No campo de tratamento de efluentes industriais ou municipais, o lodo é gerado naturalmente a partir do crescimento de microrganismos. O processo clássico de tratamento do esgoto conta com os microrganismos no lodo para absorver e decompor vários poluentes tóxicos e nocivos. Esse processo gera dióxido de carbono, inofensivo, água e mais lodo microbiano. Esta parte do lodo biológico é chamada de "lodo ativado." Para manter o equilíbrio no sistema, é necessário descartar o lodo regularmente. Este "lodo excedente" deve ser drenado e descartado de acordo com os requisitos estabelecidos pelas autoridades regionais.
A produção mundial de lodo é enorme e crescente. Somente na Europa, as estações de tratamento de esgoto produzem uma média de 22,5 kg de matéria seca de lodo per capita por ano [1]. Considerando a população europeia (750 milhões de pessoas), isso equivale a 17 milhões de toneladas de lodo seco por ano. À medida que a produção de lodo aumenta e os regulamentos evoluem, os municípios e as operações industriais estão à procura de métodos mais eficientes para o descarte de lodo.
Alterando os Regulamentos
O lodo de esgoto contém metais pesados e patógenos como vírus e bactérias. Ele também contém matérias orgânicas e nutrientes valiosos, como nitrogênio e fósforo. Portanto, ele pode ser muito útil como fertilizante ou melhorador de solo.
Por esses motivos, as regras da União Europeia (UE) promovem o uso de lodo de esgoto na agricultura, mas regulam seu uso para evitar efeitos nocivos no solo, vegetação, animais e pessoas. A Diretiva da UE 86/278/EEC, especificamente, proíbe o uso de lodo na agricultura se as concentrações de metais pesados excederem os valores definidos, mas não estabelece limites para contaminantes orgânicos (Tabela 1) [2].
TABELA 1. Limites máximos permitidos para aplicação em terra, legislação da UE, EUA e nacional (mg/kg de peso seco).
Na maioria dos casos, os limites definidos por países individuais variam consideravelmente apesar de serem significativamente menores que os requisitos da Diretiva da UE 86/278/CEE. Essa variação se deve, entre outros fatores, ao tipo e à intensidade dos sistemas agrícolas em cada país. A Holanda, por exemplo, é um país relativamente pequeno com uso intensivo da terra e alto rendimento agrícola. Portanto, os limites de metais pesados são definidos em níveis tão baixos que a aplicação agrícola de lodo de esgoto não é viável. Como resultado, 100% do lodo municipal na Holanda é incinerado. Esse não é o caso em outros países. A Figura 1 apresenta os métodos de descarte de lodo usados nas 10 maiores estações municipais de tratamento de águas residuais em vários países.
Figura 1. Rotas de descarte de lodo em vários países. [3]
No Japão, todo o lodo é incinerado. A taxa de incineração é de 90% na Alemanha, 60% na França e 20% nos Estados Unidos e no Reino Unido. A megatendência é voltada para a incineração, o que aumenta o custo total do descarte. O custo para incineração é de aproximadamente $ 90 a $ 130 por tonelada métrica, significativamente maior do que o custo de aterros sanitários ($ 40 a $ 70 por tonelada métrica).
Drenagem e Descarte
A eficiência do descarte de lodo está diretamente relacionada à desidratação, o processo pelo qual o lodo é separado em líquido e sólido. Essa separação é fundamental para reduzir o peso e o volume do lodo, reduzindo os custos de transporte e descarte e, por fim, aumentando a sustentabilidade de uma operação de tratamento de águas residuais.
Os três processos mais comuns de desidratação envolvem prensas de filtro, centrifugação e prensas de correia. As prensas de filtro usam um filtro de pano e alta pressão para separar sólidos e líquidos, as centrífugas usam força centrífuga para separar materiais por densidade e as prensas de correia usam gravidade para separar as moléculas de água livres antes que o lodo restante seja comprimido entre dois filtros de correia rolantes.
Mesmo após a desidratação, o lodo de esgoto tem um teor de água de cerca de 75 a 80%. Isso significa que o lodo tem uma secagem do bolo (teor de sólidos) entre 20 a 25 por cento. Quanto maior o teor de água no lodo, maiores os custos de descarte e incineração.
A Solução Solenis
Os floculantes são produtos químicos usados em operações de desidratação de lodo para aumentá-la. Eles funcionam fazendo com que partículas pequenas presentes no lodo se aglomerem em flocos maiores. Produtos especialmente projetados e dosagens específicas maximizam esse processo e reduzem os custos de descarte, minimizando o teor de água no lodo.
A Solenis ajuda as estações de tratamento municipais e industriais globais a melhorar a eficiência dos processos de desidratação com seus floculantes Zetag™ e Praestol™, possibilitando a redução do teor de água no lodo e, como resultado, o custo geral de descarte.
Ao aumentar a secura do bolo, os produtos da Solenis ajudam as estações de tratamento a atingir economias significativas. Uma estação de tratamento municipal que atende a 5 milhões de pessoas economizará $ 5,8 milhões por ano ao aumentar a secura do bolo de 20% para 25% com custos de descarte de $ 65 por tonelada (veja a Figura 2).
Figura 2. Impacto da secura do bolo no custo relativo do descarte.
Nossos floculantes são parte de um amplo portfólio de soluções projetadas para o mercado municipal. Para saber mais ou discutir como podemos ajudar sua operação a reduzir seus custos com o descarte de lodo de esgoto, visite Solenis.com.
Referências
[1] Bianchini, A., Bonfiglioli, L., Pellegrini, M. e Saccani, C. (2016). Gerenciamento de lodo de esgoto na Europa: uma análise crítica da qualidade dos dados. International Journal of Environment and Waste Management. 18. 226. 10.1504/IJEWM.2016.10001645.
[2] Inglezakis, V., Karagiannidis, A., Samaras, P. e Zorpas, A. (2014). Legislação da União Europeia sobre o gerenciamento de lodos de esgoto. Boletim Ambiental Fresenius. 23. 635-639.
[3] Global Water Intelligence. (2021). Gerenciamento de Lodo.