,- 6 floculadores cada um com 3 compartimentos de 10 x 10 x 4,25 m e 9agitadores em três níveis de energia.- 20 filtros de 8,7 x 10 x 4,95 m (possibilita filtração direta),- RAT - reservatório de água tratada de capacidade d 22.000 m3,- 2 RD - reservatório de distribuição capacidade de 20.000 m3.Esta estação, construída de forma modular, será ampliada para tratar umavazão de 15 m3/s , capacidade máxima a ser tratada. A seguir alguns dadosgerados no tratamento de água da ETA Taiaçupeba:- volume tratado = 884.631 m3,- volume captado = 878.556 m3,- volume aduzido real = 764.100 m3,- volume aduzido estimado = 875.274 m3,- volume recuperado = 6.075 m3,- volume gasto = 9.357 m3,- volume de descarga de lodo = 2.241 m3,
  54. 54. 54- volume de lavagem de filtros = 6.645 m3,- volume de água de utilidade = 438 m3,- volume de água de abastecimento = 33 m3,- diferença vol. Aduzido real e estimado = - 111.174 m3,- vazão aduzida = 8,84 m3/s,- vazão captada = 10,17 m3,- vazão tratada = 10,24 m3/s.A estação de tratamento de água Taiaçupeba tem em sua estrutura físicauma estação de tratamento de lodo. Nela encontramos um tanque para aequalização do lodo oriundo dos decantadores. Através de bombeamento este lodoé então enviado para as mesas desaguadoras, antes de entrar no sistema éadicionado polímero aniônico para um melhor adensamento e separação dossólidos. Na seqüência este lodo adensado é enviado para o filtro prensa demembrana onde recebe adição de polímero catiônico antes de entrar no sistemapara posterior desidratação.O lodo bruto entra no sistema com uma concentração de 0,6% e apósadensamento e desidratação este, deveria atingir uma concentração de sólidos nafaixa de 30% (valores referidos à eficiência do filtro prensa) infelizmente, narealidade o sistema hoje descarta um lodo desidratado com concentração 15 a18%, valores fora do recomendado pela legislação para disposição no solo. A seguirfotos da ETA Taiaçupeba e suas dependências. As Figuras 09 a 12 ilustram osequipamentos da ETL.
  55. 55. 55Figura 09 – Tanque de Equalização do lodo – ETL Taiçupeba.Figura 10 – Mesa desaguadora de lodo – ETL Taiaçupeba.
  56. 56. 56Figura 11 – Filtro Prensa da ETA Taiaçupeba.Figura 12 – Local de disposição do lodo, adjacente a ETATaiaçupeba.
  57. 57. 5713.2 - Estação de Tratamento Águas de LimeiraSomente como citação, sabe-se através de funcionários da empresa Águasde Limeira que a mesma tem como projeto estar tratando e dispondo de forma legaltodo o lodo gerado no sistema de tratamento de água.O sistema a ser adotado pela empresa é de estar levando de caminhão todoo lodo gerado na estação até a ETE Tatu onde, estará sendo misturado ao lodo emtratamento. O ponto de mistura se dará no adensador e daí para frente segue oprocesso normal de tratamento de esgoto daquela estação.14 - CONCLUSÕESAtualmente no Brasil a prática de tratamento dos resíduos gerados emestações de tratamento de água ainda é vista como novidade e, possivelmentedeixada para segundo plano na implantação de sistemas de tratamento de água. Deacordo com as novas regulamentações, programas de gerenciamento completo paraestações de tratamento de água devem prever instalações para remover e dispor osresíduos de forma a atingir os objetivos de custo - benefício e legislaçõesambientais.A tecnologia para a recuperação da água e separação de resíduos sólidosesta razoavelmente desenvolvida. Em geral, o custo é o fator decisivo na hora daescolha do equipamento a ser adotado na implantação deste tipo de sistema,sobrepondo muitas vezes a técnica.Um estudo completo que leve em conta o tipo de ETA (sistema adotado),produtos aplicados e qualidade da água bruta deve ser o ponto de partida para aescolha da alternativa que melhor expresse os objetivos a serem alcançados. Oprocesso de tratamento do lodo deve ser selecionado de acordo com o tipo dedisposição final.Na ETA Capim Fino, os estudos indicam que será possível recuperarpraticamente toda água que seria lançada no corpo dágua reduzindo as perdas nosistema, porém, é importante salientar que outro grande benefício, talvez o mais
  58. 58. 58importante, é a redução do volume de resíduos sólidos e outros compostos queseriam lançados no manancial.Os resíduos sólidos desidratados serão dispostos em terreno próprio, onde otipo de solo favorece a disposição final sem grandes impactos ao meio ambiente,segundo estudos de caracterização ali realizados. Como o sistema ainda não seencontra em operação espera-se que o nível de tratamento (adensamento ecentrifugação mecânicos) seja realmente o diferencial para o sucesso destaimplantação, em contrapartida ao exemplo citado da ETA-Taiaçupeba, onde oequipamento empregado ainda não oferece a eficiência de projeto, a mesma exigidapela legislação quanto à disposição final.Quanto ao uso benéfico do lodo desidratado como matéria prima naelaboração de outros produtos, é de grande valia que seja realizada pesquisa nomercado comercial, buscando possíveis clientes, aceitação do produto pelosfabricantes e pelo consumidor final.Produzir sem gerar danos ao meio ambiente, a chamada produção limpa, éhoje a opção para a sociedade produtora quanto à redução dos resíduos. Diminuiros impactos ambientais, proteger os corpos dágua, gerar novos produtos a partir deresíduos são características de uma nova visão, onde produzir não significa apenastransformar mais sim, transformar com responsabilidade.RecomendaçõesSendo o lodo resíduo resultado da combinação de diferentes compostos,recomenda-se que seja efetuado um estudo detalhado quanto às característicasfísico-químicas e alternativas de disposição final como, por exemplo, desenvolverpesquisas junto a universidades buscando assim soluções adequadas, minimizandoos impactos ambientais, sobretudo devido à existência de um tempo máximoprevisto para a disposição final da torta no terreno adquirido pelo SEMAE.
  59. 59. 5915 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASBARRICHELO, C. M. C. Alternativas de uso e aplicações dos lodos deEstações de Tratamento de Água. 2003. 96f. Monografia – Gestão e TecnologiasAmbientais, MBA/USP.BISOGENIN, J. L.; IDE, C. N.; IMOLENE, L. M. Secagem de lodo de ETA emLeito Convencional. In: 20º CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIASANITÁRIA E AMBIENTAL, II – 074, 1999, RIO DE JANEIRO: ABES RIO, 1999, p –1483 – 1492.GONÇALVES, R. F.; BRANDÃO, J. T.; BARRETO, E. M. Viabilidadeeconômica da regeneração do sulfato de alumínio de lodos de Estações deTratamento de Águas. In: 20º CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIASANITÁRIA E AMBIENTAL, II – 045, 1999, RIO DE JANEIRO: ABES RIO, 1999, p –1298 – 1306.GONÇALVES, R. F.; PIOTTO, Z. C.; RESENDE, M. B. Influência dosmecanismos de coagulação da água bruta na reciclagem de coagulantes em lodosde Estações de Tratamento de Água. In: 19º CONGRESSO BRASILEIRO DEENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, II – 049, 1998. ABES, p 1353 – 1364.ISSAC, R. L.; LUVIZOTTO, E. Estudo de readequação do sistema deTratamento de Lodo da ETA Capim Fino em Piracicaba – SP. Relatório Final, 2002 –FEC – UNICAMP.LATIN CONSULT, Estudo de alternativas e proposição de solução paratratamento e destinação final dos despejos da ETA Capim Fino – Piracicaba. 1998,Relatório 4, Revisão 3.
  60. 60. 60LEME, H. M.; MERLI, G. L. Estação de Tratamento de Lodo gerado pela ETACapim Fino. In: 21º CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA EAMBIENTAL, I - 014, 2000, RIO DE JANEIRO: ABES TRABALHOS TÉCNICOS ,2000TEIXEIRA, L. C.; FILHO, S. S. F. Ensaios de pré-adensamento em batelada esemi-contínuo de lodos gerados em Estações de Tratamento de Água. In: 20ºCONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, II –008, 1999, RIO DE JANEIRO: ABES RIO, 1999. p 1039 – 1048TEIXEIRA, L. C.; FILHO, S. S. F. Influência do tipo e da dosagem de polímerona capacidade de pré-adensamento de lodos gerados em Estações de Tratamentode Água. In: 20º CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA EAMBIENTAL, II – 007, 1999, RIO DE JANEIRO: ABES RIO, 1999. p 1031 – 1038

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