Aproveitamento de lodo de estação de tratamento de esgoto em camada de cobertura de aterro sanitário

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia AmbientalO presente trabalho objetiva avaliar o potencial de valorização do lodo proveniente de uma estação de tratamento de esgoto, localizada no município de Florianópolis (SC), através do seu emprego em camadas de cobertura de aterro sanitário. Esta prática ocorre principalmente quando o biossólido não atinge qualidade suficiente para usos mais nobres ou como alternativa estratégica. Além disso, aterros sanitários demandam grande quantidade de material de cobertura ao longo de toda sua vida útil. A metodologia experimental da pesquisa dividiu-se em quatro etapas: 1) caracterização do lodo de ETE; 2) estabilização alcalina do lodo com diferentes percentuais de cal virgem e posterior secagem em estufa agrícola; 3) avaliação geotécnica e micro-estrutural de traços de lodo com solo argiloso; 4) avaliação da influência do lodo de esgoto na qualidade do lixiviado, em um piloto experimental. Os resultados apontaram que o lodo de esgoto in natura possui em média umidade de 87%, pH de 6,5 e relação sólidos voláteis/ sólidos totais de 0,73. Para este lodo atingir padrão Classe B, segundo a Resolução CONAMA n°375 de 2006, além das condições requeridas em coberturas de aterro (umidade de 50% e o teor de SV/ST igual a 0,4), foi necessário adicionar 30% de cal virgem (em base seca) e deixar o lodo secar por aproximadamente 31 dias na estufa, considerando reviramento 3 vezes por semana e uma altura de disposição do lodo igual a 15 cm. O tempo de secagem, no entanto, muda conforme a época do ano e pode chegar até aproximadamente 44 dias entre o inverno e a primavera. A partir dos ensaios geotécnicos recomenda-se aplicar o traço de 1:1 (solo:lodo caleado em 30% - peso) em sistemas de coberturas finais como camadas superficiais (vegetativas) e/ou camadas de proteção. Não se recomenda, porém, sua aplicação em camadas drenantes ou camadas de fundação. Em camadas intermediárias ou diárias, traços 1:2,33 (solo:lodo 30%) seriam os mais recomendados. O lodo aplicado como cobertura pode influenciar no aumento da concentração de alguns parâmetros no lixiviado, nos primeiros dias após sua aplicação, como a DQO, a DBO, amônia, nitrito, fósforo e alguns metais, mas poucas semanas depois esses valores tendem a baixar e a ficar próximos de uma célula normal que não tivesse recebido lodo em sua cobertura. Contudo, em nenhum momento a concentração de qualquer um dos metais monitorados excedeu os limites da Resolução do CONAMA n° 430 de 2011. This study aims to research an alternative way to recycle the sewage sludge from a wastewater treatment plant (WWTP), located in Florianópolis (SC), through its use as landfill cover. This practice is adopted mainly when the sludge does not possess enough quality to be used in nobler end or as a strategic alternative. Furthermore, landfill demand large amounts of soil cover throughout its useful life. The experimental methodology of the research was divided into four steps: 1) characterization of sewage sludge, 2) alkaline stabilization of sludge with different percentages of lime and drying in a greenhouse, 3) geotechnical assessment and micro-structural analysis of mixtures of sludge and clay soil, 4) evaluation of the influence of sewage sludge on the quality of the leachate. The results showed that the raw sewage has 13% of solid content, pH 6.5 and 73% of volatile solids, relative to the total solids (SV/ST). To treat the sludge until the Class B level, according to CONAMA n° 375 de 2006, and to reach the conditions required in landfill covers (50% moisture content and the SV / ST equal to 0.4), it was necessary to add 30% calcium oxide (on dry basis) and dry the sludge in a greenhouse during 31 days, considering revolving period of 3 times a week; form of sludge disposition with 15 cm height. The drying time, however, changes seasonally and between winter and spring can reach about 44 days. The geotechnical tests showed that the best mixture of soil and sludge (treated with 30% CaO) in final cover systems as surface layers (vegetative) and / or layers of protection is with the ratio 1:1 (weight). However, its application in drainage layers or foundation layers is not recommended. To the intermediate or daily cover, the proportion mixture 1:2,33 (soil: sludge 30%) would be most recommended. The sludge used as landfill cover may influence on the increase of the concentration of some parameters of the leachate in the first days after application, such as COD BOD, ammonia, nitrite, phosphorus and some metals. Nevertheless, a few weeks later these values tend to decrease and become close to a normal cell that had not received sludge in its coverage. Besides, at no time the concentration of any metals monitored exceeded the limits established by CONAMA n° 430 de 2011