BIBLIOTECA

Caracterização mineralógica, química e geotécnica do lodo da Estação de Tratamento de Água Taiaçupeba/SP

Resumo

Os lodos de estações de tratamento de água (LETA’s) são resíduos provenientes da lavagem de filtros e decantadores. No Brasil, convive-se com a prática de destinação ambientalmente inadequada do lodo. Entretanto, tem havido a procura de soluções mais sustentáveis, como o seu reaproveitamento misturado a solos naturais em obras geotécnicas, o que requer a caracterização do material. Neste trabalho foram investigadas as características químicas, mineralógicas e geotécnicas do LETA Taiaçupeba, localizada no município de Suzano, Brasil. O lodo tem grande quantidade de matéria amorfa e teor de matéria orgânica de 15,5%, é ácido (pH = 6,4) e apresenta capacidade de troca catiônica mais elevada que a maioria dos solos tropicais brasileiros (CTC = 73,3 mmolc.kgꞏ¹). A predominância da matéria orgânica, a reduzida presença de minerais, a presença de sais metálicos e polímeros e o alto teor de umidade dificultam a execução e interpretação dos ensaios geotécnicos, particularmente a análise granulométrica. Alguns defloculantes foram testados e não conseguiram promover a separação de partículas na sedimentação. Por outro, lado, a granulometria a laser indicou mais de 95% de finos. Foi obtida massa específica dos grãos de 2,42 g/cm³, limite de liquidez de 536%, limite de plasticidade de 236% e o material foi classificado como silte orgânico

Introdução

No processo de tratamento da água bruta nas estações de tratamento de água (ETA’s) de ciclo convencional são geradas grandes quantidades de resíduo na lavagem dos decantadores e filtros. Esse resíduo, denominado lodo de ETA (LETA), possui características variáveis com a natureza da água bruta e com os processos unitários e produtos químicos utilizados no tratamento, apresentando grandes variações, tanto entre diferentes ETA’s quanto ao longo do tempo em uma mesma ETA. O LETA é constituído por materiais húmicos e minerais precipitados da água bruta em conjunto com compostos químicos incorporados no processo de tratamento, como sais de alumínio e ferro e polímeros, oriundos dos coagulantes e auxiliares de coagulação, e alcalinizantes ou acidificantes, utilizados no controle do pH (Katayama, 2012). Os lodos, mesmo após algum processo de desaguamento na ETA, possuem teor de sólidos muito baixos, entre 18 e 25% (teor de umidade entre 455 e 300%, respectivamente) (Montalvan, 2016), dependentes da qualidade de água bruta e quantidade de sólidos suspensos removidos, dos equipamentos de agitação utilizados, do método de desaguamento empregado (remoção parcial da água) e do coagulante adicionado (Raghu et al., 1987). Existem diversos métodos de desaguamento, mecânicos e não mecânicos, dentre eles: bolsas geotêxteis, centrífugas, filtros a vácuo, filtros prensa, leitos de secagem e prensa desaguadora.

Os LETA’s são classificados como resíduos sólidos da classe II-B, não perigosos e inertes, pela Norma Brasileira (NBR) 10.004 (ABNT, 2004), exigindo, portanto, a destinação ambientalmente adequada exigida pela Política Nacional de Resíduos Sólidos (Brasil, 2010).

No Brasil, o LETA tem sido geralmente descartado em cursos d’água sem nenhum tratamento prévio ou encaminhado para aterros sanitários e estações de tratamento de esgoto (ETEs) (Roque et al., 2019). As resoluções do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) Nº 357 e Nº 430 (Brasil, 2005, 2011) dispõem sobre a classificação dos corpos de água e as diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelecem as condições e padrões de lançamento de efluentes. Entretanto, o despejo em corpos d’água leva ao aumento gradativo da turbidez da água e, possivelmente, contaminação devido à presença de metais, produtos químicos e patógenos, sendo, portanto, uma prática indesejável.

No caso do aterramento, os LETA’s possuem propriedades geotécnicas indesejáveis (alto teor de umidade, alta compressibilidade e baixa resistência ao cisalhamento), além de que podem ser altos os custos com transporte devido ao grande volume gerado. Soma-se a isso a dificuldade de encontrar áreas disponíveis em regiões urbanizadas para constituir aterros sanitários. No caso das ETEs, a introdução de um material de composição e teor de sólidos diferentes do esgoto sanitário pode comprometer a capacidade da estação e/ou afetar o processo de tratamento do esgoto.

Dentre as alternativas de destinação final ambientalmente adequadas do LETA, destaca-se o reuso em: obras geotécnicas como revestimento de fundo e cobertura final de aterros sanitários e industriais, bases e sub-bases de pavimentos, reaterro de estruturas de contenção, preenchimento de valas e aterros em geral (Montalvan et al., 2019; Ferreira et al., 2019; Montalvan e Boscov, 2018; Silva e Hemsi, 2018; Tsugawa et al., 2018; O’Kelly, 2016); materiais de construção civil, como tijolos, elementos cerâmicos, blocos de concreto, elementos cimentícios e cimento (Buselatto et al., 2019; Godoy et al., 2019; El-Didamony et al., 2019; Wolff et al., 2014); tratamento de esgotos, como coagulantes ou a partir da recuperação e reuso de coagulantes ou como removedores de poluentes e metais pesados (Suman et al., 2018; Abo-El-Enein et al., 2017; Ahmad et al., 2016; Nair e Ahammed, 2014; Yang et al., 2014).

Devido ao baixo teor de sólidos, muitas das propostas de reutilização do resíduo pressupoem processos adicionais de secagem, geralmente demorados e custosos. O pano de fundo deste trabalho é a utilização do LETA in natura em obras geotécnicas, ou seja, nas condições em que é descartado pela ETA, misturado a solos comumente empregados em obras geotécnicas. A caracterização do material é fundamental para compreender seu comportamento e sua influência em misturas com outros materiais, além de definir as melhores alternativas de uso. Este trabalho apresenta a caracterização mineralógica, química e geotécnica do lodo proveniente da ETA Taiaçupeba, uma das maiores ETAs da Região Metropolitana de São Paulo.

Autores: Aline Roque, Edy Lenin Tejeda Montalvan e Maria Eugenia Gimenez Boscov.

 

leia-integra