Resumo
O lodo de esgoto aplicado na agricultura contribui para a reciclagem de matéria orgânica e aporte de nutrientes. No entanto, elevadas concentrações de contaminantes podem inviabilizar sua aplicação no solo e na prática agrícola. A pirolise do lodo de esgoto entre 450 ºC e 600 ºC, em ambiente inerte, modifica as propriedades físico-químicas do material aumentando a capacidade de adsorção, podendo ser comparado às propriedades da adsorção do carvão ativado. Utilizar o lodo, após processo térmico, como adsorvente de nitrogênio amoniacal pode ser uma alternativa para o tratamento de efluentes e lixiviados de aterro sanitário, pois são águas residuárias com elevados teores de nitrogênio amoniacal e compostos que podem apresentar características tóxicas e, assim, prejudiciais aos sistemas biológicos e corpos receptores como águas superficiais e solos. A utilização de lodo “in natura” tratado termicamente e lodo após adição de cal foram submetidos aos testes de adsorção. A capacidade de adsorção de N-NH4+ calculada para o lodo “in natura” pirolisado a 600 ºC apresentou valor de 0,81 mg g-1, sendo superior àquelas obtidas para o carvão ativado e demais tratamentos térmicos.
Introdução
O lodo de esgoto é o principal resíduo sólido gerado em estações de tratamento e tende a um aumento, no mínimo, proporcional ao crescimento da população. Aproximadamente metade dos custos operacionais de uma estação de tratamento é aplicada no manejo do lodo, de modo que identificar alternativas para minimizar este impacto representa um grande desafio tecnológico e econômico (Smith et al., 2009).
Em função da composição rica em matéria orgânica, nitrogênio e fósforo, o lodo de esgoto tem sido indicado para a aplicação na agricultura como fertilizante do solo, contribuindo, dessa forma, com a reciclagem da matéria orgânica e aporte de nutrientes (Bettiol e Camargo, 2006). No entanto, elevadas concentrações de contaminantes presentes como, por exemplo, metais e patógenos, podem contribuir para a contaminação do solo e da produção agrícola (Saito, 2007; Rocha et al., 2016).
No Brasil a aplicação de lodo na agricultura é regulamentada pela Resolução CONAMA nº 375/06 (CONAMA, 2006). De acordo com Bittencourt (2014), entre 2011 e 2013, no estado do Paraná foram aplicadas 107.416 toneladas de lodo de esgoto higienizado por estabilização alcalina em 5.529 hectares de áreas agrícolas.
Outra alternativa para a utilização de lodo de estação de tratamento de esgoto (ETE) pode ser a produção de adsorvente para o tratamento de águas residuárias (Beeckmans e Ng, 1971;Nielsen, 1996; Mocelin, 2007). A adsorção é um fenômeno de superfície em que ocorre transferência de uma substância (adsorvato) para a superfície de uma fase sólida (adsorvente). O processo de adsorção pode ser classificado como físico (fisiosorção) – por forças van der Waals ou químico (quimiossorção) – que envolve a interação química entre as moléculas do adsorvato e a superfície do adsorvente (Geankoplis, 2013).
Li et al. (2011) realizaram ensaios utilizando lodo de esgoto termicamente tratado, proveniente de resíduo de indústria de papel, para avaliar a adsorção do composto azul de metileno. Estes autores compararam os resultados àqueles produzidos com outros resíduos carbonáceos, por exemplo, resíduo de casca de coco, casca de amendoim, casca de alho e resíduo de chá, tendo observado variações na capacidade de adsorção do composto azul de metileno de 5,87 mg g-1 até 130 mg g-1, para a casca de coco e lodo tratado termicamente, respectivamente. Filippis et al. (2013) observaram eficiência similares de adsorção do composto azul de metileno utilizando lodo pirolisado a 550 ºC e carvão ativado. A eficiência da adsorção observada foi de 77,3% para o lodo pirolisado e 83,7% para o carvão ativado.
É importante salientar que a maioria dos materiais que possuem alto teor de carbono podem ser ativados para aumentar a área de superfície específica. Os materiais carbonáceos (cascas de coco, de arroz, de nozes, carvões minerais, madeiras, turfas, resíduos de petróleo, ossos de animais, caroços de pêssego, de damasco, de amêndoa, de ameixa, de azeitona e grão de café) possuem área de superfície específica que variam entre 10 m2g-1 e 15 m2g-1, enquanto após ativação, o carvão obtido de alguns materiais pode apresentar valor acima de 800 m2g-1(Claudino, 2003). Os fatores que interferem na adsorção estão relacionados às características físicoquímicas do adsorvente como, por exemplo, quantidade e tamanho dos poros (porosidade) e composição química, entre outros (Mocelin, 2007).
Por sua vez, os lixiviados de aterros sanitários também são resíduos que merecem atenção. Isso devido a sua composição, pois apresentam elevados teores de compostos orgânicos, biodegradáveis e recalcitrantes, e inorgânicos, que podem estar associados a características tóxicas e prejudiciais aos sistemas biológicos de tratamento de águas residuárias, bem como aos corpos receptores, isto é, águas superficiais e solos. Uma característica comum dos lixiviados brasileiros é a elevada concentração de nitrogênio, principalmente na forma amoniacal (Braga et al., 2012). Assim, em função da eficiência das estações de tratamento de águas residuárias e da toxicidade inerente à presença de substâncias tóxicas, o lançamento do lixiviado em corpos aquáticos receptores pode estar associado ao processo de eutrofização e ao comprometimento da vida aquática. Em particular, considerando a concentração de nitrogênio amoniacal, existe a necessidade de tratamento, podendo ser adotados processos físicos como a adsorção (Dias et al., 2015), por exemplo.
Como etapa preliminar essa pesquisa objetivou avaliar a capacidade de adsorção de N-amoniacal utilizando lodo de ETE termicamente tratado. Esses resultados irão subsidiar pesquisas futuras de utilização do lodo de ETE na redução do poder contaminante de lixiviados de aterros sanitários.
Autores: Luciane Lemos do Prado; Edson Costa Junior; Vander de Freitas Melo e Maria Cristina Borba Braga.
