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Tipo do documento: Dissertação
Título: ALTERNATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA TÉRMICO DE HIGIENIZAÇÃO E SECAGEM DO LODO GERADO EM ESTAÇÃO DE TRATAMENTO ANAERÓBIO DE ESGOTO SANITÁRIO DE PEQUENO PORTE
Autor: Kuk, Tiago Neumann 
Primeiro orientador: Souza, Jeanette Beber de
Primeiro coorientador: Possetti, Gustavo Rafael Collere
Resumo: O lodo resultante do tratamento de esgoto sanitário possui nutrientes e matéria orgânica, tornandoo um subproduto aproveitável na agricultura. Para que isso seja possível, é necessário o desaguamento deste lodo, que “in natura” e proveniente de reatores anaeróbios possui em torno de 95% de água e principalmente, um processo de higienização para inativação dos microrganismos presentes, sendo assim considerado sanitariamente seguro. Com a expectativa de que os índices de coleta e tratamento de esgoto aumentem no Brasil e com as exigências de maiores eficiências no tratamento, aumentarão volumes de lodo gerados e para ETEs de pequeno porte (até 30 mil habitantes), além do processo por meio de produtos químicos, busca-se outras formas de higienização. Esta pesquisa investigou uma ETE de pequeno porte cujos resultados de metano presentes no biogás gerado no RALF foram de (69,45 ± 3,74)%. O lodo deste RALF foi testado em 3 campanhas usando protótipos de tanques com pisos radiantes, aquecidos por energia solar e energia elétrica que simulou a demanda de metano. Na primeira campanha, em tanque metálico, nos pontos mais desfavoráveis da camada de 20cm de lodo “in natura” com 5,11% de ST, a temperatura média foi de 44,6ºC e máxima de 48,6ºC, não alcançando os patamares de temperatura e tempo de higienização recomendados (70ºC por 30 minutos ou 54ºC por 2 horas). Na segunda campanha, também em tanque metálico, os pontos mais desfavoráveis da camada de 10cm de lodo desaguado em leito de secagem, com 39,56% de ST, alcançaram média de 54,7ºC e máxima de 55,4ºC, sendo considerado higienizado após 25 horas, sanando uma incógnita que restava sobre o comportamento do lodo higienizado por via térmica neste patamar de ST. Na terceira campanha em tanque metálico, nos pontos mais desfavoráveis de 10cm de camada de lodo “in natura” com 4,41% de ST, alcançou-se média de 55,6ºC e máxima de 57,1ºC, sendo que o tempo de higienização foi de 11,43 horas. Porém este mesmo lodo, em camada de 10cm em tanque com piso de concreto, não atingiu temperaturas para ser considerado higienizado, sendo que a parte mais desfavorável alcançou média de 49,7ºC e máxima de 53,8ºC. A secagem do lodo foi satisfatória em todas as campanhas, atingindo sólidos totais finais de 76,44%, 70,86% e 77,02%, respectivamente. A comparação destes testes e com outras pesquisas, resultou que a alternativa mais favorável para a ETE estudada é um sistema que realize a higienização e secagem do lodo no patamar de 40% de ST por meio de 2 tanques metálicos com 50m² de piso radiante, cada um, funcionando com 3 ciclos mensais, utilizando um sistema solar de aquecimento inicial e um complemento de 9.691,88Nm³/mês de metano. O sistema será autossuficiente, pois para esta ETE, o metano calculado é de 11.640Nm³/mês, mas devido a oscilação na produção de biogás é necessário armazená-lo em um gasômetro de 80m³.
Abstract: The sludge resulting from sanitary sewage treatment has nutrients and organic matter, making it a usable by-product in agriculture. For this to be possible, it is necessary to dewater this sludge, which, in the natural state and from anaerobic reactors, has around 95% of water and mainly, it is necessary a process of hygienization for inactivation of the present microorganisms, in order to be considered sanitary safe. With the expectation that the rates of collection and treatment of sewage will increase in Brazil and with the requirements of more efficiency in the treatment, volumes of sludge generated will be increased and for small Wastwater Treatment Plants – WWTPs (up to 30.000 inhabitants), besides the process by means of chemical products, searching for other forms of hygienization. This research investigated a small WWTP in which methane results present in biogas generated in reactor were (69,45 ± 3,74)%. The sludge of this reactor was tested in 3 campaigns using prototypes tanks with radiant floors, heated by solar energy and electric energy that simulated methane demand. In the first campaign, in metallic tank, at the most unfavorable points of the 20cm layer of sludge in the natural state with 5,11% of total solids, the average temperature was 44,6ºC and the maximum of 48,6ºC, not reaching the levels of recommended temperature and cleaning time (70ºC for 30 minutes or 54ºC for 2 hours). In the second campaign, also in metallic tank, the most unfavorable points of the layer of 10cm of dewatered sludge in a drying bed, with 39,56% of total solids, reached average of 54,7ºC and maximum of 55,4ºC, being considered sanitized after 25 hours, responding an unknown information that remained on the behavior of the sludge sanitized by thermal path in this total solids level. In the third campaign in metallic tank, in the unfavorable points of 10cm of layer of sludge in the natural state with 4,41% of total solids, an average of 55,6ºC and maximum of 57,1ºC was reached, whereas the time of hygiene was 11,43 hours. However, this same sludge in a 10cm layer in tank with concrete floor, did not reach temperatures to be considered sanitized, thus the most unfavorable part reached average of 49,7ºC and maximum of 53,8ºC. Drying of the sludge was satisfactory in all the campaigns, reaching final total solids of 76,44%, 70,86% and 77,02%, respectively. The comparison of these tests and other researches, resulted that the most favorable alternative for the WWTP studied is a system that performs the sanitation and drying of the sludge on the 40% of total solids level by means of 2 metallic tanks with 50m² of radiant floor, each one, working 3 cycles monthly, using an initial solar heating system and a complement of 9.691,88Nm³/month of methane. The system will be self-sufficient, because for this WWTP, the calculated methane is 11.640Nm³/month, but due to oscillation in the biogas production it is necessary to store it in a gasometer of 80m³.
Palavras-chave: lodo de esgoto
metano
higienização de lodo
tratamento térmico
sewage sludge
methane
sludge sanitation
heat treatment
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual do Centro-Oeste
Sigla da instituição: UNICENTRO
Departamento: Unicentro::Departamento de Ciências Agrárias e Ambientais
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental (Mestrado / Associação Ampla com UEPG)
Citação: Kuk, Tiago Neumann. ALTERNATIVAS PARA IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA TÉRMICO DE HIGIENIZAÇÃO E SECAGEM DO LODO GERADO EM ESTAÇÃO DE TRATAMENTO ANAERÓBIO DE ESGOTO SANITÁRIO DE PEQUENO PORTE. 2019. 110 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental - Mestrado / Associação Ampla com UEPG) - Universidade Estadual do Centro-Oeste, Irati - PR.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.unicentro.br:8080/jspui/handle/jspui/1237
Data de defesa: 9-Ago-2019
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental (Associação com Universidade Estadual de Ponta Grossa)

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