Impact of sludge disposal of septic tanks on wastewater treatment plant with upflow anaerobic sludge blanket (UASB)

Neste trabalho avaliou-se o desempenho de um reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB) no tratamento combinado de esgoto sanitário com o lançamento de lodo proveniente de tanques sépticos. O estudo foi desenvolvido em escala plena na Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) do Campus I da Universidade de São Paulo (USP) em São Carlos-SP. Foram utilizados dois reatores UASB com 18,8 m³ cada, um reator (UASB I) com função de controle e o outro reator (UASB II) no qual foi descarregado o lodo séptico. A pesquisa foi dividida em duas etapas: a primeira compreendeu o início de operação e o monitoramento dos reatores e, da segunda fez parte os ensaios de lançamento de lodo séptico no sistema. A partida foi efetuada sem utilização de inóculo e os reatores foram operados com tempo de detenção hidráulica médio (TDH) de 8 h, vazão afluente média de 2,35 m³/h e velocidade ascensional de 0,6 m/h. Em seis meses de operação os reatores apresentaram eficiências médias de remoção de DQO nos reatores UASB I e UASB II iguais a 49% e 65%. Quanto à remoção de sólidos os reatores UASB I e UASB II atingiram remoção de 36% e 37% para ST e de 67% e 63% para SST, respectivamente. Após esse período, deu-se início ao estudo que avaliou o impacto do lançamento de lodo séptico no UASB II. Foram realizados três ensaios com diferentes volumes de lodo (1; 3 e 5 m³) descarregados na forma de pulso com vazão média de 5,24 m³/h. Os lodos sépticos utilizados na pesquisa foram coletados por caminhões limpa-fossa e descarregados em um reservatório (15 m³) na ETE para posterior lançamento no reator UASB II. Foram feitas as caracterizações das amostras dos lodos sépticos (coletadas no ato da descarga em cada ensaio), com as quais pôde-se constatar a heterogeneidade da composição desse tipo de resíduo e sua viabilidade de pós-tratamento anaeróbio. Nos ensaios foram realizados monitoramentos temporais logo após a descarga de lodo para acompanhamento da resposta ao pulso de carga imposto. No geral, o reator UASB apresentou capacidade de degradar aproximadamente 2/3 da carga orgânica lançada com o lodo séptico. Os resultados são um indicativo de que a disposição de lodo sépticos em reatores UASB, quando bem programada, é uma solução viável e de grande importância para o tratamento dos resíduos provenientes de tanques/fossas sépticas.The performance of upflow anaerobic sludge blanket (UASB) in the sanitary wastewater combined treatment with sludge disposal of septic tanks was evaluated in this work. The study was carried out (full scale) in the Wastewater Treatment Plant (WTP) located in campus I of the University of Sao Paulo (USP), city of Sao Carlos, State of Sao Paulo, Brazil. Two UASB reactors were used; volume of each reactor ~ 18,8 m³. UASB I was the control reactor, and UASB II was the reactor in which the septic sludge was disposed. The research was divided in two steps: the first one, which has taken into account the beginning of reactors operation and, the second one, in which occurred the disposal of septic sludge in the reactors. The start-up was carried out without utilization of inoculums. Reactors were operated with an average hydraulic retention time of 8 hours, average influent flow rate of 2.35 m³/h, and upflow velocity of 0.6 m/h. In six months, reactors presented average removal efficiencies of COD in UASB I and UASB II of 48% and 65%, respectively. Concerning to the solid removal, UASB I and UASB II have achieved removal of 36% and 37% for TS, and 67% and 63% for TSS, respectively. After this period of time, the evaluation of disposal impact of septic sludge was started in UASB II. Three essays with different sludge volume (1, 3, and 5 m³) were carried out; sludge volume was disposed in a pulse way with average flow rate of 5.24 m³/h. Septic sludge utilized in the research was collected by clean septic tank trucks, and disposed in a reservoir (volume of 15 m³) in WTP, in order to allow further disposal in the UASB II. By the hand of characterization of septic sludge samples (collected when disposal was carried out), it was possible to verify the heterogeneity about composition of this kind of waste and its availability in terms of anaerobic post-treatment. Temporal monitoring after the sludge disposal was carried out in order to allow the accompaniment of results provided by the pulse. In general, UASB reactor presented capacity in terms of degradation of approximately 2/3 of the organic load disposed with septic sludge. The results are a good indicative that the disposal of septic sludge in UASB reactors is a viable solution, and it is very important for the treatment of wastes from septic tanks