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Tipo: Dissertação
Título: Tratamento de lodo de esgoto por secagem em estufa: higienização e produção de biossólidos para uso agrícola
Título(s) alternativo(s): Sewage sludge treatment by greenhouse solar drying: disinfection and production of biosolids for agricultural use
Autor(es): Dias, Edgard Henrique Oliveira
Primeiro Orientador: Bastos, Rafael Kopschitz Xavier
Primeiro coorientador: Bevilacqua, Paula Dias
Primeiro avaliador: Chernicharo, Carlos Augusto de Lemos
Segundo avaliador: Alem Sobrinho, Pedro
Abstract: O presente trabalho teve como objetivo o acompanhamento da higienização de lodo de esgoto proveniente de reator UASB por secagem em estufa. Foram monitorados sete lotes de lodo, entre fevereiro de 2010 e maio de 2011, sendo cada lote referente a um evento de descarte de lodo do reator UASB. O tempo de acompanhamento dos vários lotes de lodo variou de 50 a 130 dias, com realização de coletas semanais. Foram monitoradas as seguintes variáveis: pH, umidade, sólidos totais, coliformes totais, Escherichia coli e ovos totais e viáveis de helmintos. Foram ainda realizados experimentos de inoculação de colifagos somáticos em lodos submetidos à secagem na mesma estufa de campo e também sob condições de temperatura controlada (estufa laboratorial). Foi observada elevada desidratação do lodo durante a secagem em estufa, sendo obtidos teores de umidade menores que 10% e de sólidos totais acima de 90% quando os lotes foram submetidos a períodos de tratamento superiores a 75 dias. O decaimento microbiano durante a secagem do lodo se mostrou variável, mas eficiente. Decaimento exponencial foi bastante nítido para coliformes totais e Escherichia coli, porém essa tendência não foi tão clara para os dados de ovos viáveis e totais de helmintos. Para a remoção das bactérias, foi possível perceber influência da temperatura (sazonalidade), com quedas das concentrações de coliformes totais e E.coli mais acentuada nos períodos mais quentes. Valores de E.coli abaixo de 10³ NMP/gST, limite estabelecido pela Resolução CONAMA 375/2006 para biossólido Classe A, foram obtidos com tempos de secagem acima de 60 dias. Os valores de Kb 20 calculados para E.coli foram bastante variáveis, entre 0,004 e 0,142 d-1. Variações amplas também foram observadas no decaimento de ovos de helmintos, com valores de Koh 20 calculados para ovos totais entre 0,008 e 0,035 d-1. As concentrações de ovos viáveis de helmintos foram sempre baixas, sendo necessários apenas 15 dias para se obter contagens abaixo de 0,25 ovos/gST (biossólido Classe A de acordo com a Resolução CONAMA 375/2006). Os resultados dos experimentos de campo de inoculação de colifagos somáticos também mostraram intenso decaimento exponencial para esse bacteriófago em estufa, com valores de Kcs 20 elevados e variando entre 0,187 e 0,248 d-1. Em contrapartida, nos experimentos de inoculação realizados em laboratório sob condições temperatura controlada (30ºC) o decaimento foi bem menos intenso, com valores de Kcs 20 entre 0,028 e 0,078 d-1. Por fim, o trabalho apresenta um modelo de estimativa da qualidade microbiológica de biossólidos tratados por secagem em estufa a partir da qualidade microbiológica do esgoto bruto. Por meio de modelagem estocástica (que leva em consideração variações em torno das variáveis de entrada) estimou-se que, com 60 dias de secagem em estufa, a probabilidade de alcançar a qualidade bacteriológica preconizada para as Classes A e B na Resolução CONAMA 375/2006 (103 e 106 E.coli/gST, respectivamente) seria de 66,2% e 97%, respectivamente. No caso dos ovos de helmintos essas chances seriam, respectivamente, de 64,3% e 99,8%. Ou seja, os resultados sugerem estabilidade e confiabilidade consideráveis do processo de tratamento por secagem em estufa do lodo de reator.
This study aimed at evaluating the disinfection process of sewage sludge from a UASB reactor by greenhouse solar drying. Seven lots of sewage sludge were monitored between February 2010 and May 2011, each lot referring to an event of sludge discharge from the UASB reactor. The monitoring period of time of the different sludge lots varied from 50 to 130 days, with sampling every week. The following variables were monitored: pH, moisture, total solids, total coliforms, Escherichia coli, total and viable helminth eggs. In addition, somatic coliphages spiking experiments were conducted in sludge samples dried in the same field greenhouse, as well as in samples dried in a laboratory incubator kept under controlled temperature. A high sludge dewatering during the drying treatment in the greenhouse was observed, with moisture and total solids contents reaching levels, respectively, below 10% and above 90% when the sludge was subjected to periods of treatment longer than 75 days. Microbial decay during sludge drying was variable, but effective. Exponential decay was quite clear for total coliforms and Escherichia coli, but not so much for total and viable helminth eggs. Regarding the bacterial removal, an influence of the temperature was noticed, with higher decreasing of total coliforms and E.coli in the warmer periods. E.coli concentrations below 10³ MPN/gTS (the CONAMA Resolution 375/2006 standard for Class A biosolids) were obtained with more than 60 days of treatment in the greenhouse. Calculated values of Kb 20 for E.coli varied widely, between 0.004 and 0.142 d-1. Wide variations in the decay of helminth eggs were also observed, with calculated values of Koh 20 for total eggs ranging between 0.008 and 0.035 d-1. Concentrations of viable helminth eggs were always low, requiring only 15 days to reach counts below 0.25 eggs/gTS (the CONAMA Resolution 375/2006 standard for Class A biosolids). The results of the spiking experiments conducted in the greenhouse also showed intense exponential decay of somatic coliphages, with high Kcs 20 values ranging between 0.187 and 0.248 d-1. In contrast, in the spiking experiments performed in laboratory under conditions of controlled temperature (30ºC) the decay was much less intense, with Kcs 20 values between 0.028 and 0.078 d-1. Finally, this work presents a model for estimating the microbiological quality of biosolids treated by greenhouse drying based on the microbiological quality of raw sewage. Using stochastic modeling (taking into account variations on the input variables) it was estimated that, with 60 days of sludge drying in the greenhouse, the probability of reaching the bacteriological quality established in COMANA Resolution 375/2006 for biosolids classes A and B (103 and 106 E.coli/gST, respectively) was 66.2% and 97% respectively. In the case of helminth eggs these chances were respectively 64.3% and 99.8%. That is, the results suggest high stability and reliability of the greenhouse drying treatment process of the UASB sewage sludge.
Palavras-chave: Biossólidos
Coeficiente de decaimento
Colifagos somáticos
E.coli
Ovos de helmintos
Biosolids
Coefficient of decay
Somatic coliphages
E.coli
Helminth eggs
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS
Idioma: por
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
Departamento: Geotecnia; Saneamento ambiental
Programa: Mestrado em Engenharia Civil
Citação: DIAS, Edgard Henrique Oliveira. Sewage sludge treatment by greenhouse solar drying: disinfection and production of biosolids for agricultural use. 2012. 162 f. Dissertação (Mestrado em Geotecnia; Saneamento ambiental) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2012.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/3779
Data do documento: 8-Fev-2012
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