Avaliação energética e experimental da secagem em baixa temperatura de lodo sanitário com o uso de energia heliotérmica

• Autor(a) principal: PETERLI, Zudivan
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
• Texto Completo: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3864
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA::ENGENHARIA DE ENERGIA; Secagem térmica de lodo; Energia heliotérmica; Biossólidos

O desenvolvimento de um tratamento eficiente e de baixo custo para o lodo sanitário vai ao encontro do 6º objetivo da ONU que visa assegurar e disponibilizar o saneamento para a população mundial até o ano de 2030. Portanto, este trabalho avaliou, por meio de um modelo termodinâmico, a secagem em baixa temperatura pelo método do leito granular de lodo sanitário, previamente centrifugado, que foi integrado a um sistema heliotérmico com armazenamento térmico. Foram modelados o cenário 1 com o secador operando por 9 h.d-1 e o cenário 2 por 24 h.d-1 (operação continua), sendo processados a mesma quantidade de lodo ao dia em cada cenário. Também foram realizados ensaios experimentais sobre a mistura de lodo úmido e tratado termicamente para estudar a influencia da mistura sobre o processo de secagem. Os resultados mostraram que, nas condições estudadas, os teores de 50 e 90% de sólidos totais são os mais adequados para o lodo, respectivamente, na entrada e saída do secador de lodo. Enquanto a temperatura de secagem foi definida em 80°C, mas os ensaios não indicaram a vantagem sobre nenhuma temperatura dentro da faixa avaliada (60 a 104°C). Para o método de secagem do leito granular, o mesmo produziu um lodo de perfil menos grosseiro e com taxas de secagem de até 3,10 vezes maiores que o método convectivo. A modelagem alcançou a viabilidade termodinâmica para a integração do sistema heliotérmico quando os cenários 1 e 2 apresentaram, respectivamente, área espelhada de 3.848 e 3.345m², demanda térmica (com perdas globais do modelo) de 3,23 e 2,81GJ.tV -1 e armazenamento térmico de 1.594 e 4.550kWht, demonstrando que o porte do sistema modelado é empregado comercialmente em vários países e que o cenário 2 é o mais interessante por indicar uma planta de menor porte. O modelo ainda mostrou que é possível produzir, naturalmente, água condensada para manter um ciclo de limpeza dos concentradores solares com periodicidade menor que 2 dias. Diante do exposto, conclui-se que a integração da secagem com a energia heliotérmica é viável do ponto de vista técnico e energético e ainda apresenta o benefício de produzir água para limpeza ou outros fins não potáveis, mitigando um dos principais impactos ambientais desta tecnologia e se tornando atraente em regiões de estresse hídrico. Também foi demonstrado que a técnica de mistura de lodo apresenta a capacidade de modificar as características morfológicas e reológicas do material, melhorando a permeabilidade e taxa de secagem, além de reduzir a plasticidade do lodo original. Por fim, comprova-se que o método de secagem do leito granular é capaz de produzir de forma atraente um biossólido granular, seco, possivelmente higienizado, e adequado para o uso em diversos processos produtivos.