CLASSIFICAÇÃO DOS SECADORES

PRINCIPIO DO METODO TRANSFERENCIA DE CALOR CLASSIFICAÇÃO

Convecção Ar quente ou gases de combustão entram em

contato direto com o lodo Direto Condução

Transferência de calor entre a fonte quente (geralmente vapor ou óleo) e o lodo através de um

meio físico que impede o contato direto.

Indireto

Radiação Lâmpadas elétricas ou queima de gás transmitem

radiação infravermelha até o lodo. Infravermelho Fonte: Adaptado de Tchobanoglous, Burton e Stensel, 2003; Tuncal e Uslu, 2014.

3.7.2 Tipos de Secadores Mecânicos de Lodo

São destacados no Quadro 4 alguns secadores mecânicos utilizados na área de saneamento, sendo que os mesmos apresentam distinções em função do método de transferência de calor e configuração de operação.

Quadro 4 – Tipos de secadores mecânicos mais destacados.

SECADORES MECÂNICOS DE LODO

TIPO MECANISMO DE OPERAÇÃO CLASSIFICAÇÃO LODO SECOI

Tambor Rotativo

Tambor rotativo construído em invólucro de aço, apoiado em rolamentos e trabalha com ligeira inclinação em relação a horizontal.

Direto, indireto

ou misto. 90 - 95% Leito

Fluidizado

Transferência de calor entre o leito e o lodo por

meio de um trocador de calor instalado no leito. Indireto 90 – 95% Secador

Rápido

Lodo é pulverizado e fica suspenso pelos gases quente no interior do secador pelo tempo

necessário para a vaporização da água.

Direto 90 – 92% Fonte: Adaptado de Tchobanoglous, Burton e Stensel, 2003.

Em virtude do objetivo do presente estudo, o secador do tipo bandejas múltiplas foi tratado em tópico especifico a seguir, garantindo um maior conhecimento do seu uso e o aprofundamento em suas informações.

3.7.3 Secador de Bandejas Múltiplas

Lobato (2011) relata que os secadores de bandejas múltiplas, também conhecidos como secadores de soleiras múltiplas, apresentam boa eficiência na secagem e higienização de lodos, além de relativa simplicidade de operação e manutenção. Hammer (1979) descreve o secador de bandejas múltiplas como uma casca cilíndrica metálica com bandejas no seu interior e um eixo central rotativo dotado de braços que tem a função de revolver o lodo e transportá-lo para a próxima bandeja. A alimentação de lodo no equipamento é realizada na parte superior e, lentamente, o material segue para as bandejas inferiores com o movimento dos braços raspadores, induzindo ao lodo um movimento de espiral em cada bandeja e garantindo, assim, um grande contato do material com o ar aquecido e o tempo de detenção suficiente para ocorrer à secagem e higienização térmica.

Hammer (1979) afirma que os secadores de bandejas múltiplas apresentam boa eficiência tanto para secagem como incineração de lodo, argumentando que o segundo é uma extensão do primeiro processo, mas com particularidades como a aplicação de uma intensidade maior de energia, volatilização de parcela do lodo e transformação do material residual em cinzas inertes. Esta linha de pensamento não é comum aos autores Tchobanoglous, Burton e Stensel (2003) que descrevem os dois processos como distintos entre si e indicam que o equipamento de bandejas múltiplas é empregado apenas para secagem de lodo por via indireta. Neste contexto, o presente estudo adotará a linha de pensamento do primeiro autor, aceitando a existência dos secadores de bandejas múltiplas para a finalidade de secagem e incineração de lodo, dependendo do objetivo.

A Figura 11 apresenta dois secadores de bandejas múltiplas com transmissão de calor de maneira indireta (esquerda) e direta (direita).

Figura 11 – Secadores de bandejas múltiplas de contato indireto (esquerda) e direto (direita).

Fonte: Adaptado de Tchobanoglous, Burton, Stensel, 2003.

Tchobanoglous, Burton e Stensel (2003) relatam que, dependendo do uso previsto do lodo seco, o secador com transmissão de calor indireto pode ser regulado para obter uma concentração de sólidos totais entre 65 e 95%.

3.7.4 Alimentação de Lodo Úmido nos Secadores Mecânicos

Com relação à característica dos lodos que entram nos secadores, recomenda-se que os teores de sólidos totais estejam entre 15 e 30%, dependendo da rota tecnologia e tipo de lodo utilizado (ANDREOLI, 2001).

Teores de sólidos entre 20 e 30% são facilmente obtidos por processos mecânicos de desaguamento, por exemplo, a centrifugação (STASTA et al., 2005). Entretanto, Li et al. (2013) relatam que o lodo biológico apresenta elevada aderência nas paredes do secador quando atingem teores de ST de 40%, reduzindo a aderência e melhorando o manuseio a medida que o teor de sólidos é elevado acima deste valor. Por causa dessa característica pegajosa do lodo, normalmente uma parcela do material seco é misturada ao lodo úmido que será alimentado no secador, formando um material com menor teor de sólidos e garantindo, assim, as características físicas

adequadas para o processo. (TCHOBANOGLOUS, BURTON, STENSEL, 2003; OUTWATER, 1994).

A Figura 12 mostra o esquema de um secador do tipo tambor rotativo que utiliza a recirculação do lodo seco para realizar a mistura com o lodo úmido. Essa é uma pratica usual nos processos de secagem, possibilitando, não apenas as mudanças das características do lodo de entrada, mas o reprocessamento das partículas que tem dimensões não adequadas para a destinação final prevista.

Figura 12 – Fluxo de lodo numa planta de secagem por tambor rotativo.

Fonte: Tchobanoglous, Burton, Stensel, 2003.

3.8 CUSTOS COM SECAGEM TÉRMICA

Estima-se que os custos energéticos para a secagem térmica de lodo biológico variem de 27 até 54% no valor do produto final comercializado como fertilizante, tornando-se uma das principais barreiras para empregar este material como fonte de recursos ao solo, via uso agrícola (FROSSARD e MOREL, 1995).

David e Tsutiya (2001) relatam que o custo médio com a compra de combustível para realizar a secagem térmica de lodo, baseado no gás natural e com valores médios do ano de 2001, fica na ordem de R$180,00 por tonelada de massa seca processada, tomando como referencia a variação de 20% para 90% de ST no lodo.