Etapa anterior ao desaguamento, o adensamento faz parte do processo de tratamento da fase sólida. Os adensadores e espessadores retiram o líquido do lodo, preparando-o para a etapa de deságue do lodo adensado. O processo é utilizado amplamente nas Estações de Tratamento de Água, de Esgoto e de Efluentes Industriais para reduzir a quantidade de água presente no lodo a ser descartado. Em processo com uso de forças gravitacionais ou mecânicas, os adensadores e espessadores reduzem o volume do lodo vindo do decantador, tornando-o mais denso, com maior concentração de sólidos. Esta redução melhora a eficiência dos processos de desidratação do lodo nas fases dos filtros prensa, centrífugas ou leitos de secagem.
Os adensadores de lodo reduzem o volume do lodo descartado pelos decantadores porque aumentam sua concentração. "Isso favorece o desaguamento/desidratação por equipamentos mais compactos para atender à concentração necessária de sólidos final da torta desidratada para seu descarte em aterros sanitários", dizem o engenheiro mecânico Douglas Maia, responsável pela área de Equipamentos, e a engenheira química Audri Lanza, responsável pela Engenharia Química e Processos de Tratamento, ambos da Ecosan.
Fabricados normalmente em aço com partes em fibra de vidro, podendo ser feitos com outros materiais, os adensadores funcionam de maneira simples. O lodo vem do decantador e desemboca no centro do tanque. Um defletor circular central dirige o fluxo do lodo para baixo e força sua deposição no fundo. O clarificado é recolhido na canaleta periférica do tanque, retornando para tratamento primário. O raspador direciona o lodo decantado para o poço central onde é acumulado e concentrado para ser removido por carga hidráulica e seguir para desidratação.
"Os tanques de adensamento têm inclinação de fundo maior que os decantadores. O teor de sólidos no lodo adensado varia em média de 2% a 8%, dependendo do processo e da eficiência do tratamento gerador do lodo", aponta Armando Lima Freitas, coordenador de Engenharia da Sigma Tratamento de Águas. Segundo ele, os braços rotativos raspadores têm também barras espessadoras verticais que potencializam a separação água-lodo.
Acompanhe o processo pela Figura 1 demonstrado pela Ecosan. Os adensadores à gravidade feitos em tanques cilíndricos têm raspadores de lodo com barras espessadoras. A alimentação, feita no defletor central, não gera perturbações no tanque onde é necessário fluxo laminar. O lodo sedimentado é enviado para desidratação em filtros prensas, decanters centrífugos ou geobags e a água clarificada volta para tratamento.

O lodo é separado por meio da decantação ou flotação. "O lodo gerado é um resíduo ainda muito líquido para as plantas, apenas entre 0,5% e 5% de sólido, um volume muito grande a ser descartado, o que acarreta alto custo em sua destinação", explica Priscila Takayama Matsumoto, engenheira de Processos do Depto. Técnico da Suez. Conforme diz a especialista técnica, alguns tipos de lodo são inertes, mas o lodo biológico e os que têm baixo conteúdo de matéria orgânica são passíveis de fermentação e geram mau cheiro – quanto maior a temperatura ambiente, mais rápido é o processo do odor.
Desta forma, Priscila explica que é preciso reduzir a capacidade de fermentação (estabilização) e do volume por meio da remoção da água intersticial ligada aos sólidos suspensos. A engenheira elenca que a redução da fermentação pode ser feita pela digestão anaeróbica (termofílica ou mesofílica); estabilização aeróbica (compostagem); estabilização química por meio da adição de cal; secagem onde 65%/75% de conteúdo de sólidos são suficientes, dependendo do tipo de lodo, mas uma concentração de 90% é ideal; e, por fim, a incineração.
Já o volume, ela diz que se reduz por espessamento: adensador, centrífuga, flotação etc.; desaguamento mecânico: filtro banda, centrífuga, filtro prensa, entre outros; secagem solar ou por secador; e, como um último estágio, a incineração. A Figura 2 mostra os diferentes tipos de processo e a sua respectiva concentração obtida.

De acordo com o portfólio da Andritz, que dispõe desses produtos, Luiz Ramos, gerente de Mercado da empresa, diz que os equipamentos que extraem ainda mais água do lodo são o decanter centrífugo, que adensa ou desidrata; C-Press ou rosca parafuso, tela com uma rosca interna e compressão no fim de seu deságue para que perca ainda mais líquido; e o filtro prensa, formado por placas e telas filtrantes sob pressão para que o líquido passe e os sólidos fiquem retidos. Veja o esquema de Adensamento com desidratação retratado na Figura 3:

Segundo Marcelo Sako, também gerente de Mercado da Andritz, os espessadores/adensadores aumentam a concentração de sólidos do lodo e atuam na recuperação de água antes do envio para os filtros prensa, que fazem o desaguamento da solução, separando a parte sólida da líquida (água). Veja o esquema na Figura 4 e foto abaixo:

Quanto mais eficiente, melhor
"Tratar o lodo e resíduos é uma obrigação, que está contida na legislação ambiental", afirmam Maia e Audri, da Ecosan. Ao remover a água livre do lodo, a massa é reduzida, condicionando o lodo à etapa de desaguamento mecânico e, posteriormente, ao descarte em aterros ou eventual secagem. "É importante entender que o lodo seco pode ser utilizado como recurso energético ou matéria-prima", alerta Pedro Amaral, gerente de desenvolvimento de Negócios da Huber do Brasil.

"Está cada vez mais difícil de se encontrar locais adequados e licenciados para o recebimento de tortas, ou lodos desaguados, provenientes de Estações de Tratamento de Esgoto, Água ou Efluentes Industriais", adverte Ramos. Segundo ele, o transporte desse material também está cada vez mais restritivo e caro. Os motivos se devem à complexidade do material e sua composição, às longas distâncias que eles terão que percorrer até chegar ao aterro, ao local adequado para a disposição e ainda ao excesso de água contida nos resíduos que corre o risco de ser derramada nas vias públicas.
Para a população e o planeta, quanto menos resíduos e riscos inerentes ao seu transporte e destinação final existirem, melhor será para todos e para o meio ambiente. "Fica claro que quanto mais eficiente for o processo de redução de resíduos – retirada de água do lodo –, melhor será seu transporte e disposição final tanto em relação aos custos envolvidos quanto ao meio ambiente", diz Ramos.
Para Sako, o espessador/adensador do lodo tem como principal benefício a recuperação de água que pode ser reutilizada. Com a utilização do espessador/adensador, Sako explica que, além de recuperar a água, é possível aumentar o rendimento do filtro prensa, elevando a concentração de sólidos na torta do filtro, o que significa um menor volume de resíduo enviado para o aterro sanitário. "Consequentemente, há um aumento da vida útil do aterro e da recuperação de água no filtro prensa", explica.
A função do adensador é concentrar lodo antes da sua desidratação, seja em filtro prensa, centrífuga, geobags, prensas desaguadoras, entre outros. "A principal vantagem é a financeira em função da redução do tamanho dos equipamentos de desaguamento/desidratação de lodo devido à maior concentração de sólidos para a vazão de descarte", salientam Maia e Audri da Ecosan.

"O espessamento de lodo em si otimiza o tratamento posterior, porque diminui o volume de lodo a ser tratado e disposto e reduz o custo com desaguamento e transporte", avalia Priscila. O espessamento atua também na produção de biogás, sendo possível dimensionar digestores mais compactos. Outro importante benefício do espessamento, segundo ela, é a possibilidade de diminuir as perdas de água do sistema, especialmente nas estações de tratamento de água.

Otimizar custos
Segundo Priscila, a ideia do espessamento é otimizar custos. "A linha de processo deve ser estudada caso a caso porque o custo com espessamento de lodo varia muito conforme o tipo de lodo e do objetivo desejado", recomenda a especialista técnica da Suez.
Os custos dependem também da negociação com a concessionária. "O custo de adensamento é extremamente baixo, é da ordem de centavos por m³ de lodo adensado. Para o caso de adensador de lodo mecanizado, se resume à energia de bombas de transferência e do raspador de lodo", ressaltam Maia e Audri, da Ecosan. 
Os custos envolvem gastos com energia elétrica, consumo e químicos, mão de obra e o próprio investimento nos equipamentos. "Mas há formas de reduzir o consumo de energia elétrica e químicos com tecnologias mais eficientes, além da mão de obra com soluções automatizadas", aponta Amaral, da Huber do Brasil.

Formas de economizar
Os gastos envolvidos em adensadores vão desde o custo do equipamento em si e sua instalação, insumos como polímero, energia e água, incluindo aqui a operação (h/h). A Andritz traçou abaixo algumas maneiras de economizar com o desague do lodo:
Custo do equipamento – É preciso calcular o custo-benefício, somando-se os custos de transporte do lodo, quase 100% de água e pagamento para terceiros tratarem e disporem este lodo. Ao longo de um tempo, deve superar os custos de investimento. "Dessa forma, ele se paga em pouco tempo e há soluções ambientalmente corretas com custos baixos se comparados com a atual situação, ou seja, retirada do lodo in natura para tratamento e disposição final", diz Ramos.
Custo de energia elétrica – Usando o exemplo da empresa, um dos equipamentos da Andritz, a Centrífuga Decanter, recupera energia através da frenagem de um dos motores, além de possuir boquilhas na descarga de líquido (Figura 5) que favorecem a rotação do tambor, o que reduz em até 30% o consumo de energia.
Boquilha de descarga de líquido do decanter com jatos direcionais para redução do consumo de energia
Custo de polímero – Outro exemplo da Andritz é a mesa adensadora que possui um scanner para ajustar on-line a dosagem de polímero de acordo com a quantidade de sólidos existente no lodo a ser adensado, diminuindo em 40% seu consumo.

Tecnologias
Existem no mercado hoje diversas tecnologias. Segundo Maia e Audri, cabe avaliar o custo-benefício de acordo com a aplicação necessária para cada processo: adensadores gravitacionais com ou sem raspadores mecanizados, adensadores mecanizados, tipo parafuso, tipo cinta, filtros rotativos, mesas adensadoras, entre outras.
A Huber Technology dispõe de sistemas mecânicos compactos de tambor ou disco que reduzem o tamanho da instalação, além de economizarem energia elétrica e diminuírem o consumo de água de lavagem. 

O espessador/clarificador é uma máquina já consagrada no mercado tanto de saneamento como mineração e química. "Dependendo da aplicação, existem novas tecnologias que podem ser utilizadas. No caso de lodo, não é necessário/requerido, pois a máquina na atual situação já está otimizada para atender a este mercado com maior eficiência versus custo-benefício", afirma Sako.
As tecnologias da Andritz trazem comodidade para o operador pelo alto nível de automação, custos operacionais e conservação do meio ambiente devido à sua eficiência de separação sólido/líquido:
A mesa adensadora possui estrutura robusta em que o líquido passa pela tela que retém os sólidos cujas partículas floculadas com polieletrólito são maiores do que a tela. Ela mede e controla a dosagem de polímero automaticamente, conforme a quantidade de sólidos a ser separada do líquido. Junto à mesa adensadora, pode ser instalado o RheoScan, que calcula a dosagem ideal de polímero on line, controlando e reduzindo seu consumo aos mínimos valores necessários. Com isso, há uma economia no consumo de até 40%, sem precisar parar o equipamento.

O adensador mecânico de tambor rotativo é compacto e fechado e permite ajustes no tempo de retenção do lodo automaticamente com a variação da velocidade de rotação do tambor (tela) e inclinação, o que aumenta ou diminui a velocidade de escoamento do lodo. Quanto maiores a velocidade de rotação e a inclinação, menores serão o tempo de retenção do lodo dentro do equipamento e o teor de sólidos no produto final adensado e vice-versa.

O adensamento mecânico com centrífuga é um sistema mais compacto de adensamento que proporciona altos teores de lodo adensado (até 8%). A utilização da força centrífuga aumenta em milhares de vezes a força da gravidade e reduz muito o tempo para adensamento ou separação sólido/líquido. As tecnologias das centrífugas da empresa reduzem o consumo de energia, o consumo de polímero e de h/h. Neste último caso, devido ao alto nível de automação, como ajustes automáticos de rotação/diferencial de velocidade, nível de descarga de líquido, dosagem de polímero, entre outros.

A Suez disponibiliza para ETAs, o Densadeg, clarificador/adensador que pode chegar até 18 m/h de velocidade de decantação lamelar. Como comparação, um adensador gravitacional convencional trabalha com menos de 1 m/h. Inicialmente projetado para clarificação de águas mais carregadas em sólidos suspensos e turbidez, o produto mostrou-se eficiente também para adensamento de lodo de ETA, podendo receber lodo da clarificação e água suja de lavagem de filtros de areia.
O Densadeg fornece lodo adensado a até 35 g/L e água clarificada de qualidade com, no máximo, 30 mg/L de sólidos suspensos, podendo ser reciclada à entrada da ETA. Veja um esquema simplificado do Densadeg na Figura 6.

Outro produto novo da Suez é o Drainis, pré-espessador de lodo biológico que pode ser combinado com um espessamento mecânico (mesa gravitacional, centrífuga ou GDD/GDE). Seu uso é interessante para expansão de plantas existentes ou para ETEs de grande capacidade. Ele estabiliza a concentração de lodo biológico que irá alimentar o espessamento posterior, o que resulta em um equipamento à jusante menor de 2 a 5 vezes e um menor consumo de polímero.
O Drainis trabalha com cargas de sólidos de até 25 kg/m².h e entrega um lodo pré-espessado de até 15 g/L, conforme concentração de entrada. A Suez dispõe do produto numa gama de 5 a 20 m de diâmetro. Destaque como referência da empresa para uma ETE de Santiago (Mapocho), com capacidade de 400 m³/h e diâmetro de 15 m. Veja na Figura 7 sua aplicação na linha de tratamento de lodo e um esquema simplificado do produto.
O flotador da Suez pode ser usado para adensamento de lodo, especialmente lodos biológicos, e também lodo de tratamento físico-químico de ETA ou industrial, precisando, neste caso, de dosagem de polímero. Dimensionado a uma taxa de até 4 m/h, pode ser metálico (diâmetro de 2,5 a 8 m) ou em concreto (diâmetro de 6 a 20 m) e atinge de 3% a 5% de conteúdo de sólidos.

Entre outros produtos da empresa que fazem parte de seu portfólio, estão os de digestão, Digelis Meso e Digelis Fast, e o de digestão avançada, Digelis Turbo.
A Sigma possui adensadores de lodo circular de acionamento central e acionamento periférico. O de acionamento central (ALCC) é o mais comum. Com passadiço diametral metálico fixo no tanque e braços raspadores diametrais com acionamento central, são fornecidos para montagem em passarela de concreto. Já no de acionamento periférico (ALCP), o passadiço, radial ou diametral, onde os braços raspadores de lodo são fixados, se movimenta em torno de um pivot instalado no centro do tanque. O carro motriz da extremidade do passadiço se desloca pela parte superior da parede do tanque.

Contato das empresas:
Andritz: www.andritz.com
Ecosan: www.ecosan.com.br
Huber do Brasil: www.huberdobrasil.com.br
Sigma Tratamento de Águas: www.sigma.ind.br
Suez: www.suez-environnement.com