Quantificação da produção de lodo de estações de tratamento de água de ciclo completo: uma análise crítica / Quantification of complete cycle water treatment plant sludge production: a critical assessment

RESUMO Grande parte do lodo gerado em estações de tratamento de água (ETAs) no Brasil ainda é disposta em rios ou em aterros sanitários. Contudo, principalmente em grandes centros urbanos, legislações ambientais restritivas e custos logísticos crescentes têm levantado interesse em usos benéficos para esse resíduo. Para uma avaliação dos possíveis usos, além do conhecimento das características qualitativas do lodo, operadores e projetistas de ETAs devem ser capazes de prever, com algum grau de confiabilidade, sua massa e volume. Os objetivos deste trabalho são: comparar o desempenho de dois dos principais métodos quantitativos de estimativa de produção de lodo - o método de fórmulas empíricas e o de balanço de massa; investigar a prática disseminada de se estimar a concentração de sólidos em suspensão totais na água bruta por meio de modelos de regressão linear com a turbidez como variável independente e delinear condições para a aplicação dessa correlação.

ABSTRACT Most of the water treatment plant (WTP) residuals generated in Brazil are still discharged into water bodies, or disposed in landfills. However, especially in large urban areas, ever-stringent environmental legislation and rising logistical costs have put focus into beneficial uses for those residuals. To evaluate the possible beneficial uses, beyond the knowledge of qualitative characteristics of the residuals, operators and designers should be able to predict, with some degree of certainty, its mass and volume. The objectives of this work are: to compare the performance of two of the main quantitative estimation methods for residuals production - the empirical formulas and the mass balance; to investigate the widespread practice of estimating the concentration of total suspended solids using turbidity as a surrogate; and to identify the conditions under which such procedure is acceptable.

Minimização da produção de lodo no tratamento de águas de abastecimento mediante uso do cloreto de polialumínio e sua disposição em estações de tratamento de esgotos / Minimization of water treatment plant sludge production with polyaluminium chloride application and its disposal in wastewater treatment plants

Uma das possibilidades para a redução da produção de lodo em estações de tratamento de água (ETAs) é o uso do cloreto de polialumínio (CPA) como coagulante, que pode ser aplicado de forma isolada ou em conjunto com sais de ferro. Este trabalho objetivou estudar o uso do CPA no que diz respeito à produção de lodo, bem como avaliar o impacto do lançamento de lodos de ETAs em estações de tratamento de esgoto (ETEs) do tipo lodos ativados convencional. Observou-se que a produção de lodo do CPA apresentou valores próximos em comparação ao sulfato de alumínio, em torno de 4,75 mg de massa seca para cada 1 mg de Al, e o seu eventual lançamento para posterior processamento em ETEs deverá alterar a qualidade físico-química do lodo desidratado, sendo esta função do tipo e dosagem de coagulante e suas impurezas.

One possible strategy to reduce sludge production in water treatment plant (WTP) is the application of polyaluminium chloride (PAC) as the sole coagulant or together with iron salts. The purpose of this paper was to investigate PAC usage with regard to sludge production as well as to evaluate impacts of discharging WTP sludge in activated sludge wastewater treatment plants (WWTPs). It was observed that PAC-based sludge production presented values close to aluminum sulfate-based sludge production, which was around 4.75 mg of dry solids per mg of Al. Furthermore, eventual discharge of PAC-based sludge in a WWTP should change the physical and chemical quality of the dry sludge, which is a function of coagulant type, coagulant dosage and of the impurities present in the coagulan's formulation.

Produção de lodo e comportamento químico de sais de ferro empregados no pós-tratamento de esgoto sanitário por precipitação química / Sludge production and chemical behavior of iron salts employed in the post-treatment of sanitary wastewater by chemical precipitation

A combinação de processos físico-químicos e biológicos no tratamento de esgotos sanitários tem se apresentado como uma alternativa na remoção de fósforo. No entanto, uma das limitações é a sua maior produção de lodo. Desse modo, este trabalho teve por objetivo avaliar a produção de lodo resultante da aplicação de sais de ferro para diferentes tipos de efluentes, bem como estudar o impacto de sua aplicação nas características físico-químicas dos efluentes estudados. Concluiu-se que os valores médios de produção de lodo resultante da formação do hidróxido férrico situaram-se em torno de 1,80; 1,95 e 1,34 mg lodo/mg Fe+3 para esgoto bruto, efluente aeróbio e anaeróbio tratado, respectivamente, indicando que as características da fase líquida não influenciaram os mecanismos de precipitação dos íons férricos.

The combination of physical-chemical and biological processes in sanitary wastewater treatment has been employed as an alternative for phosphorus removal; however, one of its limitations is its large sludge production. This work aimed at evaluating the sludge production which resulted from iron salt application to different types of effluents, as well as studying the impacts of iron salt application on the physical-chemical characteristics of the studied effluents. It was concluded that the average sludge production values which resulted from ferric hydroxide formation were around 1.80, 1.95 and 1.34 mg sludge per mg of Fe+3 ion, with regard to raw wastewater, aerobic treated effluent and anaerobic treated effluent, respectively, thus indicating that the liquid phase characteristics did not influence the ferric ion precipitation mechanisms.