DISCIPLINA DE TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS

PROFª. MARIANA SANTIAGO

Tratamento de Lodo por Desidratação : Filtro Prensa e Prensa desaguadora

Acadêmicos: Rafael Franco, Pedro Henrique Prates, Daniel Ortega

DESIDRATAÇÃO DE LODO

É uma operação que diminui o volume do lodo em excesso por meio da redução de seu teor de água.

As principais razões para realizar a desidratação são: Redução do custo de transporte para o local de

disposição final; Redução do volume para disposição em aterro

sanitário ou uso na agricultura; Melhoria das condições de manejo do lodo e aumento

do poder calorífico.

DESIDRATAÇÃO DE LODO

A seleção do processo depende do tipo de lodo e da área disponível. São dois métodos:

Natural: a umidade é removida pela evaporação e gravidade.

Mecânico: inclui prensa desaguadora, filtro prensa e centrífuga.

FILTRO PRENSA

O sistema de filtro-prensa para remoção de água de lodos funciona de forma intermitente. O lodo é introduzido em câmaras, onde “telas” (mantas) filtrantes estão alojadas. Por meio de aplicação de pressões diferenciais, inicia-se a compressão do material sobre o meio filtrante, fazendo com que o filtrado seja removido, formando-se na câmara uma mistura com teor elevado de sólidos, usualmente denominado de torta.

FILTRO PRENSA

O sistema de filtro prensa envolve basicamente duas operações: a primeira é aplicação de pressão sobre a massa (lodo) e a segunda consiste na filtração da água contida na massa. Na figura 5.1 pode-se observar o esquema que ilustra o fenômeno.

FILTRO PRENSA

(Fonte: PROSAB)

FILTRO PRENSA

Segundo esse princípio há três tipos de filtro-prensa: • Filtro-prensa de placas;• Filtro-prensa de diafragma;• Filtro-prensa de correia ou esteira;

Cada um com suas características próprias.

FILTRO PRENSA

Filtro-prensa de placa

Os filtros-prensa de placa são constituídos por uma estrutura metálica que tem como guia uma viga, onde as placas são colocadas. Essa guia pode ser superior ou lateral, como mostra a Figura 5.2.

FILTRO PRENSA

FILTRO PRENSA

Os filtros de placa tem funcionamento não contínuo, efetuando a prensagem em batelada, onde as câmaras são preenchidas com o lodo e a parte móvel do filtro provoca compressão, de tal maneira que se inicia a formação da torta com a retirada do filtrado através de cada câmara. A torta apresenta concentração de matéria seca de 25% a 35%. O tempo de filtração pode variar de 3 a 5 horas, considerando a carga, filtração propriamente dita e descarga, podendo efetuar até 6 ciclos por dia. Na figura 5.3 tem se um esquema geral do filtro-prensa de placas.

As placas utilizadas nos filtros prensa podem ser construídas com diversos materiais: ferro fundido cinzento, ferro fundido modular, alumínio, aço inox e ligas especiais, poliéster reforçados com fibras sintéticas, polipropileno, madeira, Nekulit (material sintético exclusivo da marca Netzsch). Como meio filtrante normalmente são utilizados tecidos de fibras orgânicas sintéticas, tais com náilon e propileno.

FILTRO PRENSAO ciclo de operação do filtro-prensa pode ser divido

em três etapas básicas: a) Enchimento;b) Filtração sob pressão máxima ;c) Descarga de torta.

Durante a fase de filtração, a pressão aplicada chega a atingir 17 atm (250 psi). A duração do tempo de cada batelada varia de acordo com a vazão da bomba de alimentação, tipo de lodo, teor de sólidos e filtrabilidade do lodo afluente e tipo, estado e grau de limpeza da tela.

FILTRO PRENSA

A duração do tempo de cada batelada varia de acordo com a vazão da bomba de alimentação, tipo de lodo, teor de sólidos e filtrabilidade do lodo afluente e tipo, estado e grau de limpeza da tela. A escolha do tipo de tecido é um fator importante do projeto de filtro-prensa, uma vez que o tecido promove influência direta na eficiência da operação. Assim, a abertura da trama e a espessura do filamento devem ser bem adaptadas ao tamanho da partícula que se deseja reter.

FILTRO PRENSAOs filtros-prensa são largamente utilizados na Europa, principalmente na Inglaterra, e estão se tornando populares nos Estados Unidos. Atualmente, os filtro-prensa são automatizados, reduzindo sobremaneira a necessidade de mão de obra. O peso do equipamento, seu custo de aquisição e a necessidade de substituição regular das telas de filtração fazem com que o uso de filtro prensa seja limitado a ETEs de médio e grande porte.

FILTRO PRENSA

(Fonte: PROSAB)

FILTRO PRENSA

Um sistema de filtro-prensa inclui:•Sistema de recebimento e armazenagem do lodo;•Sistema de transferência do lodo;•Sistema de preparo e dosagem de produtos químicos;•Sistema de condicionamento do lodo;•Sistema de alimentação do filtro-prensa;•Sistema de filtração e compressão do lodo;•Sistema de transporte da torta; •Sistema de lavagem dos tecidos.

FILTRO PRENSA

A adição de produtos químicos ao lodo bruto visa principalmente melhorar as condições de filtrabilidade do mesmo e a possibilidade de formação de um floco mais compacto. Os produtos químicos normalmente utilizados são:•Cloreto férrico e cal;•Sulfato ferroso e cal;•Sulfato férrico e cal;•Polieletrólitos (polímeros sintéticos).

FILTRO PRENSA

Filtro prensa de diafragma

O filtro prensa de diafragma é composto por diversas placas individuais intercaladas entre câmara e diafragma, sendo que as placas diafragmas são revestidas por um diafragma elástico formando assim um pacote de placas, denominado misto.

FILTRO PRENSA

Cada placa possui um recesso nos dois lados, que juntamente com a placa vizinha forma uma câmara. A entrada do produto nas placas normalmente é central, podendo variar para inferior ou superior, conforme necessidade de cada processo específico.

FILTRO PRENSA

A vazão de filtrado aumenta com a elevação da pressão de pressurização, sem que ocorra alimentação do lodo ao filtro prensa. Como esta técnica, se aumenta o rendimento do filtrado drasticamente, ou seja, as tortas geradas possuem um teor de sólidos maior, diminuindo custos com disposição final, transporte e armazenamento.

Com o sistema de diafragma, o processo de separação sólido/líquido se reduz no tempo de filtração, ou seja, a capacidade especifica da carga é aumentada. Transcorrido os tempos de pressurização pré-determinados, ocorre a despressurização dos diafragmas com posterior descarga das tortas, estes tempos são definidos através de ensaios preliminares ou dados experimentais em função de equipamentos já instalados.

O diafragma é impermeável e tem função de reduzir a espessura da torta na câmara. São placas desenvolvidas para processos de maior produção, permitem ciclos de filtração em média 40% mais rápido que o filtro-prensa de placa.

Prensa desaguadora

O filtro-prensa de correia é um equipamento que funciona com o lodo sendo introduzidos entre duas correias, em que uma delas é o meio filtrante. Estas se deslocam entre roletes que promovem a compressão de uma esteira ou correia sobre a outra, provocando a drenagem do líquido. Na figura 5.8 tem se um esquema desse equipamento.

PRENSA DESAGUADORA

O processo de desidratação é efetuado primeiramente por gravidade, removendo nesta primeira etapa, grande quantidade de água presente no lodo. Em seguida, o lodo é prensado em esteiras, aplicando-se uma pressão continua, retirando o excesso de água remanescente, devendo retornar para o tanque de equalização

PRENSA DESAGUADORA

A torta é recolhida através de lamina de raspagem e coletada por correia transportadora ou recipiente, com concentração de massa seca variando entre 25% e 35%, a depender da natureza do lodo. Sua grande vantagem é operar continuamente, enquanto que os filtros-prensa de placa operam em bateladas.

Sua utilização é vantajosa para médias e grandes indústrias. No caso de lodo biológico, é necessário o uso de floculantes para formação de flocos volumosos, adensando-se facilmente, podendo ser prensados sem dificuldades. Os floculantes a serem utilizados dependem das características e da natureza do lodo, podendo ser usados polieletrólitos catiônicos ou aniônicos.

A aplicação é feita na tubulação à montante da entrada do filtro ou diretamente na caixa de mistura, provida de agitador vertical de velocidade variável.

VANTAGENS:Como o equipamento é fornecido com pés de apoio, não é necessária a construção de bases de concreto para apoio do equipamento, facilitando a obra civilBandejas e Tanque de alimentação em aço inoxidável, reduzindo o problema de corrosão.Equipamento de simples funcionamento e manutenção.Alta redução do volume de lodo gerado em pouco espaço ocupado.

O conteúdo de sólidos final pode chegar a 30%, dependendo do tipo de lodo.

Operação contínua, uma vez que não necessita de uma preparação química do lodo dependendo da natureza do lodo.

A qualidade do filtrado é superior ao dos filtros convencionais com retenção de sólidos em torno de 95%, podendo ser mandado direto para o processo.

A torta, produzida é mais seca (umidade de 65 a 75%). Economiza também no transporte menos sólidos, transporte menos viagens de caminhão e economia de combustível.

Tipo de lodo

Carga hidráulica(m³/h)

Carga de sólidos (kg/h)

Concentração de sólidos no afluente (% ST)

Conc. de sólidos na torta (% ST)

Captura de sólidos (%)

Anaeróbio* 6,4-15 318-454 3-5 18-24 95

Aeróbio** 7,3-23 181-318 1-3,0 14-18 92-95

Lodo ativado

10,4 -23 136-272 0,5-1,3 14-18 90-95

Bruto primário

11,4-23 681-1.134

4-6 23-25 95

Bruto misto 9,1-23 454-681 3-5 23-28 95

Desempenho típico de prensa desaguadora.

Fonte: Prosab

CORDEIRO, J. S. O problema dos lodos gerados em decantadores de estações de tratamento de águas. EESC/USP - SHS, tese de doutorado, Escola de Engenharia de São Carlos, 342p, 1993.

VITÓRIO, C. A. Resíduos sólidos do saneamento: processamento, reciclagem e disposição final. Rio de Janeiro: PROSAB, 2001.

http://www.kurita.com.br/adm/download/Etapas_do_Tratamento_de_Efluentes.pdf

http://www.sanepar.com.br/Sanepar/Gecip/Congressos_Seminarios/Lodo_de_Esgoto/Desidratacao_por_Centrifuga.pdf

http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/abes97/serie.pdf