Custos de processamento de lodo em Estações de Tratamento de Esgoto com reatores anaeróbios de manto de lodo e pós-tratamento aeróbio: subsídios para Estudos de Concepção / Costs of sludge processing in Waste Water Treatment Plants with Upflow Anaerobic Sludge Blanket reactors and aerobic post-treatment: resources for Conception Studies

RESUMO O objetivo desta pesquisa foi a avaliação dos custos de implantação (CAPEX) e de operação (OPEX) de diferentes alternativas de desaguamento e higienização de lodo, em Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs) com reatores anaeróbios de manto de lodo (UASB) e pós-tratamento aeróbio, visando fornecer subsídios para Estudos de Concepção. As tecnologias consideradas foram: leitos de secagem, centrífugas, wetlands construídos para lodo (WCL), estabilização alcalina prolongada (EAP) e secagem térmica. Curvas de custo para vazões de esgoto entre 5 e 750 L.s−1 foram elaboradas, desconsiderando-se os custos de aquisição de área e destinação final do lodo. Verificou-se que o CAPEX das centrífugas pode ser inferior ao dos leitos de secagem para ETEs com vazões acima de 80 L.s−1. Porém, ao considerar-se o OPEX, os leitos se mantêm mais econômicos. Também foi avaliada uma alternativa mista, de leitos de secagem e centrífugas em paralelo, mas seus custos mostraram-se mais elevados que cada opção isoladamente. Os WCL apresentaram CAPEX superior ao das centrífugas para ETEs acima de 120 L.s−1, mas foi mantida a alternativa mais econômica de desaguamento quando considerado CAPEX + OPEX. Quanto à higienização, a secagem térmica apresentou CAPEX inferior ao da EAP para ETEs acima de 500 L.s−1. Porém, ao se considerar o OPEX, essa se manteve mais onerosa até 750 L.s−1, mesmo considerando-se o aproveitamento do biogás gerado nos reatores UASB.

ABSTRACT This research assessed the implementation costs (CAPEX) and the operational costs (OPEX) of different sludge dewatering and disinfection alternatives, considering WWTP with UASB reactors and aerobic post-treatment, aiming to provide resources for Conception Studies. The following technologies were considered: Drying Beds, Centrifuges, Sludge Drying Reed Beds (SDRB), Alkaline Stabilization Process (ASP), and Heat Drying. Cost functions for wastewater flows ranging from 5 to 750 L.s−1 were elaborated, while disregarding area acquisition and sludge final disposal costs. It was determined that the Centrifuge's CAPEX could be lower than the Drying Bed's for WWTPs inflows above 80 L.s−1. Nonetheless, Drying Beds remained cheaper when OPEX was considered. A hybrid alternative with Drying Beds and Centrifuges in parallel was evaluated, but their combined costs remained higher than each option considered individually. Moreover, SDRB's CAPEX was higher than the Centrifuge's for WWTPs above 120 L.s−1, but the former remained the cheapest dewatering alternative when considered CAPEX + OPEX. Finally, Heat Drying had lower CAPEX than ASP for WWTPs above 500 L.s−1. Nonetheless, considering OPEX, the former remained more expensive up to 750 L.s−1, even when considering fully UASB biogas reclamation.

Leito de drenagem: sistema natural para redução de volume de lodo de estação de tratamento de água / Draining beds: natural system for sludge volume reduction in the water treatment plant

As Estações de Tratamento de Água (ETAs) tem funcionamento semelhante a uma indústria e podem em diversas etapas gerar resíduos que, na maioria das ETAs, são lançados nos corpos d'água sem tratamento. Neste trabalho avaliou-se o desempenho de Leitos de Drenagem, para o desaguamento de lodo, provenientes de ETAs de ciclo completo que empregam sulfato de alumínio e cloreto de polialumínio (PACl), como coagulantes. Analisou-se as características, a drenagem e secagem dos amostras de lodo e característica do drenado. Os Leitos de Drenagem mostraram-se eficientes para desaguamento e redução de volume de lodo de ETA, de forma natural, sem consumo de energia ou adição de produtos químicos. Obteve-se, aos sete dias, reduções da ordem de 87 por cento em volume para os lodos de PACl e 83 por cento para o lodo de Sulfato de Alumínio e teor de sólidos totais 28 por cento e 31 por cento respectivamente.

In this work the performance of Draining Beds for sludge dewatering was assessed. The sludge was provided from full cycle Water Treatment Plants (WTPs) that employ aluminum sulfate and polyaluminium chloride (PACl) as coagulants. The characteristics, drainage and drying of samples of sludge and characteristic of drained were analysed. The Draining Beds were shown to be efficient for dewatering and sludge volume reduction in the WTP, in a natural way, without energy consumption or adding of chemical products. On the seventh day, it was possible to obtain reduction around 87 percent in volume for PACl sludge and 83 percent for the aluminum sulfate sludge and total solids content of 28 and 31 percent respectively.