Resumo O lodo gerado em estações de tratamento de água (ETAs) é um resíduo com alto teor de umidade e, portanto, de difícil manuseio, transporte, disposição final e valoração. Nas últimas décadas, tubos geotêxteis vêm sido utilizados com sucesso para o desaguamento deste resíduo, reduzindo seu volume, facilitando seu manuseio e possível reuso. O presente estudo foca no entendimento dos fatores que influenciam nas eficiências de filtração e desaguamento, através de ensaios de desaguamento com lodo de ETA, avaliando diferentes procedimentos de ensaio e investigando a influência do tipo e dosagem de condicionante químico no desempenho sistema de desaguamento em geotêxtil. Ensaios de cone e de bolsa foram realizados utilizando quatro tipos de geotêxteis tecidos e lodo com sulfato de alumínio. Os resultados demostraram que os ensaios de cone para a escolha do geotêxtil e condicionante químico foram satisfatórios, e que refletiram os resultados observados nos ensaios de bolsa de desaguamento de pequenas dimensões. Concluiu-se que o uso de condicionante químico acelera o desaguamento e a retenção de sólidos no início do ensaio, porém não resultou em maiores teores de sólidos finais.

Abstract The sludge generated at drinking water treatment plants (WTPs) is a high-moisture content residue, and therefore difficult to handle, transport, dispose of or recover. During the last decades, geotextile tubes have been successfully applied to reduce the residue volume, facilitate its handling and subsequent reuse. This study aimed to understand the factors that interfere in the filtration and dewatering efficiencies and to experimentally analyze the dewatering process of WTPs sludge, evaluating different test procedures and investigating the influence of the type and dosage of polymeric additives on dewatering performance. Geotextile cone dewatering tests and geotextile bag dewatering tests were performed, using four different woven geotextile samples and an aluminum sulfate WTP sludge sample. The results showed that the use of geotextile cone dewatering tests for geotextile selection and for additive selection and dosage was representative for the dewatering process intended, reflecting the results verified in the geotextile bag dewatering tests. Sludge chemical conditioning increased dewatering rate and solids retention during the tests’ early stages, but it did not result in a higher final solids content sludge cake.

Resumo A necessidade de investigar métodos para facilitar a correta disposição de resíduos com alto teor de água faz-se eminente frente ao cenário de degradação dos corpos d’água. Nesse contexto, o uso de Sistemas Confinante em Geotêxteis (SCG) têm se mostrado promissor no desaguamento de uma variedade de sedimentos com alto teor de água, objetivando reduzir seu volume final, encapsulando as partículas e permitindo a drenagem do fluido. Especialmente em Estações de Tratamento de Água, os geotêxteis empregados nesses sistemas tem boa resistência à tração e rigidez para suportar solicitações mecânicas; e propriedades hidráulicas que garantem boa drenagem. Nessas aplicações, o elemento geotêxtil deve garantir o confinamento dos resíduos e a retenção de algumas partículas que formarão a torta de filtro, elemento que controlará as condições internas de fluxo. O presente trabalho investigou como pequenas porções de areia influenciam a retenção de partículas finas. A lama utilizado consistiu de uma mistura de água filtrada com duas frações bem definidas de quartzo moído: FG, um silte e CG, uma areia fina. Os resultados mostram que pequenas quantidades de areia conseguem iniciar a formação de pré-filtro, mesmo que o diâmetro máximo das partículas finas seja menor que o tamanho da abertura de filtração do geotêxtil. Os resultados indicam que a eficiência da retenção aumenta gradualmente à medida que CG aumenta na solução, até uma fração de CG próxima a 14%, o que representa apenas 0,7% da solução total. O aumento na retenção de partículas foi diretamente proporcional ao aumento da fração GC até atingir a eficiência de filtração de aproximadamente 72%, onde se estabiliza.

Abstract The need to investigate viable methods to facilitate correct disposal of high-water content waste is immediate in the scenario of water source degradation. In this context, Closed Geotextile Systems (CGS) have shown promise for dewatering a variety of high water-content sediments, aiming to reduce the waste final volume, encapsulating particles, and at the same time allowing fluid drainage. Especially in Water Treatment Plants, the geotextiles generally employed in these systems have good tensile strength and rigidity to support mechanical solicitations and hydraulic properties that warrant good drainage conditions. In these applications, the geotextile element should assure the waste confinement and retention of some particles that will form a filter cake which will control internal flow conditions. The present work investigated how small portions of sand influence fine-particle retention. The sludge used consisted of a mixture of filtered water with two well-defined fractions of ground quartz: FG, a silt and CG, a fine sand. The results show that small amounts of sand are capable of leading to the formation of a pre-filter, even if the maximum diameter of the fine particles is much less than the geotextile filtration opening size. The test results indicate that the retention efficiency gradually increases as CG increases in the solution, up to a fraction of CG close to 14%, which represents only 0.7% of the total solution mass. The increase in particle retention was directly proportional to the increase in the GC fraction until reaching the filtration efficiency of approximately 72% where it stabilizes.