A estabilização das lamas refere-se ao processo pelo qual as substâncias orgânicas presentes nas lamas de depuração são decompostas ou tratadas quimicamente, na medida do possível, a fim de minimizar a formação de odores, os processos de putrefação e os germes patogénicos. O objetivo é preparar as lamas para tratamento posterior, armazenamento, eliminação ou utilização. Uma estabilização eficaz aumenta a segurança e a eficiência do tratamento das lamas e contribui para o cumprimento dos requisitos legais.
Índice
Importância da estabilização das lamas
Minimização dos riscos de odores e de higiene:
- As substâncias orgânicas presentes nas lamas decompõem-se em condições anaeróbias e formam substâncias odoríferas como o sulfureto de hidrogénio (H₂S) ou o amoníaco (NH₃). A estabilização reduz estes processos e diminui a carga microbiológica.
Redução do teor orgânico:
- A estabilização reduz a proporção de substâncias orgânicas facilmente degradáveis, o que reduz a quantidade de lamas para processamento posterior.
Melhorar as opções de eliminação:
- As lamas estabilizadas são higienizadas e cumprem os requisitos para utilização agrícola ou eliminação térmica.
Maior segurança durante o armazenamento e o transporte:
- As lamas estabilizadas são menos susceptíveis aos processos de putrefação e à formação de gases, o que aumenta a segurança operacional.
Processo de estabilização das lamas
Os processos de estabilização das lamas podem ser divididos em processos biológicos, químicos e térmicos. A escolha do processo depende da composição das lamas, da dimensão da instalação e dos objectivos de utilização.
Estabilização biológica das lamas
A estabilização biológica utiliza a atividade dos microrganismos para decompor as substâncias orgânicas. Em função da disponibilidade de oxigénio, é feita uma distinção entre processos aeróbios e anaeróbios.
a) Estabilização anaeróbia
- Descrição do processo:
- Nas torres de digestão fechadas, as lamas são decompostas por microrganismos anaeróbios na ausência de oxigénio.
- O processo desenrola-se em várias fases:
- Hidrólise: Divisão de moléculas orgânicas complexas (por exemplo, proteínas, gorduras) em compostos mais simples.
- Acidogénese: Formação de ácidos gordos voláteis (por exemplo, ácido acético) e gases (CO₂, H₂).
- Metanogénese: Conversão de ácidos gordos em metano (CH₄) e dióxido de carbono (CO₂).
- Objectivos e vantagens:
- Redução do teor orgânico em 40-60 %.
- Produção de biogás (metano), que pode ser utilizado para gerar energia.
- Aplicação:
- Particularmente adequado para grandes estações de tratamento de águas residuais ou para estações com grandes cargas de lamas.
- Os desafios:
- Necessidade de espaço e custos de investimento elevados.
- Sensibilidade às flutuações de temperatura.
b) Estabilização aeróbia
- Descrição do processo:
- As lamas são alimentadas com oxigénio em tanques de arejamento, permitindo que os microrganismos decomponham a matéria orgânica.
- Vantagens:
- Operação simples e custos de investimento mais baixos em comparação com a estabilização anaeróbia.
- Desvantagens:
- Elevada necessidade de energia para a ventilação.
- Não há ganho de energia através da produção de biogás.
Foto: A nossa unidade de biogás anaeróbio ALMA BHU GMR com tanque de sedimentação
2. estabilização química das lamas
A estabilização química utiliza produtos químicos para inibir os processos de degradação microbiológica e higienizar as lamas.
- Estabilização com cal:
- A adição de cal (CaO) ou leite de cal (Ca(OH)₂) aumenta o valor do pH para > 12, o que mata os microrganismos patogénicos.
- Vantagens:
- Higienização rápida.
- Fácil de utilizar.
- Desvantagens:
- Aumento do teor de sólidos devido à adição de cal.
- Custos elevados dos produtos químicos.
- Agente oxidante:
- Utilização de ozono ou peróxido de hidrogénio (H₂O₂) para estabilizar e minimizar os odores.
- Utilizado principalmente em aplicações industriais com requisitos específicos.
3. estabilização térmica das lamas
A estabilização térmica utiliza o calor para decompor ou desinfetar as substâncias orgânicas presentes nas lamas.
- Hidrólise térmica:
- As lamas são tratadas a temperaturas de 150-200 °C e a uma pressão elevada (4-6 bar).
- A hidrólise melhora a desidratação das lamas e aumenta a produção de biogás em processos anaeróbios subsequentes.
- Combustão:
- Utilização térmica direta das lamas em instalações de incineração de resíduos ou em instalações especiais de incineração de lamas.
- Para além da produção de energia, as cinzas são utilizadas como matéria-prima (por exemplo, reciclagem de fósforo).
Foto: Estabilização térmica de lamas com utilização de lamas sob a forma de granulados fertilizantes (processo: ALMA BHU STR)
Factores que influenciam a estabilização das lamas
Consistência de lama:
- A proporção de matéria orgânica, o teor de matéria seca e a composição das lamas influenciam a escolha e a eficácia do processo de estabilização.
Temperatura:
- A temperatura é particularmente importante para os processos biológicos:
- Condições mesófilas: 30-40 °C (padrão em digestores anaeróbios).
- Condições termofílicas: 50-60 °C (maior taxa de degradação, mas maior consumo de energia).
- A temperatura é particularmente importante para os processos biológicos:
Carga e volume:
- As instalações com grandes volumes de lamas beneficiam de processos energeticamente eficientes, como a estabilização anaeróbia.
Requisitos operacionais:
- O consumo de energia, os requisitos de espaço e os custos de investimento são critérios-chave para a seleção do processo.
Vantagens da estabilização das lamas
Redução do teor orgânico:
- Dependendo do processo, o conteúdo orgânico é reduzido em 30-60%, o que reduz a quantidade de lamas e os custos de eliminação.
Produção de energia:
- Os processos anaeróbios permitem a produção de biogás, que pode ser utilizado para fornecer energia à estação de tratamento de águas residuais.
Melhoria da higienização:
- Os microrganismos patogénicos são reduzidos, o que facilita a utilização agrícola.
Aumento da capacidade de drenagem:
- As lamas estabilizadas são mais fáceis de desidratar, o que simplifica o transporte e o processamento posterior.
Conclusão
A estabilização das lamas é um processo essencial no tratamento de águas residuais que melhora a segurança operacional e a eficiência económica. Permite a redução dos volumes de lamas, a higienização e a recuperação de recursos valiosos, como o biogás ou o fósforo. A seleção cuidadosa do processo de estabilização, tendo em conta a composição das lamas, os requisitos operacionais e os regulamentos legais, é crucial para um tratamento de lamas eficiente e sustentável.
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