Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP
Departamento de Engenharia de Construção Civil
ISSN 0103-9830
BT/PCC/470
Reciclagem do lodo de esgoto da região
metropolitana de São Paulo – RMSP.
Ailton Dias dos Santos
Vanderley Moacyr John
São Paulo – 2007
Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
Departamento de Engenharia de Construção Civil
Boletim Técnico – Série BT/PCC
Diretor: Prof. Dr. Vahan Agopyan
Vice-Diretor: Prof. Dr. Ivan Gilberto Sandoval Falleiros
Chefe do Departamento: Prof. Dr. Alex Kenya Abiko
Suplente do Chefe do Departamento: Prof. Dr. Orestes Marraccini Gonçalves
Conselho Editorial
Prof. Dr. Alex Abiko
Prof. Dr. Francisco Ferreira Cardoso
Prof. Dr. João da Rocha Lima Jr.
Prof. Dr. Orestes Marraccini Gonçalves
Prof. Dr. Paulo Helene
Prof. Dr. Cheng Liang Yee
Coordenador Técnico
Prof. Dr. João Petreche
O Boletim Técnico é uma publicação da Escola Politécnica da USP/ Departamento de Engenharia de
Construção Civil, fruto de pesquisas realizadas por docentes e pesquisadores desta Universidade.
O presente trabalho é parte da dissertação de mestrado apresentada por Ailton Dias dos Santos, sob
orientação do Prof. Dr. Vanderley Moacyr John: “Estudo das Possibilidades de Reciclagem dos
Resíduos de Tratamento de Esgoto da Região Metropolitana de São Paulo”, defendida em
23/10/2003, na EPUSP.
A íntegra da dissertação encontra-se à disposição com o autor e na biblioteca de Engenharia Civil da
Escola Politécnica/USP.
FICHA CATALOGRÁFICA
Santos, Ailton Dias dos
Reciclagem do lodo de esgoto da região metropolitana de São
Paulo - RMSP / Ailton Dias dos Santos, Vanderley Moacyr John. -São Paulo : EPUSP, 2007.
19 p. – (Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP, Departamento de Engenharia de Construção Civil ; BT/PCC/470)
1. Lodo 2. Esgotos sanitários - São Paulo(SP) 3. Reciclagem de
resíduos urbanos I. John, Vanderley Moacyr II. Universidade de São
Paulo. Escola Politécnica. Departamento de Engenharia de Construção Civil III.Título IV. Série
ISSN 0103-9830
RECICLAGEM DO LODO DE ESGOTO
DA REGIÃO METROPOLITANA DE
SÃO PAULO – RMSP.
Ailton Dias dos Santos
Companhia de Saneamento do Estado de São Paulo – SABESP
e-mail: [email protected]
Vanderley Moacyr John
Escola Politécnica da Universidade de São Paulo – EPUSP
e-mail: [email protected]
RESUMO
O processo de tratamento de esgotos gera vários resíduos sólidos, destacando-se o lodo
devido a sua maior quantidade. Hoje, a Região Metropolitana de São Paulo – RMSP gera
cerca de 120 mil t/ano de lodo, cujo teor de sólidos está em torno de 40%, com uma
previsão de 750 mil t/ano para 2015. Este material está sendo disposto em aterros sanitários.
Porém, nas grandes metrópoles a disposição do lodo em aterros tem sido dificultada pela
escassez de locais adequados, legislação ambiental cada vez mais restritiva, e altos custos.
Para gerir esses resíduos busca-se a redução de seu volume e sua reutilização. Este trabalho
levantou informações sobre o processo de geração e caracterização do resíduo gerado na
RMSP, bem como alternativas para sua reciclagem. Como resultado obteve-se um conjunto
de dados capaz de auxiliar na discussão da gestão da disposição final do lodo através da sua
reciclagem e emprego na fabricação de materiais de construção civil como agregado leve,
produtos de cerâmica vermelha e cimento Portland.
ABSTRACT
The wastewater treatment process generates some solid wastes among which the sludge is
the most significant due to the amount produced. Presently, the Metropolitan Region of São
Paulo – RMSP generate approximately 120,000 tons/year of sludge, whose solid fraction is
around 40%, with a forecast for 750,000 tons/year in 2015. This material is being disposed
in sanitary landfills. However, in the great metropolises the landfill disposal has been made
it difficult for the scarcity of places adjusted, environment legislation each more restrictive
time, and high costs. To manage these wastes it searches reduction of its volume and its
recycling. This work collected information on the generation process and characterization of
the residue generated in the RMSP, and alternatives for its recycling. As result got a data
set capable to assist in the discussion of the management of the final disposal of the sewage
sludge through its recycling and use in the manufacture of materials of civil construction as
lightweight aggregate, bricks and cement Portland.
1. INTRODUÇÃO
A Região Metropolitana de São Paulo — RMSP possui cerca de 18 milhões de habitantes e
mais de 1.250 indústrias de médio e grande porte oficializadas, além de uma vasta presença
de atividades industriais de caráter informal. O serviço de saneamento básico em boa parte
da RMSP é de responsabilidade da Companhia de Saneamento Básico do Estado de São
Paulo – Sabesp e compreende as etapas de coleta dos esgotos sanitários, transporte até as
Estações de Tratamento de Esgotos — ETEs, bem como o próprio tratamento destes
esgotos. Nesse tratamento os poluentes presentes nos esgotos são separados e removidos de
modo que o efluente tratado possa ser devolvido aos corpos d'água em melhores condições.
Logo, é inerente a esse processo a geração de resíduos sólidos, dentre os quais o mais
importante é o lodo de esgoto. Há, porém, um paradoxo: quanto mais se trata de esgotos
visando a preservação da qualidade das águas, mais aumenta a quantidade de resíduos
sólidos a serem dispostos em aterros sanitários.
Na RMSP esses atualmente os lodos de esgoto são dispostos nos dois únicos aterros
sanitários da região — administrados pela Prefeitura do Município de São Paulo — através
de um convênio onde a contrapartida da Sabesp é o recebimento e tratamento em estações
de esgoto do chorume gerado pelos aterros sanitários. Entretanto, esses aterros estão em vias
de atingir sua capacidade limite. A produção de lodo de esgoto, por outro lado esta
crescendo. Atualmente são geradas 120 mil t/ano, com um teor de sólidos de 40%, havendo
previsão de aumento para 750 mil t/ano em 2015. Adotando-se uma massa específica média
de 1,1 t/m3, o volume de lodo gerado equivale ao volume de um prédio de 145 andares, com
previsão de quadruplicar em 2015. Além disso, o cenário é completado pela inexistência de
áreas adequadas e próximas à RMSP para a construção de novos aterros sanitários, restando
apenas aterros particulares e distantes, o que implica aumento de custos incompatível com a
estrutura financeira do tratamento de esgotos atualmente praticada.
A estratégia principal da Sabesp para enfrentar este problema se concentrou no
desenvolvimento de um conjunto de pesquisas com o objetivo de aproveitar o lodo de
esgoto na agricultura, compatibilizando suas características para esse fim; porém, em muitas
situações a contribuição clandestina de esgotos industriais introduz contaminantes no lodo
em teores acima dos limites permitidos para a aplicação (SANTOS, 2003). Adicionalmente,
os mercados principais de fertilizantes encontram-se relativamente afastados das estações
localizadas na RMSP. Finalmente, observa-se a nível internacional uma crescente tendência
de desenvolver novas aplicações para o lodo de esgoto (SAHLSTRÖM et al, 2004;
ONAKA, 2000), como será discutido adiante.
Este artigo técnico insere-se nesse contexto, e busca apresentar alternativas com potencial
viabilidade técnica e econômica, bem como competitivas no mercado da RMSP, com
objetivo de proporcionar novas opções para pesquisa e desenvolvimento. A abordagem
utilizada está baseada em JOHN (2000), ZORDAN (2003) e JOHN & ÂNGULO (2003) e é
resultado da dissertação de mestrado do autor principal (SANTOS, 2003).
2. PROCESSO DE GERAÇÃO DOS LODOS DE ESGOTO NA RMSP
O Sistema Principal de Esgotos da RMSP é constituído por cinco sistemas integrados de
tratamento com estações de mesmo nome: ETE ABC, ETE Barueri , ETE Parque Novo
Mundo, ETE São Miguel e ETE Suzano. Estas estações apresentam características próprias
na concepção das suas unidades constituintes. Todas as estações são dotadas de tratamento
de fase sólida com o uso de filtros-prensa, portanto todas geram tortas de lodo. A diferença
mais significativa está no condicionamento químico dos lodos. Nas ETEs Barueri e São
Miguel, ele é feito com polímeros e nas demais com cal e cloreto férrico. Também é
necessário destacar que a ETE Parque Novo Mundo é a única das cinco que não possui os
processos de decantação primária e de digestão dos lodos, implicando suas substituições
respectivamente por peneiras rotativas e estabilização química.
Os relatórios operacionais do período de julho de 2001 a junho de 2002 (SABESP, 2002)
foram analisados. A primeira observação é a preponderância das quantidades de tortas de
lodo comparada à geração de material gradeado, areia e peneirado. Isto elege as tortas de
lodo como o resíduo a ser estudado, porém não implica desconsideração dos demais
resíduos. São 327 toneladas de lodo — com teor de sólidos de 40% — geradas por dia para
uma vazão de 10,50 m3/s atualmente. Considerando-se as previsões de aumento do
tratamento de esgotos para 2015, a produção de tortas de lodo será de 1.551 t/dia. As
quantidades bem menores de material gradeado, areia e material peneirado, respectivamente
0,5%, 2,5% e 0,4% da produção das tortas, não despertam interesse para um estudo
exclusivo, porém talvez o processo de reciclagem que envolva as tortas possa incorporá-los.
Uma outra observação importante e que serve de diretriz para uma abordagem de
reciclagem das tortas de lodo é que cada ETE deve ser estudada individualmente. Pelos
dados analisados, foi possível perceber que todas tem características próprias: quantidade e
qualidade dos sólidos removidos, fluxo de processos, processos (volumes e tempos),
condicionadores e/ou dosagens diferentes. As ETEs estão em áreas muito distintas da
RMSP, com vazões de tratamento e geração de quantidades de resíduos muito diferentes.
Além disso, a garantia de produção é discutível, não do ponto de vista da continuidade do
tratamento de esgoto, mas sim da regularidade do processo. Foi observado em campo que as
cinco ETEs estão aperfeiçoando o tratamento da fase sólida, implicando mudanças de
processo, paradas na produção, muitas vezes longas, alterações sensíveis nos resíduos
gerados. Tudo isto se traduz em dificuldades de comprometimento com outras empresas,
nas quais o resíduo da Sabesp venha a ter importância de matéria-prima e/ou combustível
auxiliar.
3. COMPOSIÇÃO DOS LODOS DE ESGOTO
Os lodos de esgoto são compostos basicamente de uma mistura de matéria orgânica, de
inorgânicos e de água. A proporção entre as fases principais e a composição da fração
inorgânica variam de acordo com a origem dos esgotos e detalhes do processo de
tratamento, como o tipo de floculante (polímero ou cal hidratada), eficiência dos filtrosprensa, presença e eficiência de biodigestor. Eventualmente os lodos de esgoto são
submetidos a secagem, reduzindo ainda mais o teor de água, ou até mesmo a incineração,
gerando as cinzas de lodo.
A Tabela 1 apresenta exemplos de composição do lodo de esgoto gerado na RMSP. Como
pode ser observado, nesta tabela, a composição do lodo gerado em uma mesma estação de
tratamento pode variar significativamente ao longo do tempo em função de mudanças no
processo de tratamento.
Tabela 1 Exemplos de composição principal do lodo de esgoto gerado na RMSP por
diferentes estações e em diferentes épocas. Valores expressos na base calcinada
(SANTOS, 2003).
Espécie
Un.
ETE Barueri
1999
12,00
17,00
10,00
45,00
4,40
5,50
1,50
0,75
1,30
0,31
1,10
2003
26,50
19,20
13,30
11,60
11,50
6,33
1,20
1,07
1,00
0,49
0,39
ETE Suzano
Péletes
2003
13,50
16,00
9,88
39,30
7,78
nd
1,17
0,51
nd
0,37
0,34
2002
45,55
12,55
29,27
6,96
0,11
10,40
4,04
1,27
1,81
0,25
nd
%
SiO2
%
Fe2O3
%
Al2O3
%
CaO
%
SO3
%
P2O5
%
MgO
%
K2O
%
TiO2
%
Na2O
%
Cl
Perda
ao
%
26,23
72,27
59,25
51,60
Fogo
Condicionador Ca(OH)2 e FeCl3 Polímero e FeCl3 Ca(OH)2 e FeCl3 Polímero e FeCl3
nd = não detectado.
Além da presença destes compostos, deve-se destacar a presença de nitrogênio (entre 2,1 e
3% em diferentes análises em São Paulo), fósforo, além de contaminação por metais
pesados e compostos orgânicos (SANTOS, 2003).
Dentre os contaminantes listados na NBR 10004 (1987), cujos teores ultrapassam
eventualmente os limites desta norma, encontram-se o fenol, cromo, níquel, zinco e
molibdênio (SANTOS, 2003). A contaminação de lodos por metais pesados é também
bastante comum na Europa; van der SLOOT et al (1997) identificaram cádmio, cromo,
cobalto, cobre, ferro, manganês, níquel, chumbo e zinco.
Os lodos de esgoto também podem conter microorganismos, inclusive patogênicos
(CESÁRIO SILVA et al, 2001). GASPARD et al (1997) detectaram a presença de ovos
viáveis de helmintos em lodos franceses. SAHLSTRÖM et al (2004) analisaram 64
amostras de lodos de 8 estações de tratamento suecas e encontraram contaminação por
Salmonella em 55% delas. Além do risco de contaminação, a presença de microorganismos
provoca a degradação da matéria orgânica, podendo causar mau cheiro em depósitos de
lodo.
A presença de matéria orgânica confere aos lodos de esgoto poder calorífico. A bibliografia
corrente faz referência a valores entre 11 e 12 MJ/kg (WERTHER, OGADA, 1999), valor
equivalente ao da lenha. Medidas realizadas em lodos de esgoto da RMSP revelaram poder
calorífico inferior variando entre 3 e 13MJ/kg (SANTOS, 2003).
Existem poucos dados sobre a natureza mineralógica da fração inorgânica dos lodos de
esgoto. Os lodos gerados na RSMP contem calcita (quando Ca(OH)2 é adicionado no
tratamento), quartzo e teores menores de feldspato, mica e caulinita (SANTOS, 2003).
4. RECICLAGEM DO LODO DE ESGOTO
A seleção de alternativas tecnicamente viáveis para reciclagem de um resíduo deve levar em
conta inicialmente as características químicas e físicas do resíduo (JOHN & ANGULO,
2003). Estas mesmas características podem servir também para ressaltar potenciais
problemas das diferentes aplicações tecnicamente possíveis. Para selecionar dentre as
aplicações tecnicamente possíveis as mais atrativas em uma situação específica devem ser
considerados aspectos como riscos do processo de pesquisa e desenvolvimento e viabilidade
econômica nos diferentes mercados. Aspectos como sazonalidade de consumo do resíduo
devem ser considerados e, por exemplo, tem sido um dos fatores limitantes da utilização
agrícola das cinzas de lodo de esgoto no Japão (ONAKA. 2000).
Assim, aplicações que explorem o poder calorífico e a fração inorgânica são potencialmente
interessantes. Processos térmicos eliminam possíveis microrganismos enquanto geram
energia neutra em termos de contribuição ao efeito estufa. A composição básica da fração
inorgânica, silício, alumínio e, eventualmente cálcio é a mesma da maioria dos materiais de
construção largamente consumidos e produzidos por processos térmicos, como produtos
cerâmicos e cimentos. Não por outra razão que a revisão bibliográfica revelou três grupos
de materiais de construção civil produzidos por processos térmicos, nos quais o lodo de
esgoto pode ser inserido no processo produtivo: agregados cerâmicos leves, cimento
Portland e produtos de cerâmica vermelha.
Durante o processo de calcinação os patógenos presentes são destruídos, eliminando-se
portanto a chance de contaminação dos usuários. Finalmente, a RMSP é um grande mercado
consumidor potencial dos produtos de construção civil, sendo que estes mercados não são
sazonais.
4.1 Fabricação de agregados cerâmicos leves
A utilização dos lodos de esgoto como matéria prima para produzir um agregado leve,
através de um processo cerâmico é uma aplicação onde o Brasil foi certamente um dos
pioneiros mundiais. Esta aplicação se diferencia da cerâmica convencional por explorar a
capacidade expansiva das misturas contendo lodo de esgoto.
4.1.1 Experiência brasileira
A pesquisa nacional sobre o aproveitamento do lodo de esgoto gerado nas estações de
tratamento como material de construção iniciou-se em 1974, quando a Sabesp solicitou ao
Instituto de Pesquisas Tecnológicas — IPT — um estudo a respeito do assunto. Os
pesquisadores da Divisão de Tratamento de Minérios do IPT, Prof. Dr. Carlos Dias Brosch,
Engº Silvio Benedicto Alvarinho, Engº Hiran Rodrigues de Souza e Engº Oscar de Nucci,
efetuaram uma pesquisa experimental de aproveitamento do lodo digerido da Estação de
Tratamento de Esgotos de Pinheiros. Essa pesquisa lhes conferiu o prêmio “Governador do
Estado de São Paulo”, em 1976, de melhor invenção graças à sua originalidade e
importância.
Eles conseguiram obter, a partir de lodo digerido, um material que após britagem era
classificado dentro das especificações de agregado leve para fins de construção civil, com
emprego em estruturas de concreto, isolamento térmico, enchimento de vazios, préfabricação de edifícios e blocos para alvenaria e pisos. Uma instalação semi-industrial, cujo
projeto foi desenvolvido por empresas brasileiras, foi implantada junto à ERQ Leopoldina
(Estação Recuperadora da Qualidade das Águas, com componentes mecânicos e elétricos de
fabricação nacional, e esteve em operação de junho de 1979 até o final de 1982 (SANTOS,
1992).
O processo de produção do agregado leve, a partir do lodo digerido dos esgotos, passava
pelas seguintes operações unitárias (BROSCH; ALVARINHO; SOUZA, 1976; SANTOS,
2001):
1) Desidratação do lodo
O lodo proveniente da digestão anaeróbia, com cerca de 5% de sólidos, era bombeado para
centrífugas, onde o teor de sólidos atingia 30%. O teor de matéria orgânica em base seca
desse lodo era cerca de 57% da sua massa. Do total da fração inorgânica restante, em
valores médios, os principais teores eram: 52% de SiO2, 27% de Al2O3, 7% de Fe2O3 e 5%
de CaO.
2) Pós-secagem do lodo centrifugado
Esse lodo seguia para o pátio de pós-secagem, cujo piso era de asfalto, com paredes a meia
altura que favoreciam a aeração natural, e cobertura de telhas transparentes que permitia a
passagem da luz solar, onde o lodo passava por secagem natural até atingir um teor de
sólidos entre 40 e 54%. Um pequeno trator provido de pá frontal descarregava o lodo numa
moega, que tinha um alimentador de disco acoplado na sua parte inferior.
3) Dosagem e mistura dos componentes
Do disco alimentador, o lodo era introduzido no misturador, e recebia parte do sínter de
retorno em dosagens convenientes para a conformação da mistura com suas características
de umidade. Após essa mistura, o material era triturado em um moinho e depois seguia para
o tambor peletizador.
4) Peletização
Um tambor rotativo de baixa velocidade, no percurso desde a boca de entrada até a boca de
saída, transformava a mistura disforme em pequenas pelotas, cujo diâmetro máximo era de
4 mm, teor de umidade nominal de 45% e densidade aparente de 800 kg/m3.
5) Secagem das pelotas por leito fluidizado
As pelotas eram encaminhadas através de uma correia transportadora para o leito fluidizado,
onde era insuflado ar por meio de um ventilador, ao mesmo tempo em que era queimado
biogás procedente dos digestores anaeróbios. Este ar aquecido atravessava uma placa
perfurada no sentido de baixo para cima e mantinha as pelotas em estado de flutuação, de tal
maneira que o teor de umidade das pelotas passava de 45% na entrada para 10% na saída.
Os pós finos que se originassem no interior do leito fluidizado eram encaminhados a dois
ciclones através de um exaustor, e daí se dirigiam para a saída do leito fluidizado juntandose ao produto seco peletizado, após o que o material era transportado para um silo de
estocagem.
6) Sinterização
Ao lado do silo de estocagem das pelotas procedentes do leito fluidizado existia um outro
silo que continha um material chamado “sínter de cama”, resultante de bateladas anteriores.
Sob estes silos deslocava-se um carrinho que recebia uma parte do “sínter de cama” e nove
partes de pelotas, para então descarregar tudo em um dos sinterizadores.
Um carro maçarico deslocava-se sobre o sinterizador carregado, munido de um maçarico de
ignição que era alimentado pelo biogás dos digestores anaeróbios. Iniciada a ignição do
sinterizador, ela se auto-sustentava a cerca de 1.000 ºC por 20 minutos, devido à combustão
da matéria orgânica contida no lodo; o carro maçarico era desligado ao mesmo tempo em
que se ligava o sistema de exaustão dos gases de sinterização.
7) Quebramento e britagem do sínter
Abriam-se as comportas laterais dos sinterizadores, descarregando-se os blocos sinterizados
em um carrinho, que seguia até o sistema de britagem do sínter. O carrinho era descarregado
sobre uma grade onde era feita a quebra manual dos blocos de sínter. O material quebrado
caia sobre uma peneira vibratória que possuía aberturas de 25 mm. O material maior que 25
mm era desviado para um britador de mandíbulas e, após ser processado, reunia-se com
aquele que tinha atravessado as malhas da peneira vibratória; em seguida, através de um
elevador de canecas, o material era encaminhado para a entrada do tambor estabilizador.
8) Estabilização e classificação do sínter
O sínter era submetido a uma abrasão recíproca em um tambor giratório, obtendo-se três
produtos distintos: o sínter de retorno, o sínter de cama e o sínter útil (agregado leve).
Esses três materiais eram classificados através de um sistema de peneiras rotatórias
existentes no tambor estabilizador. O sínter de retorno era encaminhado para um silo de
estocagem e posteriormente para o misturador no início do processo para modificar a
umidade do lodo procedente do pátio de pós-secagem. O sínter de cama era encaminhado
para um silo e utilizado como falsa grelha no processo de sinterização, formando a cama das
pelotas no sinterizador. O sínter útil (agregado leve) era o produto final acabado a ser
encaminhado para o pátio de estocagem.
A planta produzia aproximadamente 500 kg de agregado leve por hora, processando 2 t/h
de lodo de esgoto. A densidade aparente do agregado encontrava-se em torno de 570 kg/m³.
Após britagem a granulometria dos produtos se situava entre 2,4 a 10 mm. O fluxograma
do processo de fabricação do ALL é apresentado na Figura 1.
Durante as diversas fases da produção do agregado leve havia formação de finos em várias
unidades do processo. Esses finos eram aspirados por exaustores e retidos no filtro de
manga e, a partir daí, eram automaticamente descarregados e encaminhados ao silo de pó
juntamente com o sínter de retorno. Os gases eram aspirados por exaustores, passando antes
por ciclones recolhedores de partículas. Logo após, eram incinerados em um queimador de
gás que utilizava como combustível o biogás produzido nos digestores. No processo
formava-se pequena quantidade de alcatrão, que poderia ser aproveitado.
O controle de qualidade do ALL era feito pelos laboratórios do IPT e pelo laboratório de
concreto da Sabesp. Os concretos feitos com o ALL, comparados com concretos de mesmo
traço usando argila expandida Cinasita, única concorrente no mercado nacional na época,
mostraram melhor trabalhabilidade. Quanto a resistência à compressão axial, obtiveram
valores máximos de 29 MPa, apenas 12% abaixo dos concretos produzidos com argila
expandida. Devido à alta absorção do ALL, este era usado no estado saturado com
superfície seca. O ALL foi usado em obras da própria Sabesp, no concreto das passarelas da
Rodovia Anchieta, e como enchimento nas lajes rebaixadas do Shopping Ibirapuera. Em
1981, estava sendo desenvolvido um projeto para aplicação do ALL na construção do
Edifício de Administração da futura ETE Barueri, com concreto de fck = 15 MPa
(SIMONDI, YAMADA, SARDINHA, 1981).
Figura 1 Fluxograma do processo de produção do agregado leve de lodo (SANTOS, 1992).
Em 1982, a unidade de ALL foi transformada para produzir fertilizante organomineral.
“Uma instalação definitiva manteria ambas as linhas de fabricação, com a produção
orientada pela qualidade do lodo entrando no processo e pela demanda do produto”
(SANTOS, 2001). Não foram encontrados documentos que expliquem os fatores que
determinaram a desativação da produção do ALL.
Além dessa experiência na cidade de São Paulo, houve uma pesquisa com o lodo da cidade
de Londrina. MORALES (1989) caracterizou o agregado leve produzido com esse lodo e
analisou seu desempenho em concretos, considerando-o compatível com os agregados leves
convencionais.
4.1.2 Experiência internacional
Entre vários trabalhos detectados é possível destacar aquele desenvolvido pelo Dr. George
Harrison para a San Diego Region Water Reclamation Agency. Ele passou a produzir
agregado leve a partir do lodo de esgoto por um processo chamado CCBA (Coordinate
Chemical Bonding Adsorption). O processo constava das seguintes etapas: mistura do
esgoto com argila, alumínio e ácido poliacrílico; coagulação e floculação; decantação (lodo
com 45% de sólidos); mistura com argila; extrusão; corte para formação de pelotas com
cerca de 6 mm de diâmetro; e queima entre 1070 a 1095 ºC, vide Figura 2. O agregado leve
produzido estava em conformidade com as normas da ASTM. A partir deste agregado
obteve-se concretos de resistência à compressão acima de 35 MPa e blocos com mais de 6,5
MPa (GEORGE, 1986).
Figura 2 Fluxograma do processo CCBA de fabricação de agregado leve (GEORGE, 1986).
YIP; TAY (1990) investigaram misturas de argila e tortas de lodo, queimadas entre 800 °C
e 1.080 °C num forno para tijolos. O material queimado até 1.000 °C mostrou-se fraco e
friável. A partir de 1.000 °C o material ganhava resistência. Foi então quebrado e
classificado por tamanho, originando agregados leves miúdos e graúdos muito angulares. A
trabalhabilidade dos concretos em relação a esses agregados era prejudicada, porém sua
característica de agregado leve conferiu ao concreto as mesmas características dos
agregados leves comerciais, inclusive isolamento térmico, em virtude de sua baixa
condutividade térmica, além de resistência a altas temperaturas. TAY; YIP; SHOW (1991)
repetiram o processo com várias proporções de argila e tortas de lodo que, depois de
misturadas, foram queimadas a temperaturas entre 1.050 °C e 1.080 °C num forno para
tijolos. O material queimado foi quebrado e classificado por tamanho. Os agregados leves
mais resistentes resultaram de misturas com teores de argila superiores a 40% em massa.
Em cidades de pouca extensão territorial, principalmente metrópoles asiáticas, a incineração
é a forma mais comum de redução do volume das tortas de lodo. Porém, isso implica
formação de cinzas, cujo volume é de 10 a 15% do volume das tortas, e que também
necessitam de uma destinação. Em Singapura, TAY (1987) pesquisou o uso destas cinzas
como fíler, isto é, com função de preenchimento substituindo parte do cimento no concreto.
Para tanto, as cinzas resultantes da queima a 550 °C foram pulverizadas e selecionadas
aquelas com diâmetro menor que 150 µm. Para um mesmo traço de concreto, foram
investigadas quatro substituições na massa de cimento (5, 10, 15 e 20%), além da referência
sem substituição. Notou-se melhoria na trabalhabilidade com maiores teores de substituição.
Os efeitos na segregação, tempo de início e fim de pega, retração e absorção de água não
foram significativos. Quanto a resistência à compressão após 28 dias, a substituição de 10%
de cimento implicou queda de 10% da resistência, porém a substituição de 20% causou
queda acima de 30% na resistência do concreto sem substituição.
4.2 Matéria prima para fabricação de cimento Portland e pozolanas
Um estudo de TAY; SHOW (1991), em escala laboratorial, procurou desenvolver um
cimento Portland a partir de tortas de lodo de esgoto. O cimento Portland tem como
matérias-primas rocha calcária e argila, sendo que a última foi substituída no estudo pelo
lodo desidratado. O primeiro passo foi a secagem da torta de lodo, condição necessária para
moagem e mistura adequada com a pedra calcária. Esta etapa deve ser sempre considerada
em processos de produção ou apenas de incorporação de tortas na indústria de cimento.
As amostras de lodo desidratado foram secas a 105 °C, moídas e misturadas com pó de
pedra calcária, CaCO3, em diferentes proporções. Estas misturas foram moídas entre 250 e
350 µm, incineradas a temperaturas e tempos de detenção diferentes. O produto final foi
moído numa granulometria menor que 80 µm. Foram analisadas as propriedades do cimento
assim produzido, bem como do cimento Portland convencional.
O melhor cimento produzido foi o resultante da mistura de 50% de lodo seco e 50% de
pedra calcária, em massa, com temperatura de queima de 1.000 °C e tempo de residência no
forno de 4 horas. A composição química do cimento produzido com lodo de esgoto
apresentou conformidade com as faixas de variação de um cimento convencional, com
exceção do CaO, que ficou abaixo dos padrões, e do SO3, que ficou acima destes. O baixo
teor de CaO pode afetar a resistência, e o alto teor de SO3 pode causar instabilidade no
volume, prejudicando a durabilidade do concreto. O estudo não apresentou as características
mineralógicas do clínquer assim produzido. Os testes revelaram que não ocorreram
problemas de expansão. O tempo de início de pega foi rápido, o que pode ser atribuído à
falta da adição de gipsita normalmente incorporada aos cimentos convencionais, e a
reatividade pozolânica foi muito baixa. A resistência à compressão após 28 dias atingiu 6,28
MPa — cerca de 27% do valor obtido para um cimento Portland comum. Apesar das
deficiências inerentes do estudo, o mesmo revela uma aplicação potencial.
ONAKA (2000) testou o processamento de lodo diretamente em uma fábrica de cimento
durante durante nove meses consecutivos, com bons resultados. O processo utilizado
iniciava com a secagem do lodo, transformando-o em péletes, porém conservando seu teor
de matéria orgânica e energia. Esses péletes, de 2 a 10 mm de diâmetro, foram lançados no
forno junto com o restante da matéria-prima do cimento. A matéria orgânica foi utilizada
como fonte complementar de calor e a parte inorgânica integrou o clínquer. Os traços de
metais pesados foram fixados em teores ainda mais diluídos na massa do cimento. O
monitoramento dos gases e o controle de qualidade do produto não indicaram nenhuma
alteração em relação aos valores sem o uso do lodo. Os resultados revelam que a
incorporação de apenas 2% de lodo seco como matéria prima em fornos de clínquer
permitiria consumir todo o lodo gerado no Japão.
Uma simplificação dessa idéia está em vias de ser estudada em São Paulo. Consta do uso
dos pré-calcinadores existentes em algumas fábricas de cimento, para executar a secagem
das tortas de lodo sem transformá-las em péletes. Este material seco poderia entrar junto
com a matéria-prima no forno de cimento, fornecendo calor e incorporando-se ao produto
final. Nesta pesquisa, porém, o foco é a redução de NOx nas emissões atmosféricas das
cimenteiras (USEPA, 2000a), através da reação química representada pela equação 1:
NOx + NH3 (amônia) + O2
→
N2 + H2O.
(1)
Outra aplicação é o uso de cinzas do lodo calcinado de maneira controlada na produção de
pozolanas que podem substituir parcialmente o clínquer do cimento. MORALES (1994)
confirmou reatividade pozolânica no lodo calcinado entre 750 °C e 800 °C devido à
presença de montmorilonita, concluindo ser possível substituir até 35% do consumo de
cimento Portland.
4.3 Matéria prima para fabricação de cerâmica
A informação mais antiga encontrada sobre produção em escala industrial de tijolos
utilizando resíduos de tratamento de esgoto refere-se a ETE de Fishwater Flats, Port
Elizabeth, na Africa do Sul. Desde 1979, uma olaria distante 15 km da ETE, produziu mais
de 120 milhões de tijolos a partir de uma mistura em volume de 30% de lodo com 70% de
argila, para tijolos comuns, e de 5 a 8% de lodo para tijolos de acabamento (SLIM;
WAKEFIELD, 1991 apud WERTHER; OGADA, 1999).
As tortas de lodo misturadas à argila são moídas formando uma massa; esta massa
homogênea recebe água tendo sua umidade ajustada em 20%; a massa é extrudada e os
tijolos cortados. A etapa seguinte é a secagem em ambiente coberto a temperatura ambiente
por duas semanas, ou em estufas por dois dias, numa temperatura entre 60 e 65 °C; seguem
para a queima, resfriamento e estocagem.
Num forno contínuo, os tijolos moldados da mistura de lodo e argila aquecem até atingir
uma temperatura de cerca de 150 ºC. Nesse momento o lodo começa a pirolizar e a
combustão dos voláteis se inicia, aumentando rapidamente a temperatura dos blocos para
800 ºC. No ponto do forno em que o lodo é completamente queimado e o gradiente térmico
diminui, um combustível externo é queimado para elevar a temperatura a 960 ºC. O uso do
lodo nesta fábrica é responsável por uma economia de 55 L de óleo combustível para cada
1.000 tijolos produzidos (WERTHER; OGADA, 1999).
Tais tijolos são reconhecidos pela excelente qualidade: cor e textura uniformes, ausência de
trincas e são indistinguíveis dos tijolos convencionais em aspecto e odor. Os valores de
resistência a compressão para os tijolos aparentes e não-aparentes são respectivamente de
40,7 e 38,3 MPa — valores extremamente superiores às normas locais que são de 17,0 e
14,0 MPa. A absorção de água em 24 h foi de 13%, 30% maior que os tijolos fabricados na
região, o que agregou vantagem ao produto, pois aumentou sua aderência às argamassas e
aumentou os confortos térmico e acústico.
As vantagens do processo são a economia de água, a produção de tijolos mais leves,
redução do custo de transporte, economia de combustível no forno e o aproveitamento dos
gases de queima para secagem das tortas de lodo (SLIM; WAKEFIELD, 1991 apud
WERTHER; OGADA, 1999).
Outro estudo é o projeto Ecobrick, desenvolvimento na Catalunha — Espanha, em 1993, e
atualmente desativado. Tratava-se também da incorporação de tortas de lodo de ETE na
argila, em um processo comum de fabricação de tijolos. Os efeitos eram semelhantes aos da
experiência de Port Elizabeth. Além disso, foi observado que após a queima acima de 1.000
°C, os metais pesados são encapsulados na matriz cerâmica, uma vez que a fase líquida,
formada nas argilas expostas a altas temperaturas, ataca e integra os óxidos metálicos. Dessa
forma os metais fixados na fase vítrea não podem ser lixiviados (ETEP; ESTÁTICA; JNS,
1998).
A School of Civil and Structural Engineering de Singapura, trabalha intensamente com o
aproveitamento das cinzas provenientes da incineração do lodo de esgoto. TAY (1987)
produziu tijolos a partir dessas cinzas misturadas com argila, encontrando resistências à
compressão de 70 MPa para composições com 40% de cinzas, e redução da massa
específica em relação ao bloco convencional.
Muitos outras pesquisas de incorporação de lodo desidratado e de cinzas de lodo foram
desenvolvidas. Foram encontrados diferentes valores absolutos para as propriedades de
diversas proporções de incorporação de lodo em blocos cerâmicos. Isto se deve à
diversidade de matérias-primas, processos, dimensões dos blocos e as normalizações de
cada país. Mesmo assim é possível observar tendências e características dessa incorporação
de lodo nos produtos cerâmicos (TAY; SHOW, 1997).
Com teores de incorporação de tortas de lodo entre 0 e 40% da massa total, os melhores
resultados limitaram-se a 10% de incorporação, representando aproximadamente reduções
de 2,5% na massa específica e de 30% na resistência mecânica. A absorção de água e a
retração de queima aumentaram respectivamente em 35% e 2,5% (TAY, 1987; ALLEMAN;
BERMAN, 1984; SLIM; WAKEFIELD, 1991 apud TAY; SHOW, 1997).
O primeiro fator limitante no teor de lodo foi a capacidade da mistura ser extrudada. Além
disso, a incorporação de lodo implica em incorporação de matéria orgânica, que ao ser
destruída pela queima no forno, deixa vazios no interior do bloco, os quais levam à redução
da massa específica e da resistência mecânica, e ao aumento da absorção e da retração
dimensional na queima. A retração na secagem tende a não ser alterada, uma vez que é
influenciada pela umidade, a qual foi ajustada para a mistura com argila mais seca
compensando o teor de umidade da torta de lodo.
Os blocos cerâmicos produzidos com a incorporação de cinzas de lodo tiveram suas
propriedades afetadas em função de uma característica peculiar das próprias cinzas. Elas
têm a capacidade de reter uma quantidade de água equivalente à sua massa sem, entretanto,
desenvolver plasticidade (NORTON, 1970 apud TRAUNER, 1993). Desta forma no
processo de secagem, a perda de umidade não se traduz em retração dimensional, uma vez
que as cinzas não haviam sido influenciadas pela adição desta mesma água. Um pequeno
aumento da retração de queima pode ter sido resultado da fusão de alguns compostos das
cinzas a temperaturas menores, merecendo estudo mais aprofundado. Este mesmo fenômeno
poderia explicar o aumento da absorção, da queda da resistência mecânica e até do ligeiro
aumento da massa específica. Ressalva deve ser feita à redução da massa específica no
estudo de TRAUNER (1993), atribuída à redução da água quimicamente combinada da
argila, bem como à volatilização de alguns de seus compostos.
A qualidade da superfície do bloco feito com cinzas foi superior ao do bloco feito com lodo
desidratado (TAY; SHOW, 1997), porém, apesar dos resultados mais favoráveis à
incorporação de cinzas, é importante considerar que para obtê-las houve um dispêndio de
energia.
Segundo ONAKA (2000) no Japão cerca de 70% das tortas de lodo é incinerada, sendo que
parte das cinzas é utilizada na produção de tijolos e blocos de piso intertravados. O autor
apresenta vários problemas dessa abordagem, dentre eles o alto consumo de combustível da
incineração, alto custo da fabricação de materiais de construção a partir das cinzas e da
escória.
No Japão, atualmente existem oito fábricas de blocos usando apenas cinza de lodo de esgoto
incinerado, sem nenhum aditivo (OKUNO; TAKAHASHI, 1997). É usada moldagem de
alta pressão e queima ajustada entre 1.020 ºC a 1.080 ºC. Estas fábricas fazem parte das
ETEs, sendo que uma delas, inaugurada em 1991, produz cerca de 5.500 blocos por dia, a
partir de 15 m3 de cinza. Esses blocos somente passaram a ser competitivos quando os
problemas de crescimento de fungos devido ao teor de umidade e o aparecimento de
manchas pela lixiviação do carbonato de cálcio foram solucionados. Tal solução incluiu o
aumento da temperatura de queima e a adoção de uma camada impermeabilizante.
Esse processo atende aos três requisitos básicos fixados pelo governo desse país: redução do
volume das cinzas; o produto não libera metais por lixiviação e; a produção não é sazonal.
O volume do produto final é 20% do volume das cinzas. O único metal pesado detectado
nas cinzas é o arsênio, lixiviado em concentração muito menor que a padrão em pH = 3 e
também em pH = 6, porém no bloco não é detectado em nenhuma destas condições de pH.
A fábrica opera oito horas por dia, durante cinco dias por semana, o ano todo.
As fábricas de blocos fazem parte das ETEs e pertencem ao Governo Metropolitano de
Tóquio, assim parte dos blocos é utilizado para os serviços público da cidade. O restante é
comercializado pelo mesmo preço do bloco concorrente de mercado — cerca de um dólar.
O custo de fabricação é de dois dólares, porém, segundo o Governo de Tóquio, esta
diferença é muito vantajosa diante dos custos de disposição das cinzas (OKUNO;
YAMADA, 2000).
5. PROBLEMAS NA RECICLAGEM DO LODO DE ESGOTO
Apesar das vantagens e benefícios proporcionados pela reciclagem do lodo de esgoto para
fabricação de materiais de construção, não se deve negligenciar a presença de poluentes
orgânicos, metais pesados e organismos patogênicos inerentes à constituição desse resíduo.
5.1 Saúde ocupacional no manuseio do lodo de esgoto
No Brasil, inexistem informações sobre saúde ocupacional dos trabalhadores que tem
contato direto com os resíduos de tratamento de esgotos. Portanto, em princípio valem as
mesmas informações relativas aos contaminantes do próprio esgoto, e apesar de tratar-se de
lodo digerido, não se deve perder de vista que, por exemplo, basta um ovo de helminto para
ter-se a dose infectante por ingestão ou inalação.
A agência de proteção ambiental americana faz uma série de recomendações aos
trabalhadores em seu manual, baseando-se em princípios de higiene pessoal e treinamento
básico (USEPA, 2000b). Apesar destas recomendações estarem dirigidas a lodo com
destinação agrícola, as mesmas podem servir como orientações básicas para a incorporação
do lodo de esgoto em processos industriais.
Em tese, o contato direto de pessoas com o lodo nas indústrias é menor, o que reduz ainda
mais um risco de contaminação que já é considerado baixo. Quanto maior o grau de
automação, mais interessante é a indústria para receber e processar o lodo, porém a
existência de processos de moagem, com emissão de poeira, conforme as condições
particulares da instalação, eventualmente poderia introduzir risco de contaminação por
inalação. A mesma preocupação deve ser tomada nos processos térmicos no tocante a
emissão de gases e partículas.
5.2 Transporte e armazenamento de lodo de esgoto
Dada a inexistência de literatura específica sobre transporte e armazenagem de lodo, os
preceitos válidos nos estudos e na prática de uso de biossólidos na agricultura são expostos
aqui apenas como referência. Entretanto, deve-se observar as diferenças no caso das
circunvizinhanças de uma propriedade rural e de uma indústria, por vezes próxima ou até
inserida em conglomerados urbanos, e demais particularidades que diferenciam as possíveis
destinações do lodo de esgotos. O processo de transporte de biossólidos da ETE até o local
de armazenagem pode atrapalhar o trânsito, ser desagradável e emitir odores desagradáveis
para a comunidade. Assim ele deve ser gerenciado para minimizar estes problemas,
inclusive a exposição pública de odores.
Os lodos de esgoto bem estabilizados podem ser estocados sem gerar problemas de mau
cheiro (USEPA, 2000b). Contudo, o potencial de emissão de odores (compostos de enxofre
ou amônia) aumenta se certas condições ocorrerem durante a estocagem, como por
exemplo: elevação da temperatura e umidade; pH caindo a menos de 9 em lodos
estabilizados com cal; condições anaeróbias ou deficiência de oxigênio; contato do lodo
com água; estocagem prolongada de lodos estabilizados inadequadamente; limpeza e
controle de perdas deficientes.
A agência de proteção ambiental americana em seu manual de estocagem de biossólido,
lodo adequado para aplicação agrícola portanto, considera possível a amazenagem por até 1
dia em local sem cobertura, porém a preocupação com uma potencial contaminação da água
permanece. Para períodos mais longos, até dois anos, são necessárias obras adequadas,
como galpões de estocagem com piso de concreto ou asfalto e cobertura (USEPA,2000b).
5.3 Processamento térmico de lodos de esgoto e poluição do ar
Na maioria dos incineradores de resíduos urbanos e de lodos de esgoto, são usados
precipitadores eletrostáticos para remoção das cinzas. Eles operam em temperaturas acima
de 400 ºC, precedidos ou não de ciclones para remoção das partículas mais grossas,
inclusive com aproveitamento de calor. Sob as altas temperaturas de combustão nos
incineradores, a maioria dos metais pesados é vaporizada. Porém, eles se condensam na
superfície das partículas das cinzas numa parte mais fria do evaporador e são removidos
com essas cinzas. Cerca de 78 a 98 % do Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn são retidos na cinzas,
enquanto que mais de 98% do mercúrio pode ser liberado para atmosfera junto com os gases
de saída (WERTHER; OGADA, 1999).
Sendo assim, a técnica de controle de emissão de metais pesados na atmosfera é o emprego
de um dispositivo eficiente de captura das cinzas nos gases de saída da chaminé, tais como
lavadores Venturi e precipitadores eletrostáticos, entre outros. Com a limitação na emissão
de partículas, o problema de metais pesados é transferido de poluição do ar para a
manipulação das cinzas contaminadas. Porém o problema com a lixiviação dos metais
pesados pode ser resolvido durante a incineração com o uso de temperaturas mais altas,
causando a fusão das cinzas. As emissões de metais pesados não são um problema durante o
uso do lodo de esgoto na produção de tijolos ou na co-combustão na fabricação de cimento.
Na produção de tijolos os metais pesados são encapsulados na matriz do tijolo e não são
lixiviáveis, enquanto que na produção de cimento os metais pesados do lodo são adsorvidos
nas partículas e retornam para o forno depois da separação no precipitador eletrostático
(WERTHER; OGADA, 1999).
Os compostos de mercúrio, devido a suas baixas temperaturas de vaporização, são
prontamente vaporizados. Contudo, devido à instabilidade dos compostos de mercúrio em
temperaturas mais altas, geralmente acima de 700 ºC, os compostos decompõem-se para
formar mercúrio elementar. O mercúrio elementar não é prontamente solúvel e depois,
diferente dos outros metais pesados, não é removido com as cinzas durante o tratamento dos
gases da combustão. Porém mais adiante os gases da chaminé esfriam, e é possível que o
mercúrio metálico possa reagir com outros componentes dos gases de saída e formar outros
compostos. Em um estudo na Suécia, com incinerador de resíduos sólidos municipais —
resíduo que contém maior presença de mercúrio que o lodo de esgoto — mais de 97% do
mercúrio foi removido através de sistema de três estágios composto por precipitador
eletrostático, lavagem de gases e filtro-adsorção (HYLANDER et al, 2003).
As dioxinas e furanos, no caso do lodo de esgoto, sob temperaturas de incineração acima de
1.200 ºC, são completamente destruídos, de forma que no incinerador suas concentrações
são desprezíveis. Porém na limpeza do gás, onde a temperatura é menor que 450 ºC, pode
ocorrer uma nova formação de dioxinas e furanos. Felizmente no caso dos lodos de esgoto,
este nível de formação é muito menor do que nos incineradores de resíduos urbanos, pois a
relação S/Cl é de 7 a 10 vezes maior nos lodos de esgoto. Um teor alto de enxofre inibe a
formação de dioxinas e furanos, o que é comprovado por pesquisas em incineradores na
Europa e comparações com os respectivos limites legais de emissão, demonstrando que a
incineração dos lodos de esgoto não é uma fonte, e sim um redutor de dioxinas e furanos.
Os balanços de massa tem mostrado que a partir da quantidade de entrada, mais de 94% é
destruído durante a combustão, menos de 1% escapa para a atmosfera com os gases de
saída, e cerca de 5% é retido nas cinzas (WERTHER; OGADA, 1999). A adoção do sistema
de três estágios obteve remoções superiores a 99% de dioxinas (EDULJEE; CAINS, 1997;
HYLANDER et al, 2003).
No Brasil não se tem muitos dados sobre incineração, e sobre co-processamento de lodo de
esgotos. Assim atenção especial é recomendada para os processos de reciclagem do lodo no
que tange à emissão de gases num ciclo de queima, os quais podem envolver diferentes
temperaturas, e conseqüentemente liberar gases tóxicos em alguma destas temperaturas.
Ressaltando-se que apenas a temperatura máxima do processo não é parâmetro suficiente
para esta análise.
Hipotéticas simulações de queima, associadas a temperaturas e tempos de residência nos
fornos, tem probabilidade mínima de detecção de gases tóxicos em escala de laboratório,
devido a seus baixíssimos valores de concentração. Logo, o monitoramento de emissões
gasosas deve ser feito em escala real, tão logo seja desenvolvido o processo de reciclagem,
representando uma etapa de extrema importância.
5.4 Contaminação do ambiente por lixiviação
A lixiviação de metais pesados e outras espécies perigosas incorporadas nos materiais
produzidos a partir de resíduos é um dos problemas ambientais a ser enfrentado (van der
SLOOT, 1997) também no caso do lodo de esgoto.
As matrizes cerâmicas e mesmo cimentícias tem sido propostas para inertização de resíduos
contendo alto teor de metais pesados, mas certamente os resultados dependem das
características do produto final. Estas características podem, no entanto, ser controladas
aplicando conceitos básicos de engenharia de materiais de forma a imobilizar os metais
pesados, desde que o teor dos mesmos permaneça dentro de limites razoáveis. Aspectos
como dosagem de resíduo, processos de mistura (MAGALHÃES et al, 2004), porosidade
dos produtos (CHEESEMAN et al 2003), etc estão relacionados a esses conceitos.
CHEESEMAN et al (2003) investigaram a lixiviação de cerâmicas produzidas a partir das
cinzas de lodo de esgoto e constataram uma acentuada redução dos produtos agressivos
lixiviados.
6. CONCLUSÕES
Os resultados do presente trabalho permitem concluir que:
•
os lodos gerados não podem ser considerados como um resíduo único, mas constituem
uma família de lodos diferentes de ETE para ETE e certamente irão requerer técnicas de
reciclagem específicas;
•
é desejável desenvolver outros mercados para o lodo de esgoto, alternativas ao uso na
agricultura, particularmente para lodos da RMSP, devido a contaminação com metais
pesados e até a possível presença de patógenos;
•
poder calorífico da matéria orgânica presente, combinado com o teor de inorgânicos
tornam os lodos de esgotos atrativos a processos industriais cerâmicos, como por
exemplo agregados leves, componentes de cerâmica vermelha e até materiais
cimentícios;
•
desenvolvimento destes novos mercados para o lodo de esgoto depende de investigação
tanto de adequação dos processos industriais para as diferentes características do lodos
de esgoto, quanto de aspectos de risco ambiental e segurança do trabalho.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Resíduos Sólidos –
Classificação – NBR 10004. Rio de Janeiro, 1987.
ALLEMAN, J. E.; ASCE, M.; BERMAN, N. A. Constructive sludge management:
Briobrick. Journal of Environmental Engineering, v. 110, n. 2, April 1984.
ANDREOLI, C. V.; PEGORINI, E. S.; FERNANDES, F. Disposição do lodo no solo. In:
VON SPERLING, M.; ANDREOLI, C. V.; FERNANDES, F. (Ed.) Lodo de esgotos:
tratamento e disposição final. Belo Horizonte: DESA-UFMG, 2001. p.319-397.
(Princípios do tratamento biológico de águas residuárias, v.6).
BROSCH, C.D.; ALVARINHO, S. B.; SOUZA, H. R. Fabricação de agregado leve a
partir de lodo de esgoto de São Paulo. São Paulo, Instituto de Pesquisas Tecnológicas
– IPT, 1976. (Relatório nº 8779).
CESÁRIO SILVA, S. M. et al. Principais contaminantes do lodo. In: VON SPERLING, M.;
ANDREOLI, C. V.; FERNANDES, F. (Ed.) Lodo de esgotos: tratamento e
disposição final. Belo Horizonte: DESA-UFMG, 2001. p.69-121. (Princípios do
tratamento biológico de águas residuárias, v.6).
CHEESEMAN, C. R.; SOLLARS, C. J.; MCENTEE, S. Properties, microstructure and
leaching of sintered sewage sludge ash. Resources. Conservation and Recycling,
Volume 40, Issue 1, December 2003, Pages 13-25.
EDULJEE, G.; CAINS, P. Control of dioxin emissions from waste combustors. Filtration
& Separation, p. 599-603, July/August 1997.
ETEP; ESTÁTICA; JNS. Plano diretor de uso/disposição dos lodos das ETE da RMSP.
São Paulo, SABESP, 1998. (Projeto Tietê).
GASPARD, P.; WIART, J.; SCHWARTZBROD, J. Parasitological contamination of urban
sludge. Waste Management & Research (1997) 15, 429–436
GEORGE, M. S. Concrete aggregate from wastewater sludge. Concrete International
Design & Construction, v. 8, n. 11, p. 27-30, November 1986.
HYLANDER, L. D.; SOLLENBERG, H.; WESTAS, H.. A three-stage system to remove
mercury and dioxins in flue gases. The Science of the Total Environment, n. 304, p.
137-44, 2003.
JOHN, V. M.; ÂNGULO, S. C. Metodologia para desenvolvimento de reciclagem de
resíduos. In: JOHN, V. M.; ROCHA, J. C. (Org.). Utilização de resíduos na
construção habitacional. Porto Alegre: 2003. v. 1, p.8-71
JOHN, V.M. Reciclagem de resíduos na construção civil: contribuição à metodologia de
pesquisa e desenvolvimento. 2000. 113p. Tese (Livre-Docência) – Escola Politécnica,
Universidade de São Paulo. São Paulo, 2000.
MAGALHÃES, J. M.; SILVA, J. E.; CASTRO, F. P.; LABRINCHA, J. A. Role of the
mixing conditions and composition of galvanic sludges on the inertization process in
clay-based ceramics, Journal of Hazardous Materials, Volume 106, Issues 2-3, 30
January 2004, Pages 169-176.
MORALES, G. Verificação e avaliação da reatividade pozolânica da cinza de lodo de
esgoto da cidade de Londrina. 1994. 170p. Tese (Doutorado) – Escola Politécnica,
Universidade de São Paulo. São Paulo, 1994.
____. Caracterização do agregado leve obtido a partir do lodo de esgoto da cidade de
Londrina. 1989. 123p. Dissertação (Mestrado) – Escola Politécnica, Universidade de
São Paulo. São Paulo, 1989.
OKUNO, N.; TAKHASHI, S. Full scale application of manufacturing bricks from sewage.
Water Science & Technology, v. 36, n. 11, p. 243-50, 1997.
OKUNO, N.; YAMADA, A. Evaluation of full scale thermal solidification processes
implemented in Tokyo lightweight aggregate, slag and brick. Water Science &
Technology, v. 41, n. 8, p. 69-76, 2000.
ONAKA, T. Sewage can make Portland cement: a new technology for ultimate reuse of
sewage sludge. Water Science & Technology, v. 41, n. 8, p. 93-8, 2000.
SABESP. São Paulo. Página na Intranet da Superintendência de Esgotos da Companhia de
Saneamento Básico do Estado de São Paulo. Apresenta relatórios operacionais das
ETEs da RMSP. Disponível em: < http://10.7.129.15/aonline/net_a/AE/AE.asp >.
Acesso em: 02 de set. 2002.
SAHLSTRÖM, L.; ASPAN, A.; BAGGE, E.; DANIELSSON-THAM, M. L.; ALBIHN, A.
Bacterial pathogen incidences in sludge from Swedish sewage treatment plants. Water
Research. In Press, Corrected Proof. Disponível em: <http://www.sciencedirect.com>.
Acesso em: 20 March 2004.
SANTOS, A. D. Estudo das possibilidades de reciclagem dos resíduos de tratamento de
esgoto da Região Metropolitana de São Paulo. 2003. 265p. Dissertação (Mestrado) –
Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. São Paulo, 2003.
SANTOS, H. F. Tecnologias de uso útil do lodo dos esgotos. In: Encontro Técnico
Associação dos Engenheiros da SABESP, XII, São Paulo, 2001. Anais. São Paulo:
2001. 1 CD-ROM.
____. Light aggregate and organo-mineral fertilizer from digested sewage sludges. A
general view on other beneficial uses for sewage treatment plants by-products. In:
FIRST
ITALIAN-BRAZILIAN
SYMPOSIUM
ON
SANITARY
AND
ENVIRONMENTAL ENGINEERING, São Paulo, 1992. 17 p.
ŠÈANÈAR, J. et al. Total metal concentrations and partitioning of Cd, Cr, Cu, Fe, Niand
Zn in sewage sludge. The Science of the Total Environment, n. 250, p.9-19, 2000.
SIMONDI, S.; YAMADA, Y.; SARDINHA, V. L. A. Propriedades e aplicações do
agregado leve de lodo de esgoto.. Revista DAE, Sabesp, n. 126, p. 291-8, 1981.
TAY, J.H. Bricks Manufactured from sludge. Journal of Environmental Engineering, v.
113, n. 2, p. 278-84, April 1987.
____. Sludge ash as filler for Portland cement concrete. Journal of Environmental
Engineering, v. 113, n. 2, p. 345-51, 1987.
TAY, J. H.; SHOW, K.Y. Resource recovery of sludge as a building and construction
material – a future trend in sludge management. Water Science & Technology, v. 36,
n. 11, p. 259-66, 1997.
____. Properties of cement made from sludge. Journal of Environmental Engineering, v.
117, n. 2, p. 236-46, Mar./Apr. 1991.
TAY, J. H.; YIP, W. K.; SHOW, K.Y. Clay-blended sludge as lightweight aggregate
concrete material. Journal of Environmental Engineering, v. 117, n. 6, p. 834-44,
1991.
TRAUNER, E. J. Sludge ash bricks fired to above and below ash-vitrifying temperature.
Journal of Environmental Engineering, ASCE, v. 119, n. 3, p. 506-19, 1993.
USEPA – UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. NOx
control technologies for the cement industry. EPA Contract nº 68-D98-026. USA,
2000a. 114p.
____. Guide to field storage of biosolids. EPA/ 832-B-00-007. Washington, DC, USA,
2000b. 134p.
van der SLOOT, H. A. et al. Harmonization of leaching/extraction tests.
Amsterdam:Elsevier, 1997. 277p.
WERTHER, J. OGADA, T. Sewage sludge combustion. Progress in Energy and
Combustion Science, n. 25, p. 55-116, 1999.
YIP, W. K.; TAY, J. H. Aggregate made from incinerated sludge residue. Journal of
Materials in Civil Engineering, v. 2, n. 2, p. 84-93, May 1990.
ZORDAN, S. E. Metodologia de avaliação do potencial de reciclagem de resíduos. 2003.
481p. 2v. Tese (Doutorado) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. São
Paulo, 2003.