Influência da manta geotêxtil e altura da camada de lodo no desaguamento

849 Eng Sanit Ambient | v .24 n. 4 | jul/ ago 2019 | 849-860 RESUMO As estações de tratamento de esgoto (ETEs) ger am resíduos, com destaque para o lodo de esgoto , que tem apro ximadamente 95% de água e se classi\ue61fica como resíduo sólido , necessitando de disposição \ue61final ambientalmente adequada. Assim, o desaguamento é fundamental no ger enciamento do lodo, já que promo ve redução de v olume. O leito de drenagem (LD) é um sistema natural, sem uso de ener gia elétrica e produtos químicos, com r esultados promissor es para o desaguament o de lodo de estações de tratamento de água (ET As). Nesse sentido , esta pes quisa visou a avaliar o desaguamento de lodo gerado em ETE, prov eniente de reator Up\ue61flo w Anaerobic Sludge Blank et (UASB). A análise f oi realizada por meio de nov e ensaios usando LD em escala de bancada com área de fundo de 31 × 31 cm. Os ensaios f oram r ealizados com 3 difer entes geotêxteis: HaT e 55/55, 80 /80 e 105/105 DW ; e 3 alturas de lodo bruto: 10 , 15 e 20 cm. Nos ensaios, mediu-se o teor de sólidos inicial do lodo bruto e em intervalos de tempo pr edeterminados: vaz ão de drenagem, volume dr enado, cor apar ente, turbidez, pH e condutividade do líquido drenado . Os ensaios com a manta 55/55 obtiveram melhor desempenho , com redução \ue61final do v olume de lodo superior a 65%, independentemente da altura da camada de lodo. Os r esultados de cor e turbidez do líquido drenado par a a manta HaT e 55/55 demonstrar am tendência de melhoria de qualidade com o aumento da altura da camada de lodo , fato não observado para as outr as mantas. Obteve-se melhoria da qualidade do líquido drenado , principalmente após 15 minutos, quando o per centual drenado atingiu 35%. Palavr as-chave: lodo anaer óbio; desaguamento; leito drenagem; manta geotêxtil. 1 Universidade F ederal de São Carlos \u2013 São C arlos (SP), Brasil. * Autor correspondente: caliachon@gmail. com Recebido: 04/ 09/2017 \u2013 A ceito: 25/06/2018 \u2013 Reg. ABES: 184 786 Artigo T écnico Influência da manta geotêxtil e altur a da camada de lodo no desaguamento de lodo anaer óbio em leito de dr enagem In\ue61fluence of the geo te xtile blank et and sludge height in anaer obic sludge dewat ering using drainage bed Cali Laguna Achon 1 * , Paulo Ricar do S antos Coimbr a 1 , Erich Kellner 1 ABSTRA CT Sewage T reatment Plants gener ate sewage sludge, which has appro ximately 95% of w ater and requir es a proper disposal. Thus, dewatering is fundamental in sludge\u2019 s management since it promot es volume reduction of the r esidue. The drainage bed (DB) is a natural system, without the use of ener gy and chemicals, with pro sperous r esults for the dewatering of sludge fr om Water T reatment Plants. In this sense, this resear ch aimed to evaluate sew age sludge\u2019 s dewatering fr om Up\ue61flow Anaerobic Sludge Blanket (U ASB). The analysis was perfor med through nine tests in DB models fr om laboratory scale with a bottom ar ea of 31 × 31 cm. The tests were perf ormed with three di\ue61eer ent geotextiles blank ets: HaT e 55/55; 80/80 and 105/105 DW and three heights of applied crude sludge: 10 , 15 and 20 cm. In the tests, the crude sludge\u2019 s initial solid content was measur ed. Then, at predeter mined time intervals wer e measured: dr ainage \ue61flow , drained volume, appar ent color , turbidity , pH and drained liquid\u2019 s conductivity . The tests with the HaT e 55/55 geotextile blanket obtained the best performance, with \ue61final reduction of the sludge v olume above 65%, independent of the height of the sludge applied. The color and turbidity results of the dr ained liquid for the HaT e 55/55 geotextile blank et showed a tendency to impr ove quality with the increase of the sludge height, a fact not observed for the other geotextiles blank ets. Ke ywords: anaer obic sludge; dewatering; dr ainage bed; geotextile blanket. INTRODUÇÃ O As estações de tratamen to de esgot o (ETEs), durante o p rocesso de tratamen to, g eram resíduos, co m destaque para o lodo de esgoto . Conforme dados do Minist ério das Cidades (BRASIL, 2008), a aplicação de sist emas de reato res anaerób ios do tipo Up \ue61fow Anaerob ic Sludge B lanket (U ASB), no Brasil, está em cr escimento e, por isso , torna-se cada vez mais im portante a ges tão do lo do gerado nesse tipo de sistema. DOI: 10 . 1590/S1413\ue61f415220191847 86 850 Eng Sanit Ambient | v .24 n. 4 | jul/ ago 2019 | 849-860 Achon, C.L .; Coimbra, P .R. S.; Kellner , E . O lodo anaerób io de reator U ASB, ob jeto de estudo desta pesquisa, é com posto por matéria orgâ nica e inorgânica e mai s de 95% de seu volum e é constituído por á gua, o que di\ue61eculta o manejo desse resíduo (V ON SPERLING, 2005). Além disso , o volum e de lo do gerado enca- rece o corret o gerenciamen to, r epresenta ndo parcela signi\ue61ecativa nos custos operaciona is de uma ETE (CORDEIRO , 2001). Embora tenha em sua co mposição grande quan tidade de água, o lodo de esgoto é classi\ue61ecado co mo resíduo sólido , devendo , p ortant o, estar em conf ormidade com a NBR 10004:2004 (ABNT , 2004) e em conson ância com a P olítica N acional de Resíduos Sólidos (PNRS), esta última insti tuída pela Lei nº 12.305/2010, a qual estabeleceu a ordem de prioridade no ger enciamento de r esíduos sólidos: não geração , redu- ção, r eutilização, r eciclagem, tratamen to e, só então , a disposição \ue61enal amb ientalmente adequada (BRAS IL, 2010). Assim, o lodo de esg oto, c omo resíduo sólido , de ve a tender a essas prioridades. Ainda conf orme a PNRS, rejeit os são resíduos sólidos que esgo taram as possibilidades técnico-econômicas de r ecuperação, devendo ser destinados para at erros. Dessa forma, o lodo deve rece- ber gerenciamen to prévio adequado , visando à redução e à r eutiliza- ção de maneira a a tender às prioridades, em vez de ser simplesm ente descartado como rejeito . Pa ra ta l, uma maneira de r ealizar redução do vol ume do resíduo é o desaguamen to. Esse pr ocess o pode ser realizado de maneira mecâ- nica ou na tural, sendo o leito de drena gem (LD), objeto de estudo des ta pesquisa, um sistema na tural, sem consumo de ener gia elétr ica e insu - mos químicos. Além disso , K uroda e t \ue61fa l . (2014), ao estudar em os pro- cessos de drenagem e secagem do lodo de decan tadores de estações de tratamen to de água (ET As), em pregando ma ntas geotêxtei s, destaca- ram como va ntagens os baix os custos de implan tação e manut enção, além da facilidade de operação em relação aos sistemas mecânicos. Cordeiro (2001) est udou os sistemas na turais e pr opôs modi\ue61ecaçõ es no tradicional leito de secagem, por in termédio da adição de mantas geotêxtei s como camada \ue61eltran te e retirada da camada de areia, p ro- mov endo melhoria no tempo de dren agem da água livre. T ais modi\ue61e- cações constit uíram o sistema denominado de LD . Diversos fo ram os estudos que u tilizaram o LD aplicado ao desa- guamen to de lodo oriundo de ET A. Fon tana (2004), Barroso (2007), Ac hon, Barroso e Cordeiro (2008), Reis (2011), Silveira (2012), K uroda e t \ue61fal . (2014), C ordeir o e t \ue61fa l . (2014) e Silveira e t \ue61fal . (2015) encontraram resultados p romissor es para o lodo de ET A, atestando sua a plicação e suscitando no vos estudos. Segundo Barroso (2007), o desaguamento de lodo de ET A em LD pode ser subdividido em duas fases: drenagem e secagem. N a primeira predo mina a \ue61eltragem da água livre, e na segunda, a eva poração por ação e in\ue61fuência das variá veis climáticas (Barroso , 2007). Font ana et \ue61fa l . (2007) utilizaram do is módulos de LD , com volume total de 262\ue61d m 3 cada. O primeiro fo i revestido com man ta geotêxtil tecida de polipr opileno com densidade de 160 g/m 2 , enquan to o segundo, co m man ta geotêxtil não tecida de poliéster com densidade de 400 g/m 2 . A\ue61doperação do LD fo i realizada em 2 ciclos de 30 dias, com utilização de condicion ante químico (polímer o) e taxa de aplicação de sólidos (T AS) entre 14 e 17 kgS T/m 2 , resultando em red ução de volume da ordem de 94% a pós a fase de se cagem. Mo rtara (2011) realizou ensaios em escala laborato ria l utilizando testes do t empo de drenagem (TTD) para avalia r a inf luência da variação de tipos e dosagens de polímero , a lém de diferen tes man tas geotêxteis n o desaguamento , partic ularmente na fa s e de drenag em. A pós\ue61d a obten ção dos melhores r esultados foram escolhidos a ma nta geotêxtil e o polímer o para realização de ensaios de desaguament o em LD de escala piloto . Foram a nalisadas diferentes T AS, variando entr e 9 e 22\ue61dkgST/m 2 , além da evolução do teor de sólidos da to rt a de lodo duran te a fase de secagem. Dessa forma, jus ti\ue61eca-s e a aplicação do LD para o desaguam ento de lodo de gerado em ETE, visto que po ucos foram os estudos r ela - cionados ao tema. N esse con texto, es te estudo foi desen volvido com o objetivo de a valiar a in\ue61fuência de difer entes alturas de ca mada de lodo e de mantas geo têxteis, aplicadas no LD , na fase de drenagem e nas características qualita tivas do líquido drenado d urante o pr ocesso de desaguamen to. MET ODOLOGIA Pa ra realização dos ensaios foi con struído um LD em es cala de ban- cada. Conforme Figura 1, esse LD tem fo rmato cúbico , medindo 31\ue61d cm, confeccio nado em chapa de aço galvanizada com dr eno de fundo de ½\u201d e apoiado em su porte de madeira. No in terior do LD , tem-se uma camada suporte de b rita 1 de 3\ue61d cm, que permite a drenagem do líq uido e ser ve também de a poio para manta g eotêxtil, conforme desenho a pre - sentado na Figura 1B. Conforme reco mendações de Mortara (2011) e Coimb ra & Acho n (2016), fora m utilizadas nos ensaios três diferen tes man tas geotêxteis de polipr opileno: geot êxti l tecido H aT e ® 55/55 (A); geotêxtil tecido H aT e ® 80/80 (B); e geotêxtil tecido H aT e ® 105/105 DW (C), cujas es p eci\ue61eca- ções técnicas são apr esentadas na T abela 1. Pa ra cada manta geot êxtil foram realizados três en saios utilizando-se altura inicial de lodo bruto de 10 (1), 15 (2) e 20\ue61dcm (3), o que m o di- \ue61eca diretamen te o volume de lodo b r uto a plicado (V A ) e, consequen- temen te, a T AS dos ensaios. A T AS foi calculada conforme Equação 1. T axa de aplicação de sólidos (kgST .m -2 ) = ST × V A × \u03c1 /A (1) Em que: T AS = a taxa de aplicação de sólidos (kgST .m -2 ); ST = o teor de sólidos t otais do lodo bruto (%); 851 Eng Sanit Ambient | v .24 n. 4 | jul/ ago 2019 | 849-860 Desaguamento de lodo anaer óbio em leito de drenagem V A = o volum e de lodo aplicado em cada ensaio (m 3 ); A = a área de fundo do leit o de drenagem (m 2 ); \u03a1 = a densidade do lodo (kg.m -3 ) assumido co mo \u03c1 =1.030 kg.m -3 , con - forme V on S perling (2005). Na T abela 2 são ap resentadas as con\ue61egurações das condições ini- ciais de cada ensaio . Fo ram realizadas seis campanhas de co leta de amostras de lodo, oriundas do r eator U ASB de uma ETE que tra ta, em médi a, 457 L/s. Em\ue61d cada campanha de am ostragem foram co letadas, a p artir do regis- tro inferior do r eator , amostras co m volume de 20 L de lodo . Os ensaios fora m realizados em per íodo de, no máximo , 24 horas após as coletas, sendo as amostras armazenadas em r ecipient es fechados e man tidos a tempera tura ambien te. Pa ra cada um dos ensaios, imediatamen te após o despejo do lodo bruto no LD , retirou-se uma amos tra de 500\ue61d mL para determinação do teor de sólidos to tais, \ue61exos e volá teis. As séries de sólidos fo ram realizadas em triplica ta, conforme recom endações d a American Public Health A ssoci ation (AP HA), American W a ter W orks Association (A WW A) e W ater En vironmen t Federation (WEF) (2005), a presen - tadas na T abela\ue61d3. Durant e os ensaios, mediram-se a vazão de drenag em e o volum e do líquido drenado após tem pos preestabelecidos, segundo Coimbra & A chon (2016) e Coimb ra et\ue61f al . (2016), de 1, 5, 10, 15, 30, 60 e 120\ue61dmin utos a partir do início de cada ensaio. Para tan to, na parte inferior do LD , logo abaixo do dren o, fo i posicionado um becker com ca pacidade de 500\ue61dmL, graduado co m fundo de esc ala em 50\ue61d mL, de maneira a permitir a coleta do líquido drenado e a determinação do vol ume drenado em cada instan te (V t), do volum e acumulado e do volume to tal drenado (V D ), resultan te da soma dos vol umes. As vazões de drenagem f oram calculadas por meio da razão entr e o volume drenado e seu r espec tivo tem po de coleta. A partir dos volumes af eridos nos tempos determina - dos, calculou-se a porcentagem de líquido drenado com o tem po, emp regando a Equação 2. C. T . Corte transver sal 0, 3 1 0, 3 1 0, 3 1 0, 3 1 0, 3 6 C .T. C .T. BRIT A 01 PLANT A F otografia do LD A B Manta geotêxtil (31 × 31 × 35 cm) Manta geotêxtil (31 × 31 × 35 cm) Chapa Galvanizada Brita 01 Madeira 0.1 0 Ø ½ Becker Figura 1 \u2013 Esquema geral c om fotogra\ue61eia (A) e detalhes técnicos (B) do leit o de drenagem em escala de bancada utilizado nos ensaios. T abela 1 \u2013 Especi\ue61eicações das mantas geotêxteis utilizadas nos ensaios. Parâmetr os Geotecido HaT e ® 55/55 Geotecido HaT e ® 80/8 0 Geotecido HaT e ® 105/105 DW Gramatur a (g.m -2 ) 272 3 97 450 Resistência à tr ação nominal (kN.m -1 ) 55 80 105 Fluxo de água (l.s -1 .m -2 ) 15 15 15 T abela 2 \u2013 Condições iniciais dos ensaios realiz ados. Ensaio Manta geotêxtil utilizada Altura da ca- mada de lodo bruto (cm) V olume de lodo bruto aplicado (L) A1 Geotecido HaT e ® 55/ 55 10 9,6 A2 Geotecido HaT e ® 55/ 55 15 14,4 A3 Geotecido HaT e ® 55 /55 20 19, 2 B1 Geotecido HaT e ® 8 0/80 10 9,6 B2 Geotecido HaT e ® 8 0/80 15 14,4 B3 Geotecido HaT e ® 8 0/8 0 20 19, 2 C1 Geotecido HaT e ® 105/105 DW 10 9,6 C2 Geotecido HaT e ® 105/105 DW 15 14,4 C3 Geotecido HaT e ® 105/ 105 DW 20 19, 2 852 Eng Sanit Ambient | v .24 n. 4 | jul/ ago 2019 | 849-860 Achon, C.L .; Coimbra, P .R. S.; Kellner , E . P orcentag em de líquido drenado com o t empo (%) = (V t /V D ).100 (2) Em que: V t = o volum e drenado até o in stante t estabelecido para a coleta (mL); V D = o volum e total drenado após 120\ue61dmin utos (L). Calculou-se também a redução de vol ume de lodo para os ensaios, emp regando a Equação 3. Redução de vol ume de lodo (%) = (V D /V A ).100 (3) Em que: V D = o volum e total drenado após 120\ue61dmin utos (L); V A = o volum e de lodo aplicado em cada ensaio (L). Fo ram coletadas, nos tempos pr edeterminados, as amostras do líquido dren ado para serem caracterizadas em relação aos parâ me - tros de cor a parent e, turbidez, pH e cond utividade. Essas análises seguiram recomen daçõ es da APH A/A WW A/WEF (2005), con - forme T abela\ue61d4. Ressalta-se que, as alíquotas u tilizad as para as análises quali tati - vas do líquido dren ado foram coletadas diretam ente na tub ulação de saída de ½\u201d (dreno) do LD , com o auxílio de um béquer com capa - cidade de 50\ue61dmL, graduado com fundo de escala em 5\ue61d mL, e não do recip iente con tendo o líquido drenado acum ulado durant e o decor - rer do ensai o. As sim, o volume das alíquo tas coletado nos tempos predeterminados f oi somado ao vol ume drenado V t , de forma a não alterar os r esultados de volume acum ulado e volume to tal drenado após 120\ue61dmin utos (V D ). RESUL T ADOS E DISCUSSÃ O Na T abela 5 são ap resentados os resultados ob tidos da caracterização do lodo bruto e da T AS de todos os ensaios realizados. Conforme a presentado na T abela 5, pode-se obs ervar que o teor de sólidos totais do lodo brut o variou entre 1,8 e 4,9% po r conta das várias cam panhas de coleta de amostras. Os valores de sólidos t otais \ue61exos variaram en tre 36,0 e 40,8% e os de sólidos totais v oláteis, en tre 60,0 e 64,0%. Em relação à T AS, notou-se que o a umento da altura da cam ada de lodo bruto usada nos ensaios p romov e aumen to do volume de lodo aplicado , porém não necessa ri amen te da T AS, visto que o teor de sóli- dos totais do lodo bru to também é diretamen te propor cional à T AS, confo rme indicado na Equação 1. Assim, a T AS para os ensaios das séries B e C aumen tou de acordo co m o aument o do volume de lodo aplicado , o que não ocorreu pa ra os ensaios da série A. Na T abela 6, têm-se os resul tados das vazõ es de drenag em que fora m aferidas nos tempos pr edeterminados, assim como a vazão T abela 3 \u2013 Parâmetr os e procedimentos utiliz ados para análise do lodo bruto. Parâmetr os Procedimento (APHA/ AWW A /WEF) Unidade Sólidos totais 2540G % Sólidos totais \ue61fix os 2540G % Sólidos totais volát eis 2540G % APHA: American Public Health Association; AWW A: American Water W orks Association; WEF: W ater Envir onment Feder ation. T abela 4 \u2013 Parâmetr os e procedimentos utiliz ados para análise do líquido drenado . Parâmetr os Procedimento (APHA/ AWW A /WEF) Unidade Cor aparent e 2120 B PtCo T urbidez 2130 B UTN Condutividade 2510 B µ S.cm -1 pH 4500H + B - APHA: American Public Health Association; AWW A: American Water W orks Association; WEF: W ater Envir onment Feder ation. T abela 5 \u2013 Resultados da caracterização do lodo bruto e tax a de aplicação de sólidos dos ensaios. Ensaio Manta geotêxtil utilizada Altura da camada de lodo bruto (cm) V olume de lodo bruto aplicado (L) T eor de sólidos totais (%) T eor de sólidos T otais \ue61eixos (%) T eor de sólidos totais voláteis (%) TA S (kgS T .m -2 ) A1 HaT e ® 55 /55 10 9,6 1,77 39, 99 6 0,0 1 1,82 A2 HaT e ® 55 /55 15 14,4 4,30 35,96 64,04 6,64 A3 HaT e ® 55 /55 20 19, 2 2 ,92 37, 1 8 62 , 82 6,0 1 B1 HaT e ® 8 0/8 0 10 9,6 4 , 07 36, 42 63,58 4, 19 B2 HaT e ® 8 0/8 0 15 14,4 2,95 3 7, 0 9 62,91 4,56 B3 HaT e ® 8 0/8 0 20 19, 2 4,89 40,7 5 59, 2 5 10,07 C1 HaT e ® 105/ 105 DW 10 9,6 3,0 2 3 7, 0 6 62 ,9 4 3, 11 C2 HaT e ® 105/ 105 DW 15 14,4 2 ,70 36,30 63 ,70 4 ,1 7 C3 HaT e ® 105/ 105 DW 20 19, 2 4 ,74 - (1) - 1 9,76 1 Não foi possív el realizar a determinação dos t eores de sólidos totais \ue61fix os e voláteis; T AS: taxa de aplicação de sólidos. 853 Eng Sanit Ambient | v .24 n. 4 | jul/ ago 2019 | 849-860 Desaguamento de lodo anaer óbio em leito de drenagem média e máxima de cada ensaio . Na Figura 2, a presenta-se o grá\ue61eco das vazões de drenagem em função do tem po. Analisando os ensaios para cada tipo de ma nta geotêxtil, a vazão de drenag em média foi superior para os ensa ios em que houve ma ior aplicação de v olume de lodo bruto , e consequen temente, da alt ura da camada de lodo. En tretant o isso não se obs er va na análise da vazão máxima de cada ensaio , pois a maior vazão enco ntrada para os ensaios da série A ocorreu no ensaio A2 (15\ue61d cm) com tem po de 5\ue61d minutos. Pa ra os ensaios da série B o ensaio B1 (10\ue61d cm) obteve a maio r vazão no tempo de 5\ue61d minutos e para os ensa ios da s érie C, a maior vazão enco n - trada ocorreu no ensaio C3 (20\ue61dcm) tam bém no tempo de 5\ue61dminu tos. De modo geral, as vazões máximas ocorreram en tre 5 e 10\ue61d minutos. A pós esse tempo, a s taxas de drenagem tendem a dimin uir . Em\ue61d ape- nas uma ocorrência, en saio C2, a vazão máxima ocorreu com tem po de 1\ue61dminut o. A pós 60\ue61dminutos, a vazão dimin uiu at é chegar a valores reduzidos, não sendo possív el mensurar a taxa de drenag em. Barroso (2007) estudou o desagua mento de lodo de ET A em LD e obser vou uma r elação inversamen te pro porcional en tre a T AS e a vazão de drenagem inicial, por m eio da realização de 11 ensaios. C on tudo,\ue61d essa relação não fo i notada nesta pesquisa, considerando os r esultados dos nov e ensaios realizados para o desaguament o de lodo de ETE, mesmo analisando as vazões máximas o u médias. T abela 6 \u2013 V azão de drenagem (mL.min -1 ) nos ensaios nos tempos predeterminado s, vazão média e máxima para cada ensaio. Ensaio T AS (kgST .m -2 ) V azão de drenagem (ml.min -1 ) nos tempos pr edeterminados V azão máxima (mL.min -1 ) V azão média (mL.min -1 ) T=1 min T=5 min T=10 min T=15 min T=30 min T=60 min A1 1,82 43,3 142, 2 13 9,6 128,1 83,0 43,0 142 , 2 9 6, 5 A2 6,6 4 121, 9 24 9,7 23 9,7 168,7 110,8 44,2 249,7 155,8 A3 6,0 1 16 9,8 218, 9 248,8 230, 9 150,2 89, 8 248,8 184, 7 B1 4,19 100,8 212,7 166,4 112, 2 51 ,4 9,4 212 ,7 108,8 B2 4,56 65, 2 140, 1 160,8 132,5 70,7 32 ,1 160 ,8 100,2 B3 10,07 7 5,6 1 5 9,4 175 ,8 166,3 113,1 61, 5 175,8 125, 3 C1 3, 11 166,5 222,6 14 6,9 1 3 7, 9 51, 5 2 9, 9 222 ,6 125,9 C2 4 ,1 7 133,8 9 7, 4 90,0 8 0 ,1 61,8 - 1 133,8 92 ,6 C3 9,76 217 ,8 26 6 ,7 24 6 ,0 1 5 9,1 101,9 4 8 ,1 2 6 6 ,7 17 3 , 2 1 V alor muito baixo, inf erior à faixa de medição; T AS: taxa de aplicação de sólidos. A1: 55/55 - 10 cm A2: 55/55 - 15 cm A3: 55/55 - 20 cm B1: 80/ 80 - 10 cm B2: 80/ 80 - 15 cm B3: 80/ 80 - 20 cm C1: 105/105 DM - 10 cm C2: 105/105 DM - 15 cm C3: 105/105 DM - 20 cm V azão de drenagem (mL.min -1 ) 300 250 200 150 100 50 0 1 min 5 min 10 min 15 min 30 min 60 min T empo de ensaio (min) Figura 2 \u2013 V ariação da vazão de drenagem (mL.min -1 ) em função do tempo para os nove ensaio s realizados. 854 Eng Sanit Ambient | v .24 n. 4 | jul/ ago 2019 | 849-860 Achon, C.L .; Coimbra, P .R. S.; Kellner , E . Mo rtara (2011) realizou dois experimen tos de desaguament o de lodo de reato r anaeróbio sem co ndicionamen to químico em leito de\ue61d dre - nagem. O a utor u ti lizou cerca de 700 L de lodo e alt ura da camada de lodo de 50\ue61d cm aplicados sobr e manta geo têxtil Hate ® 55kN/55kN com gramat ura de 289 g.m -2 . Em um ensaio com teor de sólidos to tais do lodo bruto de 2,76% e T AS de 15,4 kgST .m -2 alc ançou vazão po r unidade de área (\ue61f uxo de água) de 5 L.min -1 .m -2 e em outro , com 2,45% de sóli - dos totais e T AS de 13,6 kgST .m -2 , obteve vazão inicial de 6\ue61d L.min -1 .m -2 . Considerando á rea de fundo do LD utilizado por M ortara (2011) igual a 1,26\ue61d m 2 , as vazões obtidas pelo a utor são 6,3 e 7,6 L.min -1 . Esses valo - res são bastan te superiores aos encon trados nos ensaios desta pesquisa, com máximo igual a 0,267 L.min -1 em C3, e essa difer ença po de ser explicada pelas difer entes quan tidades de lodo aplicadas, além das alturas de lodo brut o empregadas. Na T abela 7, ap resenta-se a quan ti\ue61ecação do volume de líquido drenado d urante os ensaios. A Figura 3 traz o grá\ue61eco do volum e acumulado drenado duran te os ensaios. T abela 7 \u2013 V olume do líquido drenado (mL) aferidos nos tempos pr edeterminados e volume total dr enado em cada ensaio. Ensaio V olume do líquido drenado (mL) af eridos nos tempos predeterminados V olume total drena- do V D (mL) Até 1 min Entre 1 e 5 min Entr e 5 e 10 min Entre 10 e 15 min Entre 15 e 30 min Entre 30 e 60 min Entre 60 e 120 min A1 75 27 5 67 5 650 1.400 1.900 1.300 6. 27 5 A2 25 87 5 1.250 1. 100 2.250 2 . 52 5 1.430 9.4 5 5 A3 200 750 1.250 1. 200 2.900 3.750 3. 300 13.350 B1 50 650 950 700 1. 200 800 250 4.6 00 B2 50 350 750 750 1. 600 1.750 1. 400 6. 650 B3 50 475 850 850 1.950 2.400 2. 350 8. 92 5 C1 150 850 1. 050 800 1.32 5 1. 150 600 5.925 C2 200 550 500 450 950 1.450 75 4.1 75 C3 100 1.150 1.3 50 1.050 2.100 2 .050 1.400 9.200 A1: 55/55 - 10 cm A2: 55/55 - 15 cm A3: 55/55 - 20 cm B1: 80/ 80 - 10 cm B2: 80/ 80 - 15 cm B3: 80/ 80 - 20 cm C1: 105/105 DM - 10 cm C2: 105/105 DM - 15 cm C3: 105/105 DM - 20 cm V olume acumulado drenado (mL) 16. 000 14.000 12.000 10. 000 8.000 6. 000 4.000 2.000 0 1 min 5 min 10 min 15 min 30 min 120 min 60 min T empo de ensaio (min) Figura 3 \u2013 V olume acumulado drenado em função do tempo para o s nove ensaios r ealizados. 855 Eng Sanit Ambient | v .24 n. 4 | jul/ ago 2019 | 849-860 Desaguamento de lodo anaer óbio em leito de drenagem Com exceção do C2 para a altura de 15\ue61d cm, nos demais en saios houv e incremento n o volume acumulado dr enado, conf orme aumen ta - -se a altura da camada de lodo bruto a plicado. Segundo Barroso (2007), para o desaguament o de lodo de ET A em LD , quant o menor o teor de sólidos inicial do lodo bruto , maior é o volum e de lodo drenado. T al a\ue61ermação não pôde ser veri\ue61ecad a nos ensaios realizados para o lodo de ETE desta pesquisa, pois a variação no teor de sólidos inicial fo i acompanhada por variação na alt ura da camada ap licada. O volum e total drenado após 120\ue61d minu tos foi maio r para o ensaio A3 (man ta 55/55), com 13,35 L. O volume to tal drenado para a manta 80/80 foi de 8,93 L no en saio B3 e para a manta 105/105 D W foi de 9,20 L no ensaio C3, todos para alt ura de 20\ue61dcm. P or meio da Equação 3 calculou-se a redução total de vol ume de lodo nos ensaios e os resul tados s ão ap resentados na Figura 4. Analisando a red ução de volume a presentada na Figura 4, os ensaios da série C tiveram resul tados dispersos, p orém os r esultados dos ensaios das séries A e B foram ma is uniformes, mesmo com a va riação d a altura da camada de lodo . Os ensaios da série A resultara m em redu- ção de volum e de lo do superior a 65%, independen temente da alt ura de lodo, enq uanto nos en saios da s érie B a redução fo i superior a 46%. Nos en saios da sér ie A houv e pe quena tendência de a umento da redução para ma iores altura s de lo do (vol ume maior), porém n os ensaios da série B os resultados fo ram semelhantes, independen te - ment e da altura da camada de lodo e do volume a plicado. Esse fa to é inter essante , p ois pode permitir que maior es volumes de lodo sejam aplicados no LD , resultando em por centagem de red ução de volume de lodo semelhantes, q uando se utilizam as man tas 55/55 e 80/80. Os\ue61densaios da série C, com manta 105/105 D W , r esultaram em red u- ção de volum e máxima de 61% (C1) com altura de 10\ue61d cm e mínima de 29% (C2) para 15\ue61dcm, e o ensaio C3 com alt ura de 20\ue61d cm apr esentou valor int ermediário de 48%. Analisando a red ução parcial por meio da Equação 2 é possível de\ue61enir a porcen tagem de vol ume drenado nos in ter valos de tempo das medições, cujos resultados são ap resentados na T abela 8. Analisando os dados da T abela 8, conclui-se que a m aior parte do volum e drenado ocorre a partir de 15\ue61d minutos, visto q ue a soma das porcen tagens médias do líquido drenado en tre 15 e 120\ue61dminutos resulta em 64,5%. Destaca-se que para os ensaios A3 e B3 f oram regis- trados valores pr óximos a 75% do vol ume drenado a p ós 15\ue61dminutos. De\ue61d maneira semelhan te, o percent ual do drenado após 30\ue61d minu tos chega a 41,4%, em média, novam ente com destaque pa ra A3 e B3, nos quais o percent ual drenado após 30\ue61dminu tos atingiu valor s uperior a 52%. A partir disso, q uanto ao vol ume drenado , a manta 55/55 (A) obteve desem pen ho superior às ma ntas 80/80 (B) e 105/105 DW (C), e consta tou-se que a altura de 20\ue61dcm de lodo bruto a plicado foi mais favo rável do q ue as demais. Pa ra análise dos parâmetros de qualidade, as Figuras 5, 6 e 7 ap resentam os res ultados da cor aparen te e turbi- dez para os ensaios. Os resul tados do parâmetro de cor aparen te para os ensaios da série A demons traram melhoria na qualidade do líquido dr enado ao longo do tempo e co nforme aumen to da camada de lodo aplicado , enquan to para os ensaios da série B o aumen to da camada de lodo pro vocou piora na q ualidade \ue61enal do líquido drenado . Para os ensaios da série C, o resultado f oi mais uniforme , variando entre 130 (C1) e 155 (C3) PtCo. Do mesmo modo que para co r aparen te, os ensaios das séries A Redução de volume do lodo (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Ensaios A1 65 ,4 A2 65 ,7 A3 69, 5 B1 4 7, 9 B2 46, 2 B3 46, 5 C1 61 ,7 C2 29,0 C3 4 7, 9 Figura 4 \u2013 R edução total de volume de lodo nos ensaios após 120 minutos. 856 Eng Sanit Ambient | v .24 n. 4 | jul/ ago 2019 | 849-860 Achon, C.L .; Coimbra, P .R. S.; Kellner , E . T abela 8 \u2013 Por centagem do líquido drenado durante os int er valos de tempo analisados. Ensaio Por centagem de líquido drenado no intervalo de tempo T OT AL (%) Até 1 min Entr e 1 e 5 min Entre 5 e 10 min Entre 10 e 15 min Entre 15 e 30 min Entre 30 e 60 min Entre 60 e 120 min A1 1,2% 4,4% 10,8% 10,4% 22 , 3% 30,3% 2 0,7 % 100 A2 0, 3 % 9, 3 % 13,2% 11,6% 23,8% 26,7% 15, 1% 100 A3 1, 5% 5,6% 9,4 % 9,0% 21, 7% 28, 1% 24 ,7 % 100 B1 1, 1% 14,1% 20,7 % 15,2% 26 ,1 % 1 7, 4 % 5,4% 100 B2 0,8 % 5, 3% 11,3% 11,3% 2 4, 1% 26, 3 % 21, 1% 100 B3 0,6% 5, 3% 9, 5% 9, 5 % 21,8 % 26,9 % 26,3 % 100 C1 2 , 5% 14,3% 1 7, 7 % 13,5% 22 ,4% 19, 4 % 10, 1% 100 C2 4,8% 13, 2% 12 ,0% 10,8% 22 ,8% 3 4 ,7 % 1,8 % 100 C3 1,1% 12 , 5% 14,7% 11,4% 22, 8% 22 , 3% 15, 2% 100 Média 1, 5% 9, 3% 13, 2% 11,4 % 23,1% 25, 8% 1 5 ,6 % - 7 .000 6. 000 5. 000 4.000 3.000 2.000 1.000 0 Cor aparent e (PtCo) 1 min 5 min 10 min 15 min 30 min 60 min T empo de ensaio (min) 1.400 1.200 1.000 800 600 400 200 0 T urbidez (NTU) 1 min 1.308 74 0 511 639 294 263 803 204 156 614 180 110 266 166 102 149 139 101 5 min 10 min 15 min 30 min 60 min T empo de ensaio (min) 6.6 0 0 2. 580 2. 550 3.220 1. 130 1. 185 3.790 940 930 910 1.6 2 5 735 530 1. 190 690 453 900 2 .93 0 A1: 55/55 - 10 cm A2: 55/55 - 15 cm A3: 55/55 - 20 cm A1: 55/55 - 10 cm A2: 55/55 - 15 cm A3: 55/55 - 20 cm Figura 5 \u2013 Cor apar ente e turbidez após difer entes tempos de ensaios da série A. 4.000 3.500 3.000 2. 500 2.000 1.500 1.000 500 0 Cor aparent e (PtCo) 1 min 5 min 10 min 15 min 30 min 60 min T empo de ensaio (min) 800 700 600 500 400 300 200 100 0 T urbidez (NTU) 1 min 294 596 698 159 192 540 83 167 285 68 96 225 39 89 182 24 154 150 5 min 10 min 15 min 30 min 60 min T empo de ensaio (min) 1.320 2.890 3.7 30 865 810 2.830 450 730 340 1. 370 155 592 1. 185 85 680 1.050 1.8 70 365 B1: 80/ 80 - 10 cm B2: 80/ 80 - 15 cm B3: 80/ 80 - 20 cm B1: 80/ 80 - 10 cm B2: 80/ 80 - 15 cm B3: 80/ 80 - 20 cm Figura 6 \u2013 Cor apar ente e turbidez para dif erentes tempos de ensaios da série B. e B ap resentaram r esultados de turbidez mais dis p ersos, enquan to na série C os resultados fo ram mais pr óximos, variando en tre 33 e 49 NTU . Assim, em r elação à qualidade do líquido drenado , o melhor resul tado ocorreu para o ensaio B1, q ue após 60\ue61d minutos a tingiu 85 PtCo de cor apar ente e 24 NTU de turb idez. Po rém, é importan te destacar que, a pós 60\ue61dminu tos todos os ensaios atingiram valo res inferiores a 154 NTU . 8 57 Eng Sanit Ambient | v .24 n. 4 | jul/ ago 2019 | 849-860 Desaguamento de lodo anaer óbio em leito de drenagem 3.000 2. 500 2.000 1.500 1.000 500 0 Cor aparent e (PtCo) 1 min 5 min 10 min 15 min 30 min 60 min T empo de ensaio (min) 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 T urbidez (NTU) 1 min 318 164 458 130 81 280 77 88 136 78 85 112 45 69 82 33 49 42 5 min 10 min 15 min 30 min 60 min T empo de ensaio (min) 1.6 90 480 2 .69 0 750 315 1. 59 5 455 350 355 540 230 245 410 130 150 155 74 5 370 C1: 105/105 DM - 10 cm C2: 105/105 DM - 15 cm C3: 105/105 DM - 20 cm C1: 105/105 DM - 10 cm C2: 105/105 DM - 15 cm C3: 105/105 DM - 20 cm Figura 7 \u2013 Cor apar ente e turbidez para dif erentes tempos de ensaios da série C. Font an a et\ue61f al . (2007) encontrara m turbidez \ue61enal do líquido dre- nado entr e 31NTU e 39NTU ao realizar o desaguamento em LD de lodo digerido em lagoas de estabilização . Mo r tara (2011) ap resento u resultados su periores a 60NTU para o líquido dren ado de lodo anaeró - bio . Dessa forma, os valores de t urbidez após 60\ue61d minut os encontrados para a man ta 105/105 DW estão entre 33NTU e 49NTU , e pró ximos aos valores enco ntrados na litera tura. O ensaio A1 a presento u resultados de qualidade do líquido dre- nado , em termos de cor e turbidez, mais di versos com relação aos demais e isso pode ser explicado pela in\ue61fuência do teor de sólidos inicial do lodo bruto de 1,77% nesse ensaio , enquan to todos os outros fora m realizados com valores su per iores a 2,70% de S T para o lodo bruto . Retirando os resul tados do ensaio A1, as Figuras 8 e 9 trazem o com pilado dos resultados de cor a parent e e turbidez, respectivamen te. Conforme T abela 8, em média 64,5% do volume dr enado ocorre após 15\ue61dminut os, sendo na sér ie A entre 65,6 e 74,5%. A nalisando os resultados de co r aparen te e turbidez a presentados nas Figuras 8 e 9, os valores a presentados a pós 15\ue61dminu tos \ue61ecaram abaixo de 1400PtCo e 250NTU , respectivament e, para todos os ensaios com exceção do A1. No g eral, as mantas a presentara m tendência de redução do vo lume de lodo semelhante . Após 15\ue61dminutos do ensa io, observa-s e redução média de 65% para os resultados de co r aparen te e 70% para turbidez, A2: 55/55 - 15 cm A3: 55/55 - 20 cm B1: 80/ 80 - 10 cm B2: 80/ 80 - 15 cm B3: 80/ 80 - 20 cm C1: 105/105 DM - 10 cm C2: 105/105 DM - 15 cm C3: 105/105 DM - 20 cm Cor aparent e (PtCo) 4.000 3.500 3.000 2. 500 2.000 1.500 500 0 1 min 5 min 10 min 15 min 30 min 60 min T empo de ensaio (min) Figura 8 \u2013 Cor apar ente para difer entes tempos de ensaios dos experimento s, com exceção de A1. 858 Eng Sanit Ambient | v .24 n. 4 | jul/ ago 2019 | 849-860 Achon, C.L .; Coimbra, P .R. S.; Kellner , E . quando co mparados aos valor es iniciais. Esse aspecto é importante , uma vez que a ma ioria do volume dren ado acontece com q ualidade bastant e superior à apr esentada no início do ensaio . A análise da qualidade do líquido dren ado revelou a tendên - cia de melhoria com o passar do tem po, tan to para cor a parente, quan to para turbidez. A p esar de o ensaio B1 ter a tingido os melho - res res ultados para cor apar ente e turb idez, p ode-se considerar que , no geral, o uso da man ta 105/105 DW (ensaios da série C) apr esen - tou os melho res resultados q uanto à qualidade do líquido dr enado, por con ta da uniformidade destes diant e das variações d a altura da camada de lodo aplicada. A2: 55/55 - 15 cm A3: 55/55 - 20 cm B1: 80/ 80 - 10 cm B2: 80/ 80 - 15 cm B3: 80/ 80 - 20 cm C1: 105/105 DM - 10 cm C2: 105/105 DM - 15 cm C3: 105/105 DM - 20 cm T urbidez (NTU) 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1 min 5 min 10 min 15 min 30 min 60 min T empo de ensaio (min) Figura 9 \u2013 T urbidez para dif erentes tempos de ensaios dos e xperimentos, com exceção de A1. 1 Não foi possív el determinar os valor es de condutividade para esses ensaios. T abela 9 \u2013 V alores da condutividade das amostr as do líquido drenado coletadas. Ensaio Condutividade do líquido drenado ( \u03bc S. cm -1 ) T=1 min T=5 min T=10 min T=15 min T=30 min T=60 min A1 1 . 1 74 1.393 1. 22 5 1. 124 1. 484 1.500 A2 1.205 1.198 1.203 1.194 1. 199 1. 202 A3 1. 194 1. 205 1.211 1. 215 1. 2 27 1.206 B1 843 834 831 833 836 845 B2 - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 B3 1.946 1.855 1.821 1.867 1.886 1. 687 C1 886 87 5 87 9 884 880 8 93 C2 - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 C3 947 950 955 950 956 9 59 Quanto à co ndutividade, os res ultados obtidos são apr es entados pela T ab ela 9. De acordo co m Barroso (2007), a variação do pH p ode interfe - rir na capacidade drena nte das man tas geotêxteis para lodo de ET A. Segundo\ue61d Christensen e t \ue61f al . (2015), a diminuição nas taxas de drenag em pode ser provocada pelo aumen to na cond utividade ou também por valores elevados de pH para os lodos de esgoto , porém M ortara (2011) encon trou como r esultado a ausência de in\ue61fuência dos parâm etros pH e condu tivi - dade no desaguamen to de lodo anaeróbio em LD , mesmo utilizando con - dicionan tes químicos. N esta pes quisa foi a nalisado o pH apenas em dois ensaios, A2 e A3, que r esultaram em valor es entre 7,1 e 7,8. Conforme a

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