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Para a avaliação das variáveis de influência na remoção de fósforo do efluente final da ETE Barueri pelo lodo da ETA Alto Cotia foram realizadas 30 baterias de ensaios, totalizando 180 testes de jarros, tabeladas no Anexo 1. São apresentados, a seguir, os procedimentos adotados para a avaliação de cada uma das variáveis intervenientes no processo de remoção de fósforo do efluente da ETE Barueri pelo lodo da ETA Alto Cotia consideradas: tempo de permanência do lodo nos decantadores; dosagem de lodo; tempos de mistura e de sedimentação; uso de polímero na coagulação/floculação da água bruta; pH; cargas elétricas das partículas de lodo e teor de matéria orgânica do lodo.

4.7.1 INFLUÊNCIA DO TEMPO DE PERMANÊNCIA DO LODO NOS DECANTADORES DA ETA.

Para a avaliação da influência que o tempo de armazenamento do lodo nos decantadores da ETA pode ter sobre a capacidade de remoção de fósforo, adotou-se o seguinte procedimento:

• Solicitou-se à gerência da ETA, a interrupção da adição de polímeros, de forma que não houvesse interferentes além da variável estudada;

• Foram coletadas amostras de lodo a partir da última data de lavagem do decantador numero 03 da ETA Alto Cotia, que ocorreu no dia 18/04/06, com freqüência semanal, totalizando um período de 44 dias de amostragem do lodo, sem influência da adição de polímeros. Em seguida, foram realizados os ensaios para avaliação da remoção de fósforo em testes de jarros.

• Para este ensaio, foi utilizado o equipamento para teste de jarros disponível na ETE Barueri. Este aparelho, mostrado na Figura 4-9, vem acompanhado de uma curva característica de gradientes em função de rotação por minuto, com possibilidade de variar a rotação dos agitadores.

• O procedimento desses ensaios consistiu em colocar uma mistura lodo-efluente final, com dosagem fixa de 100 mg de lodo/Litro de efluente em copos Griffin. A seguir, alterou-se o pH com a utilização de solução de hidróxido de sódio 0,1 M ou ácido sulfúrico 0,05M, de forma a se obter valores de 4,0 a 7,0, em incrementos de uma unidade. O tempo de mistura foi de 30 minutos e o gradiente de 40 s-1. Resolveu-se investigar apenas o intervalo de pH de 4,0 a 7,0, pois em valores superiores, seria necessária a introdução de um álcali.

• O efluente final permaneceu em repouso no próprio recipiente (copo Griffin) por 30 minutos. Verificou-se alteração do pH, que ocorreu provavelmente devido à adição do lodo de ETA, que apresenta pH menor que o do efluente da ETE. Após o período de agitação e sedimentação, foram retiradas amostras para determinação das concentrações de fósforo total e solúvel, pH e turbidez, segundo o APHA; AWWA; WEF (2005).

Figura 4-9 – Fotografia do equipamento do jar test utilizado nos ensaios de remoção de fósforo com lodo de ETA

4.7.2 INFLUÊNCIA DOS TEMPOS DE MISTURA E SEDIMENTAÇÃO

Através da variação dos tempos de sedimentação, avaliou-se o comportamento do processo de remoção de fósforo. Para essa etapa, foi fixada a dosagem de lodo de ETA em 30 mg por litro de efluente de ETE e variados os valores de pH de 4,5 a 7,0, em incrementos de 0,5 unidade.

Este ensaio foi realizado em duas séries diferenciadas pelo tempo de mistura. A primeira série foi ensaiada com 15 minutos de mistura, e a segunda, com 30 minutos. Os tempos de sedimentação avaliados foram 15 minutos, 30 minutos, 1 hora e 4 horas. Foi utilizado 40 s-1 de gradiente para mistura.

A avaliação da influência do tempo de mistura na remoção de fósforo foi realizada através de dois ensaios, com as mesmas condições operacionais - dosagem de lodo de 100 mg/L, 44 dias de tempo de permanência do lodo no decantador, 30 minutos de sedimentação, 40 s-1, pH de 4,0 a 7,0 – um com 30 minutos e outro com 24 horas.

4.7.3 INFLUÊNCIA DA DOSAGEM DE LODO NA REMOÇÃO DE FÓSFORO

Para esta etapa de avaliação, foram variadas as dosagens de lodo de ETA de 29 a 213 mg sólidos secos (SS) por litro de efluente e valores de pH em intervalos de 4,0 a 7,0, em incrementos de uma unidade. O lodo utilizado nesta etapa tinha permanecido 94 dias no decantador da ETA.

As outras condições operacionais foram mantidas, gradiente de 40 s-1, 30 minutos de mistura e 30 minutos de sedimentação. Foram retiradas amostras de 50 mL dos sobrenadantes para determinação das concentrações de fósforo solúvel.

4.7.4 INFLUÊNCIA DO USO DE POLÍMERO NA COAGULAÇÃO/FLOCULAÇÃO DA ÁGUA BRUTA

Para avaliar a influência do pH e do uso ou não de polímero na coagulação/floculação da água bruta na remoção de fósforo com o lodo de ETA, foram comparados os ensaios das bateladas anteriores com os da etapa sem adição de polímero, mantidas as mesmas condições operacionais: 40 s-1, 30 minutos de mistura e 30 minutos de sedimentação. Foram selecionados para essa avaliação, os ensaios de números 11 (com polímero) e 30 (sem polímero).

4.7.5 INFLUÊNCIA DO pH E DAS CARGAS ELÉTRICAS DAS PARTÍCULAS DO

LODO

Para averiguar a influência do pH e das cargas elétricas das partículas de lodo na remoção de fósforo, foram realizados ensaios com diferentes dosagens de lodo, tempos de mistura, de sedimentação e de permanência dos lodos nos decantadores, com e sem polímero, variando o pH de 4,0 a 7,0. Para as medidas de potencial zeta das suspensões, foi usada a técnica ESA (Electrokinetics Sonic Amplitude), que permite a determinação do potencial para suspensões com até 10% em volume de sólidos. A técnica é baseada no efeito eletro-acústico que se produz, quando um campo elétrico alternado de alta freqüência é aplicado sobre dois eletrodos imersos em uma suspensão de partículas carregadas.

A força devido ao campo aplicado deforma de forma periódica a distribuição das cargas móveis da dupla camada elétrica de cada partícula, promovendo um movimento alternado entre a partícula e a dupla camada elétrica. Este deslocamento alternado de cargas produz uma variação de pressão nas vizinhanças da superfície dos eletrodos, criando assim uma onda sonora de mesma freqüência que o campo elétrico.

A amplitude dessa onda sonora é função das cargas deslocadas por cada partícula, da concentração das partículas e do campo elétrico aplicado. A amplitude relativa da onda sonora gerada por essa técnica é chamada de ESA, que é detectada graças a um sensor piezoelétrico que fornece um sinal elétrico proporcional à amplitude da onda sonora medida.

O equipamento utilizado foi o Zetasizer 3000 da Malvern Instruments Ltd., pertencente ao laboratório da ETA Guaraú da SABESP.