Septic tank sludge applied as raw material of asphalt mixture

Em Natal/RN, 68% da população adotam algum tipo de sistema individual para o tratamento dos seus esgotos domésticos, sendo que a mais empregada é a do tipo tanque séptico, seguido de sumidouro. Todo sistema de tratamento de esgotos, usualmente empregado, gera um subproduto denominado lodo. Esse resíduo apresenta alguns componentes, em sua constituição, indesejáveis sob o ponto de vista ambiental e sanitário. Sendo assim, para garantir que o sistema de tratamento tenha resultados satisfatórios, é necessário fazer a disposição final adequada do lodo de esgoto. Vários países vêm buscando alternativas técnicas para o aproveitamento e disposição de resíduos. Sob condições técnicas e ambientais adequadas, estes materiais podem ser empregados, diminuindo assim o consumo dos recursos naturais e a necessidade de tratamento, armazenamento ou eliminação dos rejeitos, tendo-se, como conseqüência, a redução dos riscos gerados. Algumas das alternativas de reciclagem do lodo de esgoto são: a aplicação do mesmo na agricultura, na produção de energia e como insumo na construção civil. Este trabalho avalia o comportamento de misturas asfálticas que substituem parcialmente os agregados convencionais por lodo de tanque séptico. O lodo de tanque séptico originou duas matérias-prima denominadas lodo in natura e lodo calcinado. O lodo in natura foi empregado como um agregado miúdo e o lodo calcinado como um filler. No primeiro experimento, fez-se a comparação entre a mistura que empregou somente agregados convencionais e as misturas que substituíram a areia por lodo in natura nas proporções de 5% a 40%. No segundo experimento, fez-se a comparação entre as misturas com 1%, 2% e 3% de lodo calcinado e de cimento. As etapas desenvolvidas ao longo do estudo foram: caracterização física dos materiais convencionais; caracterização física, química, térmica, mineralógica e análise de risco ambiental do lodo in natura; caracterização física e análise de risco ambiental do lodo calcinado; análise do desempenho das misturas que incorporaram os resíduos, através de seu comportamento volumétrico e mecânico; previsão da susceptibilidade das misturas estudadas na presença de umidade. Para a composição granulométrica utilizada e com o teor de asfalto adotado, as misturas com até 7,5% de lodo in natura em sua composição atendem as especificações do Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes DNIT. No entanto, de acordo com o ensaio de susceptibilidade à umidade, as misturas com adição de lodo in natura não apresentam desempenho satisfatório. Sendo assim, elas poderiam ser empregadas em regiões áridas e semi-áridas. A incorporação de lodo in natura aumenta o volume de vazios e a estabilidade das misturas. No entanto, prejudica a adesividade das mesmas na presença de água. As misturas com lodo calcinado apresentam comportamento semelhante às misturas com cimento. No entanto, apresentam melhor desempenho quanto à estabilidade e a relação de resistência à tração. A mistura com 1% de lodo calcinado é a que apresenta melhor desempenho, segundo os critérios estudados. Os resíduos estudados não representam risco ambiental, de acordo com a análise preliminar feitaIn Natal/RN, 68% of the population uses some kind of individual system for their domestic sewers treatment, being that the most used it is septic tank, followed by sumidouro. Every treatment system of sewers, usually used, generates a by-product denominated sludge. That residue presents some components, in its constitution, undesirable under the environmental and sanitary point of view. In such case, to assure that the system treatment has satisfactory results, it is necessary to do the adjusted disposition of the sludge sewage. Several countries are looking for technical alternatives for the use and disposition of residues. Under technical and environmental conditions appropriate, these materials can be used, decreasing the consumption of the natural resources and the treatment need, storage or elimination of the wastes, what decrease the risks created. Some of the alternatives of recycling of the sludge sewage are: the application in the agriculture, in the production of energy and as raw material in the civil construction. This study evaluated asphalt mixtures behavior that partially substituted conventional aggregates by septic tank sludge. The septic tank sludge gave origin to two raw materials called raw sludge and sludge ash. The raw sludge was put as a small aggregate and the sludge ash as filler. In the first experiment it was made a comparison between the mixture with conventional aggregates and the mixtures that replaced sand by raw sludge in the proportions from 5% to 40%. In the second experiment, it was made comparison between mixtures with 1%, 2% and 3% of sludge ash and cement. The stages developed along the study were: physical characterization of the conventional materials; physical, chemistry, thermal, mineralogical characterizations and analysis of environmental risk of the raw sludge; physical characterization and analysis of environmental risk of the sludge ash; analysis of the mixtures performance through its volumetric and mechanical characteristics; forecast of the mixtures susceptibility in the moisture presence. For the grain size composition used and with the percentage asphalt adopted, the mixtures with up to 7,5% of raw sludge in his composition attend to the National Department of Transports Infrastructure (DNIT) specifications. However, in agreement with the mixtures susceptibility in the moisture presence, the mixtures with addition of raw sludge don't present satisfactory acting. In such case, they could be used in arid and semi-arid areas. The raw sludge application in mixtures increased their voids volume and their stability. However, it damaged mixtures adhesiveness. Mixtures with sludge ash and with cement presented similar behavior. However, mixtures with sludge ash presented a better performance than mixtures with cement as for their stability and their tensile strength ratio. The mixture with 1% of sludge ash is better. The wastes studied don't represent environmental ris