Aproveitamento de lodo de esgoto na produção de artefatos de concreto: tubo de concreto de seção circular

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia AmbientalEsta dissertação trata do aproveitamento do lodo produzido na Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) Insular, localizada em Florianópolis/SC, através da sua incorporação ao concreto para a fabricação de tubos de drenagem. Na maioria dos países desenvolvidos, os sistemas de tratamento esgoto já foram ajustados para o gerenciamento do lodo. No Brasil, o resíduo começa a ter maior atenção devido à necessidade de atender as orientações da legislação ambiental. Considerando que, sua produção anual é estimada em 372.000 toneladas e que, aproximadamente metade do lodo gerado tem destino indefinido, o seu gerenciamento passou a ser uma atividade de grande importância e complexidade. Tendo em vista estes aspectos, objetivou-se definir uma metodologia adequada para a estabilização e higienização do lodo, definir uma alternativa para o seu aproveitamento e mistura ao concreto, e avaliar os artefatos produzidos sob o aspecto técnico. No que tange ao desenvolvimento da pesquisa, efetuou-se a estabilização e higienização por dois métodos distintos, caleação e processo térmico. De cada processo de tratamento, obteve-se um subproduto para incorporação ao concreto. Realizaram-se análises de parâmetros físico-químicos e bacteriológicos para comprovar a eficiência do tratamento do lodo de esgoto, e aplicaram-se ensaios de compressão axial e diametral para avaliar a resistência dos artefatos de concreto produzidos experimentalmente. Com relação à etapa de tratamento do resíduo, todos objetivos foram plenamente alcançados, atingindo-se níveis apropriados para sua aplicação em artefatos de concreto. Com relação ao aproveitamento do resíduo no concreto, um traço para a mistura dos materiais foi definido com sucesso, contudo, a sua utilização em tubos de drenagem mostrou-se inviável tecnicamente, dado que os pré-moldados suportaram apenas um carregamento que variou de 7 a 9 kN/m. A expectativa desta dissertação relacionava-se ao gerenciamento sustentável do lodo de esgoto. Ainda que para tubos de drenagem os resultados não tenham se mostrado positivos, o resíduo tem potencial de valorização em concreto sem função estrutural, cuja resistência requerida é baixa.This dissertation approaches the valuation of the sludge produced at Insular Sewage Treatment Plant (STP), located at Florianópolis/SC, through the incorporation of it to drain pipes' concrete. In most developed countries, sewage treatment systems are already suitable for the management of sludge. In Brazil, the sludge from STP began to receive more attention because of the need to adapt their management in accordance with the guidelines of environmental legislation. Considering that the annual sludge production is estimated in 372,000 tons and approximately half of the sludge generated has undefined destination, its management has become an activity of great concern and complexity. Therefore, the purpose of this dissertation was to develop a proper method for stabilizing and hygienization the sludge, defining an alternative to its use by mixing it with concrete and evaluate the artifacts produced from the technical aspect. Regarding the stabilization and hygienization of sludge was performed by two different methods, quicklime and thermal process. Both processes yielded a byproduct which was incorporated to the concrete. Physico-chemical and bacteriological analysis were performed to assess the efficiency of the sewage sludge treatment and tests of axial and diametrical compression were applied to evaluate the resistance of concrete artifacts produced. Regarding the residue treatment step, all objectives were fully accomplished, reaching levels appropriated for the application in concrete artifacts. The mixture of concrete and sludge contents was successfully set, however, its use in drain pipes proved to be technically unfeasible, since the specimens resisted to only charges which ranged from 7 to 9 kN/m. The purpose of this dissertation was based on the sustainable management of sewage sludge. Despite the fact that for drain pipes the results proved to be negative, this residue has potential to be used in concrete with no structural function with low resistance features