Ensaios de redução de umidade e higienização no protótipo

Os ensaios realizados no protótipo do secador térmico tiveram dois objetivos: (i) redução da umidade do lodo e (ii) higienização do lodo.

7.2.3.1 Redução de umidade

Com o intuito de avaliar o funcionamento do protótipo, inicialmente foram realizados alguns ensaios utilizando água. Após esses pré-testes e alguns ajustes que se fizeram necessários, iniciou-se a operação do protótipo utilizando lodo dos reatores UASB.

Diante dos resultados desses ensaios, de baixa eficiência na secagem térmica do lodo, concluiu- se a necessidade de melhorar o mecanismo de convecção, para tanto foi acoplado um soprador de ar na entrada do protótipo, o qual pode ser visualizado na Figura 7-14. Após essa adequação, foram realizados mais testes com o soprador de ar, sendo que esses ensaios preliminares tiveram como objetivo entender o mecanismo de funcionamento do protótipo, bem como

(a) (b)

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definir as condições operacionais dos próximos ensaios, as quais são apresentadas na Tabela 7-7.

Figura 7-14: Soprador de ar acoplado ao secador térmico de lodo Tabela 7-7: Condições operacionais dos ensaios de secagem térmica

Duração 7 h

Volume inicial de lodo 60 L Rotação do cilindro interno 15 rpm

Foram realizados 8 ensaios de redução de umidade no protótipo do secador térmico de lodo. As amostras para análises (em duplicata) de lodo foram coletadas em intervalos de 1 h. A temperatura foi medida a cada 15 minutos até 2,5 h de ensaio e depois a cada 30 minutos. O soprador de ar foi utilizado apenas no intervalo de duração do ensaio entre 1,5 h e 4,5 h.

A temperatura ambiente, pressão atmosférica e umidade relativa do ar foram obtidas ao longo do teste através de um termohigrobarômetro digital (Lutron, modelo PHB318) (Figura 7-15). O consumo de biogás pelo motogerador durante o teste foi medido por meio de um medidor de

volume de gás do tipo diafragma (Figura 7-16).

Foram instalados termopares tipo K (Ecil, aço inoxidável modelo, φ 3 mm, L ¼ 100 mm) para medição da temperatura dos gases de exaustão (temperatura de entrada no protótipo), do lodo nos três pontos de amostragem (parte inferior), do interior do secador (parte superior) e dos gases que saem da chaminé (temperatura de bulbo úmido e seco). Essas temperaturas foram medidas através de termopares tipo K e termômetro MINIPA (Figura 7-17). Os pontos de amostragem dessas temperaturas são mostrados nas Figuras 7-18 e 7-19.

Soprador de ar Entrada de ar no

protótipo Entrada de lodo

Figura 7-15: Termo-

higro-barômetro

Figura 7-16: Medidor de

vazão de biogás

Figura 7-17: Detalhe da medição de

temperatura (termopar e termômetro)

A eficiência do protótipo na redução da umidade do lodo foi monitorada através das análises de concentração de sólidos totais (ST) obtidas a cada hora de ensaio e pela redução de volume de lodo no secador (volume inicial menos volume final que permaneceu no secador). As análises de sólidos totais foram realizadas, em duplicata, de acordo com o Standard methods for the

examination of water and wastewater (APHA, 2005). Para as amostras de lodo procedeu-se a

realização de amostragem composta dos três pontos mostrados na Figura 7-18.

Figura 7-18: Desenho esquemático dos pontos de amostragem de temperatura. Lodo Soprador de ar Gases de exaustão 04 02 03 6 05 01 00 Sensores de temperatura 01 – Gases de exaustão (escapamento) 02 – Gases no Interior do secador térmico de lodo 03 – Bulbo úmido na saída dos gases na chaminé

04 – Bulbo seco na saída dos gases na chaminé

05 – Lodo no interior do secador térmico de lodo

06 Amostragem de lodo para análises de ST

Figura 7-19: Pontos de amostragem de temperatura: (a) lodo; (b) gases de exaustão do

motogerador; (c) interior do secador e chaminé.

7.2.3.2 Higienização térmica

A higienização de lodo por meio de tratamento térmico combina duas variáveis de controle: tempo e temperatura de exposição. Visando avaliar a eficiência da higienização do lodo por via térmica, optou-se por utilizar ovos de helmintos como organismo indicador, dada a sua grande resistência a condições ambientais adversas e por se constituir em um dos organismos previstos no monitoramento exigido pela Resolução CONAMA 375/2006 que dispõe sobre o uso agrícola de lodos de esgoto.

Primeiramente realizou-se um ensaio para verificar a ocorrência de ovos de helmintos no lodo dos reatores UASB, nesse procedimento não foram encontrado ovos em número suficiente. Assim, para se obter uma quantidade significativa de ovos no lodo e possibilitar uma recuperação representativa, devido a semelhança morfológica com os Ascaris lumbricóides, decidiu-se por inocular ovos de Ascaris suum no lodo tratado no secador térmico.

Devido a dificuldade de recuperação de ovos de helmintos no secador térmico de lodo, realizou-se apenas um teste de higienização, considerando para o inoculo a proporção de 1.100 ovos.gST-1. Esse teste teve duração de 7 horas, sendo coletadas 5 amostras de lodo em intervalos de tempos diferentes (0 h; 1,5 h; 3 h; 4,5 h e 5 h).

(a)

(b)

Após a realização do ensaio e coleta das amostras de lodo, estas foram então processadas em laboratório, segundo o método de Meyer, para a análise de recuperação e viabilidade de ovos de helmintos (MEYER et al., 1978). Com o intuito de se avaliar a viabilidade dos ovos de helmintos, a placa de Petri contendo os ovos recuperados foi envolvida em papel alumínio e incubada no escuro, em estufa a 28°C, durante 28 dias. Após esse período, procedeu-se a leitura das câmaras com a verificação do percentual de ovos viáveis e não viáveis para cada amostra coletada. De acordo com Godinho (2003), não há um padrão para se definir ovo viável e não viável, assim, neste trabalho considerou-se ovo viável aquele que após o período de 28 dias de incubação apresentou em seu interior uma larva formada (Figura 7-20a) e ovo não viável aquele que permaneceu em qualquer outro estágio anterior, mas não se diferenciou em larva (Figura 7-20b).

Figura 7-20: Ovos de helmintos: (a) viável; (b) não viável Fonte: GODINHO (2003)

Para se expressar o resultado em número de ovos por grama de matéria seca (ovos.gST-1), empregou-se a Equação 7-2.





Nf = número de ovos contados na amostra analisada (ovo.g ST-1)

Ni = número de ovos contados (média dos valores encontrados em cada câmara)

Vf = volume final da amostra na placa de Petri (mL)

Vi = volume inicial da amostra de lodo (g)

C = concentração de sólidos totais (gST.L-1)