Proposta de gerenciamento de lodos de esgotos por processo termoquímico

Abstract

Lodos de Esgotos têm se tornado um grande desafio ambiental pois são produzidos em grande escala e ainda possuem destinação final incerta. Neste trabalho, o lodo primário (PS), secundário (SS) e terciário (TS) foram pirolisado a 450°C. SS e TS apresentam similaridades nos teores de matéria volátil (73,44/72,8 %), carbono fixo (9,31/ 7,19%), cinzas (17,25/19,95%), poder calorífico (18,70/18,48 MJ.kg-1), razão de combustibilidade ( 0,13 / 0,10) e fração O/C (0,49/ 0,50). PS possui elevado teor de cinzas tanto no lodo bruto quanto no biochar (35,26% e 59,96%). Dados de XRF/EDX revelam a ausência de metais potencialmente tóxicos em todas as amostras. PS, apresenta maior concentração de metais alcalinos e alcalinos terrosos (K=2,78 mg.kg-1, Ca e Mg= 3,34 e 2,68 mg.kg-1, respectivamente), ferroaluminosilicatos (Fe= 5,56 mg.kg-1, Al= 4,95 mg.kg-1, Si=6,70 mg.kg-1) e fósforo (P=6,54 mg.kg-1). Os perfis de combustão demonstram que o estágio de devolatilização dos lodos brutos ocorreu entre 148–391°C e dos biochars entre 215–416 °C, devido à combustão de matéria volátil, detritos orgânicos e bactérias. A taxa de conversão de PS, SS e TS foi de 6,76, 6,00 e 5,85 %.min-1 , respectivamente ao passo que o rendimento sólido de PSB, SSB e TSB apresentou menor perda, 4,53, 6,09 e 7,96% respectivamente. Há maior reatividade dos lodos brutos (SS>TS>PS) que dos biocarvões (PSB>TSB>SSB). Os biochars possuem desempenho de ignição, eficiência de burnout e índice de combustibilidade inferior a lodos brutos, porém são mais estáveis durante a combustão e possuem propriedades similares ao carvão. O teor de óleos e gorduras do PS é 4%, do SS 2,5%. Espectroscopia de Infravermelho e Ressonância Magnética Nuclear de 13C e 1H de todos os bio-óleos e óleos indicam a presença de carbono sp3 , sp2 , e grupos carbonílicos referentes a ácidos carboxílicos. O trabalho mostrou que a extração de DNA dos lodos in natura exige sucessivas etapas de purificação e bastante cuidado no manuseio do material, pois a degradação do DNA ocorre de maneira rápida. Análises dos lodos das Unidades de Gerenciamento da Caesb demonstraram degradação da matéria-prima volátil ao longo dos anos. Lodos das Estações Norte, Gama e Melchior tem potencial para trabalhos futuros em função do teor de carbono e hidrogênio.