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.

Importância da estabilização das lamas

  1. 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.
  2. Redução do teor orgânico:

    • A estabilização reduz a proporção de substâncias orgânicas facilmente degradáveis, o que reduz a quantidade de lamas para processamento posterior.
  3. Melhorar as opções de eliminação:

    • As lamas estabilizadas são higienizadas e cumprem os requisitos para utilização agrícola ou eliminação térmica.
  4. 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.
Instalação de biogás ALMA BHU GMR para o tratamento de lamas de depuração municipais

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).
Tratamento de lamas com o processo ALMA BHU STR para o aproveitamento de lamas de depuração

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

  1. 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.
  2. 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).
  3. Carga e volume:

    • As instalações com grandes volumes de lamas beneficiam de processos energeticamente eficientes, como a estabilização anaeróbia.
  4. 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

  1. 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.
  2. 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.
  3. Melhoria da higienização:

    • Os microrganismos patogénicos são reduzidos, o que facilita a utilização agrícola.
  4. 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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