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Feb 28, 2024

A maior desidratabilidade do lodo por um amido

Relatórios Científicos volume 13, Número do artigo: 402 (2023) Citar este artigo 819 Acessos 1 Detalhes da Altmetric Metrics A coagulação/floculação é uma das técnicas mais utilizadas e econômicas

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 402 (2023) Citar este artigo

819 Acessos

1 Altmétrico

Detalhes das métricas

A coagulação/floculação é um dos métodos de pré-tratamento mais amplamente utilizados e económicos para melhorar a desidratabilidade das lamas. Neste estudo, um floculante catiônico modificado à base de amido (St-CTA) em conjunto com uma argila popular, a atapulgita (ATP), foi utilizado para o condicionamento de lodo ativado por resíduos. As propriedades de desidratação, incluindo o teor de umidade da torta de filtro, resistência específica de filtração, tempo de sucção capilar, taxa de filtração e coeficiente de compressibilidade, foram medidas e comparadas variando as doses de St-CTA e ATP. Pela combinação do desempenho aparente de desidratação e das mudanças nos conteúdos e distribuições das frações e componentes da substância polimérica extracelular (EPS), flocos de lodo e microestruturas de tortas de lodo, os mecanismos de desidratação foram discutidos em detalhes. O St-CTA em conjunto com o ATP pode exibir uma maior desidratabilidade do lodo e o teor de água na torta de lodo final pode ser reduzido de forma estável abaixo de 80% devido aos efeitos sinérgicos do St-CTA e do ATP. Além da neutralização eficiente da carga do St-CTA, o ATP não apenas atua como um construtor de esqueleto no processo de desidratação do lodo, o que torna os flocos de lodo mais compactos e melhora a filtrabilidade e a permeabilidade, mas também interage estreitamente com as proteínas do EPS do lama que reduz o teor de proteína e aumenta ainda mais o efeito de desidratação. Este estudo fornece uma maneira econômica, ecológica e eficaz de melhorar ainda mais a desidratabilidade do lodo.

Nos últimos anos, com a melhoria constante da economia mundial, a escala do tratamento de água e de águas residuais aumentou notavelmente e, consequentemente, a descarga de lamas como subproduto do tratamento de águas residuais tem um crescimento consistente1. No entanto, as lamas brutas geralmente contêm mais de 95% de água2, cujo elevado volume provoca elevados custos de transporte e eliminação3. É portanto de vital importância a redução do volume de lamas através dos processos de desidratação para o seu tratamento eficiente4.

O lodo é geralmente condicionado por alguns pré-tratamentos antes da compressão mecânica para separar eficientemente a água do lodo5. Os pré-tratamentos de lodo, incluindo principalmente coagulação/floculação, oxidação, acidificação, construção de esqueleto, micro-ondas e condicionamento ultrassônico, podem converter a água adsorvida na superfície e a água hidratada interna em água livre, na qual a coagulação/floculação é amplamente utilizada nas águas residuais estações de tratamento devido à sua simplicidade e eficácia6. Coagulantes e floculantes tradicionais, como cloreto de polialumínio, sulfato poliférrico e poliacrilamida catiônica (PAM), foram amplamente utilizados porque podem agregar efetivamente as partículas de lodo e conseguir a separação sólido-líquido6. No entanto, os íons metálicos residuais e os monômeros altamente tóxicos desses coagulantes e floculantes tradicionais podem causar riscos ambientais potenciais7. Além disso, a coagulação/floculação tradicional é difícil de conseguir uma desidratação completa porque as matérias orgânicas altamente hidratadas no lodo, tais como a substância polimérica extracelular (EPS), que se liga a grandes quantidades de água, eram difíceis de serem destruídas para libertar completamente a substância ligada e intracelular. água8,9. Além disso, as tortas de lodo altamente compressíveis compactariam totalmente sob a alta pressão mecânica, causando a destruição dos canais de drenagem, a filtrabilidade reduzida e a água interna impedida de ser completamente drenada6,10,11. Portanto, a coagulação/floculação utilizada isoladamente é difícil de satisfazer os elevados requisitos de desidratação de lamas, e um processo de condicionamento combinado eficaz e ecológico com outros pré-tratamentos pode melhorar notavelmente a desidratabilidade das lamas1,6,12,13.