Para estudar a desidratabilidade dos resíduos da ETA Brasília, foram realizadas comparações entre a desidratação em centrifuga de lodos orgânicos e inorgânicos, adensados pelos processos de sedimentação e flotação por ar dissolvido.
Para uma determinada água de lavagem, os processos de adensamento utilizados, flotação e sedimentação, promoveram a formação de flocos com diferentes características morfológicas: diâmetro efetivo, dimensão fractal, porosidade, entre outros. Embora existam grandes discrepâncias na literatura a respeito de como as características físicas dos flocos influenciam na desidratabilidade do lodo adensado, no presente trabalho as diferenças nessas características não foram determinantes na capacidade de remoção de água de cada lodo. De fato, mesmo a concentração de sólidos no lodo não afetou a desidratação em centrífuga, pelo menos em experimentos em escala de bancada.
Foi verificado que, além de não haver diferenças, em termos de desidratabilidade, entre os lodos produzidos por flotação e sedimentação para água de lavagem de uma determinada origem, também não houve incorporação definitiva de ar nos flocos durante o processo de flotação, não acarretando em prejuízos na etapa seguinte de tratamento, de desidratação. As microbolhas de ar pareceram não exercer influência na desidratabilidade dos lodos, uma vez que foram facilmente expulsas nas operações de homogeneização e mistura durante o condicionamento químico.
A comparação efetuada entre a desidratação em centrífuga, com lodos das ETAs Brasília e Descoberto, sugere que caso o resíduo tenha um caráter orgânico – isto é, seja um subproduto do tratamento de água bruta com presença de algas – a desidratabilidade será inferior àquela de lodos de caráter inorgânico, cuja origem remonta a uma água bruta com composição predominante de material sólido inerte.
Embora a literatura recomende a filtração forçada como alternativa para o tratamento de resíduos de caráter orgânico, os experimentos realizados indicaram desempenhos similares na desidratação em centrífuga e no filtro prensa de laboratório, em termos da concentração
de sólidos na torta. Apesar do caráter preliminar dos experimentos de filtração forçada, os resultados obtidos sugerem que, caso haja algum ganho em desidratabilidade, esse estaria relacionado a uma maior pressão ou força aplicada na operação de remoção de água, e não a uma adequabilidade do processo de filtração forçada para desidratação de lodos produzidos por flotação ou de caráter orgânico devido à presença de algas.
Os experimentos realizados ao longo desse trabalho demonstraram ainda que o condicionamento químico, com vistas à desidratação em centrífuga, em escala de bancada, foi uma operação pouco vantajosa, já que o incremento no teor de sólidos no na torta foi pouco significativo, não se configurando como uma solução para a questão da baixa desidratabilidade dos resíduos de caráter orgânico. Apesar disso, cabe ressaltar a importância do condicionamento para operação de centrífugas em escala real, sendo que nesse caso as vantagens do condicionamento estão relacionadas ao princípio de funcionamento desses equipamentos, possivelmente devido a aspectos ligados à viscosidade ou consistência do lodo.
Para os experimentos no filtro prensa de laboratório, o condicionamento mostrou-se fundamental. Conforme verificado experimentalmente, na filtração forçada é necessário adicionar substâncias ao lodo que garantam a formação de uma estrutura pouco compressível e de alta filtrabilidade. Essa estrutura pode ser obtida tanto pelo condicionamento físico, quanto pelo condicionamento químico.
A pouca efetividade da aplicação de polímeros na desidratação em centrífuga havia sido sugerida em alguns trabalhos. Como os polímeros interagem apenas com a superfície dos flocos, não há alterações importantes na distribuição de água na estrutura interna dos flocos. Uma vez formados os flocos, o único meio de modificar sua estrutura, propiciando uma melhora substancial na desidratabilidade dos resíduos, seria pelo mecanismo de congelamento e descongelamento.
Essa hipótese foi avaliada, ainda que de forma prospectiva, e os resultados obtidos demonstraram que o condicionamento térmico altera substancialmente as condições de desidratabilidade dos lodos de caráter orgânico. A desidratação em centrífuga, após congelamento e descongelamento das amostras, permitiu um ganho significativo em termos de desidratabilidade em relação às alternativas testadas, especialmente para o lodo
da ETA-Brasília, de caráter orgânico. Essa análise ressalta a importância da distribuição de água na estrutura do floco matriz, isto é, aquele gerado no processo de tratamento de água.
A distribuição de água na estrutura interna dos flocos é definida nas etapas iniciais do tratamento e sofre grande influência das características da água bruta. O total de água presa (bound water) mantém-se aproximadamente constante ao longo do processo de tratamento dos resíduos, determinando o potencial de remoção de água independentemente do equipamento de desidratação utilizado. A baixa desidratabilidade dos resíduos da ETA- Brasília está, portanto, prioritariamente associada às características da água bruta, de caráter essencialmente orgânico. Não sendo possível intervir nas características da água bruta, as etapas iniciais do tratamento de água – com ênfase para os mecanismos de coagulação e floculação – seriam então os focos de novos estudos para a otimização da desidratabilidade dos resíduos, podendo levar a formação de flocos com maior facilidade de remoção de água.
Recomenda-se, portanto, proceder à investigação do processo de coagulação e floculação em relação a desidratabilidade dos resíduos, envolvendo aspectos tais como:
Avaliação da influência do pH de coagulação e do tipo de coagulante utilizado, associando com os mecanismos de coagulação;
Influência do uso de auxiliares de coagulação no processo de tratamento; Gradiente e tempo de mistura rápida;
Gradiente e tempo de floculação.
Desde que se obtenha um clarificado na flotação com turbidez inferior a 1 UT (para não comprometer as carreiras de filtração), proceder à escolha do coagulante ou dos auxiliares de coagulação, ou ainda determinar os parâmetros de coagulação e floculação em função das características do lodo, não parece acarretar em nenhum problema operacional. Afinal, o fator crítico operacional da nova ETA-Brasília está relacionado aos seus resíduos, e não à qualidade da água tratada, já que se dispõe de uma estação com barreiras suficientes para fornecer água dentro dos padrões exigidos e recomendados pela Portaria 518/MS (Brasil, 2004).
Realizar estudos para avaliar a influência do condicionamento com polímeros com vistas à desidratação em centrífuga, em escala real, e como o condicionamento altera as propriedades morfológicas dos lodos;
Avaliar em escala de bancada e real a utilização da viscosidade do sobrenadante da centrifugação como indicador de dosagens ótimas o condicionamento de com polímero;
Avaliar a correlação de parâmetros físicos dos flocos com a desidratabilidade dos lodos;
Realizar estudos para avaliar o uso de materiais alternativos para condicionamento físico para filtração forçada, como por exemplo resíduos de outras atividades industriais ou materiais de baixo custo disponíveis localmente
Realizar estudos para avaliar, no filtro prensa de laboratório, a influência da pressão aplicada e do tempo de realização do experimento, buscando uma correlação desses parâmetros com resultados obtidos por equipamentos em escala real;
Avaliar, de forma mais aprofundada, a aplicabilidade da alternativa de condicionamento térmico pelo mecanismo de congelamento e descongelamento.
De uma forma mais abrangente, é sugerida uma reflexão sobre a abordagem das pesquisas sobre tratamento de resíduos de ETAs realizadas no Brasil, uma vez que se tem investigado preferencialmente a influência dos processos de adensamento, desidratação e de condicionamento em relação a desidratabilidade dos resíduos, enquanto a efetividade da desidratação parece ser mais afetada pelas características da água bruta e flocos formados nas etapas do tratamento.