Filtro prensa de diafragma

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DISCIPLINA DE TRATAMENTO DE ÁGUAS
RESIDUÁRIAS
PROFª. MARIANA SANTIAGO
Tratamento de Lodo por Desidratação : Filtro
Prensa e Prensa desaguadora
Acadêmicos: Rafael Franco, Pedro Henrique Prates, Daniel Ortega
DESIDRATAÇÃO DE LODO
É
uma operação que diminui o volume do lodo em
excesso por meio da redução de seu teor de água.
As principais razões para realizar a desidratação são:
 Redução do custo de transporte para o local de
disposição final;
 Redução do volume para disposição em aterro
sanitário ou uso na agricultura;
 Melhoria das condições de manejo do lodo e aumento
do poder calorífico.
DESIDRATAÇÃO DE LODO

A seleção do processo depende do tipo de lodo e da área
disponível. São dois métodos:

Natural: a umidade é removida pela evaporação e
gravidade.

Mecânico: inclui prensa desaguadora, filtro prensa e
centrífuga.
FILTRO PRENSA
O sistema de filtro-prensa para remoção de água de
lodos funciona de forma intermitente. O lodo é introduzido
em câmaras, onde “telas” (mantas) filtrantes estão
alojadas. Por meio de aplicação de pressões diferenciais,
inicia-se a compressão do material sobre o meio filtrante,
fazendo com que o filtrado seja removido, formando-se na
câmara uma mistura com teor elevado de sólidos,
usualmente denominado de torta.
FILTRO PRENSA
O sistema de filtro prensa envolve basicamente duas
operações: a primeira é aplicação de pressão sobre a massa
(lodo) e a segunda consiste na filtração da água contida na
massa. Na figura 5.1 pode-se observar o esquema que
ilustra o fenômeno.
FILTRO PRENSA
(Fonte: PROSAB)
FILTRO PRENSA
Segundo esse princípio há três tipos de filtro-prensa:
• Filtro-prensa de placas;
• Filtro-prensa de diafragma;
• Filtro-prensa de correia ou esteira;
Cada um com suas características próprias.
FILTRO PRENSA
Filtro-prensa de placa
Os filtros-prensa de placa são constituídos por uma
estrutura metálica que tem como guia uma viga, onde as
placas são colocadas. Essa guia pode ser superior ou
lateral, como mostra a Figura 5.2.
FILTRO PRENSA
FILTRO PRENSA
Os filtros de placa tem funcionamento não contínuo,
efetuando a prensagem em batelada, onde as câmaras são
preenchidas com o lodo e a parte móvel do filtro provoca
compressão, de tal maneira que se inicia a formação da
torta com a retirada do filtrado através de cada câmara. A
torta apresenta concentração de matéria seca de 25% a
35%. O tempo de filtração pode variar de 3 a 5 horas,
considerando a carga, filtração propriamente dita e
descarga, podendo efetuar até 6 ciclos por dia. Na figura
5.3 tem se um esquema geral do filtro-prensa de placas.
FILTRO PRENSA
FILTRO PRENSA
As placas utilizadas nos filtros prensa podem ser
construídas com diversos materiais: ferro fundido
cinzento, ferro fundido modular, alumínio, aço inox e ligas
especiais, poliéster reforçados com fibras sintéticas,
polipropileno, madeira, Nekulit (material sintético
exclusivo da marca Netzsch). Como meio filtrante
normalmente são utilizados tecidos de fibras orgânicas
sintéticas, tais com náilon e propileno.
FILTRO PRENSA
O ciclo de operação do filtro-prensa pode ser divido
em três etapas básicas:
a) Enchimento;
b) Filtração sob pressão máxima ;
c) Descarga de torta.
Durante a fase de filtração, a pressão aplicada chega a
atingir 17 atm (250 psi). A duração do tempo de cada
batelada varia de acordo com a vazão da bomba de
alimentação, tipo de lodo, teor de sólidos e filtrabilidade
do lodo afluente e tipo, estado e grau de limpeza da tela.
FILTRO PRENSA
A duração do tempo de cada batelada varia de acordo
com a vazão da bomba de alimentação, tipo de lodo, teor
de sólidos e filtrabilidade do lodo afluente e tipo, estado e
grau de limpeza da tela. A escolha do tipo de tecido é um
fator importante do projeto de filtro-prensa, uma vez que o
tecido promove influência direta na eficiência da operação.
Assim, a abertura da trama e a espessura do filamento
devem ser bem adaptadas ao tamanho da partícula que se
deseja reter.
FILTRO PRENSA
Os filtros-prensa são largamente utilizados na Europa,
principalmente na Inglaterra, e estão se tornando populares
nos Estados Unidos. Atualmente, os filtro-prensa são
automatizados, reduzindo sobremaneira a necessidade de
mão de obra. O peso do equipamento, seu custo de
aquisição e a necessidade de substituição regular das telas
de filtração fazem com que o uso de filtro prensa seja
limitado a ETEs de médio e grande porte.
FILTRO PRENSA
(Fonte: PROSAB)
FILTRO PRENSA
Um sistema de filtro-prensa inclui:
•Sistema de recebimento e armazenagem do lodo;
•Sistema de transferência do lodo;
•Sistema de preparo e dosagem de produtos químicos;
•Sistema de condicionamento do lodo;
•Sistema de alimentação do filtro-prensa;
•Sistema de filtração e compressão do lodo;
•Sistema de transporte da torta;
•Sistema de lavagem dos tecidos.
FILTRO PRENSA
A adição de produtos químicos ao lodo bruto visa
principalmente melhorar as condições de filtrabilidade
do mesmo e a possibilidade de formação de um floco
mais compacto.
Os produtos químicos normalmente utilizados são:
•Cloreto férrico e cal;
•Sulfato ferroso e cal;
•Sulfato férrico e cal;
•Polieletrólitos (polímeros sintéticos).
FILTRO PRENSA
Filtro prensa de diafragma
O filtro prensa de diafragma é composto por diversas
placas individuais intercaladas entre câmara e diafragma,
sendo que as placas diafragmas são revestidas por um
diafragma elástico formando assim um pacote de placas,
denominado misto.
FILTRO PRENSA
Cada placa possui um recesso nos dois lados, que
juntamente com a placa vizinha forma uma câmara. A
entrada do produto nas placas normalmente é central,
podendo variar para inferior ou superior, conforme
necessidade de cada processo específico.
FILTRO PRENSA
FILTRO PRENSA
A vazão de filtrado aumenta com a elevação da
pressão de pressurização, sem que ocorra alimentação do
lodo ao filtro prensa. Como esta técnica, se aumenta o
rendimento do filtrado drasticamente, ou seja, as tortas
geradas possuem um teor de sólidos maior, diminuindo
custos com disposição final, transporte e armazenamento.
FILTRO PRENSA
Com o sistema de diafragma, o processo de
separação sólido/líquido se reduz no tempo de
filtração, ou seja, a capacidade especifica da carga é
aumentada. Transcorrido os tempos de pressurização
pré-determinados, ocorre a despressurização dos
diafragmas com posterior descarga das tortas, estes
tempos são definidos através de ensaios preliminares
ou dados experimentais em função de equipamentos já
instalados.
FILTRO PRENSA
O diafragma é impermeável e tem função de reduzir
a espessura da torta na câmara. São placas desenvolvidas
para processos de maior produção, permitem ciclos de
filtração em média 40% mais rápido que o filtro-prensa de
placa.
FILTRO PRENSA
PRENSA DESAGUADORA
Prensa desaguadora
O filtro-prensa de correia é um equipamento que
funciona com o lodo sendo introduzidos entre duas
correias, em que uma delas é o meio filtrante. Estas se
deslocam entre roletes que promovem a compressão de
uma esteira ou correia sobre a outra, provocando a
drenagem do líquido. Na figura 5.8 tem se um esquema
desse equipamento.
PRENSA DESAGUADORA
PRENSA DESAGUADORA
O processo de desidratação é efetuado
primeiramente por gravidade, removendo nesta primeira
etapa, grande quantidade de água presente no lodo. Em
seguida, o lodo é prensado em esteiras, aplicando-se uma
pressão continua, retirando o excesso de água
remanescente, devendo retornar para o tanque de
equalização
PRENSA DESAGUADORA
A torta é recolhida através de lamina de raspagem e
coletada por correia transportadora ou recipiente, com
concentração de massa seca variando entre 25% e 35%, a
depender da natureza do lodo. Sua grande vantagem é
operar continuamente, enquanto que os filtros-prensa de
placa operam em bateladas.
PRENSA DESAGUADORA
PRENSA DESAGUADORA
Sua utilização é vantajosa para médias e grandes
indústrias. No caso de lodo biológico, é necessário o uso
de floculantes para formação de flocos volumosos,
adensando-se facilmente, podendo ser prensados sem
dificuldades. Os floculantes a serem utilizados dependem
das características e da natureza do lodo, podendo ser
usados polieletrólitos catiônicos ou aniônicos.
PRENSA DESAGUADORA
A aplicação é feita na tubulação à montante da
entrada do filtro ou diretamente na caixa de mistura,
provida de agitador vertical de velocidade variável.
PRENSA DESAGUADORA
VANTAGENS:




Como o equipamento é fornecido com pés de apoio, não
é necessária a construção de bases de concreto para
apoio do equipamento, facilitando a obra civil
Bandejas e Tanque de alimentação em aço inoxidável,
reduzindo o problema de corrosão.
Equipamento de simples funcionamento e manutenção.
Alta redução do volume de lodo gerado em pouco espaço
ocupado.
PRENSA DESAGUADORA



O conteúdo de sólidos final pode chegar a 30%,
dependendo do tipo de lodo.
Operação contínua, uma vez que não necessita de uma
preparação química do lodo dependendo da natureza do
lodo.
A qualidade do filtrado é superior ao dos filtros
convencionais com retenção de sólidos em torno de 95%,
podendo ser mandado direto para o processo.
PRENSA DESAGUADORA

A torta, produzida é mais seca (umidade de 65 a 75%).
Economiza também no transporte menos sólidos,
transporte menos viagens de caminhão e economia de
combustível.
PRENSA DESAGUADORA
Desempenho típico de prensa desaguadora.
Tipo de
lodo
Carga
Carga de Concentraçã Conc.
hidráuli sólidos
o
de sólidos na
ca(m³/h) (kg/h)
de sólidos no torta
afluente
(% ST)
(% ST)
Captura
de
sólidos
(%)
Anaeróbio* 6,4-15
318-454
3-5
18-24
95
Aeróbio**
7,3-23
181-318
1-3,0
14-18
92-95
Lodo
ativado
10,4 -23
136-272
0,5-1,3
14-18
90-95
Bruto
primário
11,4-23
681-1.134 4-6
23-25
95
454-681
23-28
95
Bruto misto 9,1-23
Fonte: Prosab
3-5
REFERÊNCIAS

CORDEIRO, J. S. O problema dos lodos gerados em
decantadores de estações de tratamento de águas.
EESC/USP - SHS, tese de doutorado, Escola de Engenharia
de São Carlos, 342p, 1993.
VITÓRIO, C. A. Resíduos sólidos do saneamento:
processamento, reciclagem e disposição final. Rio de Janeiro:
PROSAB, 2001.
 http://www.kurita.com.br/adm/download/Etapas_do_Tratame
nto_de_Efluentes.pdf
 http://www.sanepar.com.br/Sanepar/Gecip/Congressos_Semi
narios/Lodo_de_Esgoto/Desidratacao_por_Centrifuga.pdf
 http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/abes97/serie.pdf
