apresentação 63 congresso da abm - chorume aterro mahler

TRATABILIDADE DO LÍQUIDO PERCOLADO (CHORUME) POR TRATABILIDADE DO LÍQUIDO PERCOLADO (CHORUME) POR

PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS PARA IMPLANTAÇÃO PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS PARA IMPLANTAÇÃO

NO ATERRO SANITÁRIO DA CIDADE DE VOLTA REDONDA-RJNO ATERRO SANITÁRIO DA CIDADE DE VOLTA REDONDA-RJ

63 °° CONGRESSO ANUAL DA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE METALURGIA E MATERIAIS -

ABM

Aluno Críslei Aurélio Chagas SaraivaAluno Ewerton Barreto FontesAluno Juliana Ariella Santos de AlmeidaAluno Tarcila Valentim RibeiroProf. M.Sc. Amarildo de Oliveira Ferraz

Santos/SP, Julho de 2008

IntroduçãoIntrodução

O crescimento da população em áreas urbanas e o aumento do consumo de produtos O crescimento da população em áreas urbanas e o aumento do consumo de produtos industrializados têm aumentado a geração de resíduos sólidos .industrializados têm aumentado a geração de resíduos sólidos .

O lixiviado e/ou chorume representa um dos grande fatores de risco para o meio ambiente.O lixiviado e/ou chorume representa um dos grande fatores de risco para o meio ambiente.

As opções disponíveis para o tratamento de chorume incluem tratamento de natureza física, As opções disponíveis para o tratamento de chorume incluem tratamento de natureza física, química e biológica.química e biológica.

Os sistemas mais utilizados no Brasil são coagulação, filtração e precipitação química ou lagoas, Os sistemas mais utilizados no Brasil são coagulação, filtração e precipitação química ou lagoas, porém sem boa remoção de matéria orgânica.porém sem boa remoção de matéria orgânica.

Os POAs são processos que envolvem a geração e emprego de espécies transitórias, Os POAs são processos que envolvem a geração e emprego de espécies transitórias, principalmente o radical hidroxila (principalmente o radical hidroxila (••OH).OH).

Os POAs tem como principais vantagens elevada capacidade e velocidade de degradação e não Os POAs tem como principais vantagens elevada capacidade e velocidade de degradação e não deixam resíduosdeixam resíduos

IntroduçãoIntrodução

Fonte: El Fadel et al., 2002; Kjeldsen et al., 2002; Cintra et al., 2002

ObjetivoObjetivo

Verificar a tratabilidade do líquido percolado (chorume) por processos Verificar a tratabilidade do líquido percolado (chorume) por processos

oxidativos avançados com enfoque em tratamento de DQO para futuraoxidativos avançados com enfoque em tratamento de DQO para futura

implantação no tratamento do chorume gerado no aterro sanitário da cidade implantação no tratamento do chorume gerado no aterro sanitário da cidade

de Volta Redonda-RJ. de Volta Redonda-RJ.

JustificativaJustificativa

Conhecer as características do chorume gerado no lisímetro de Conhecer as características do chorume gerado no lisímetro de simulação do aterro sanitário de Volta Redonda.simulação do aterro sanitário de Volta Redonda.

Verificar a tratabilidade por processos oxidativos avançados no Verificar a tratabilidade por processos oxidativos avançados no tratamento do chorume, com enfoque em tratamento de DQO.tratamento do chorume, com enfoque em tratamento de DQO.

Levantar o melhor processo técnico-econômico para Levantar o melhor processo técnico-econômico para implantação no aterro de forma a atender aos requisitos ambientais.implantação no aterro de forma a atender aos requisitos ambientais.

Por que POAs ?Por que POAs ?

Valores de DQO e DBO indicativos da tratabilidade de um efluente

Fonte: Jardim et al., 2004; Canela et al., 2004;

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

1000

2000 3000 4000 5000

Lixo urbano – um problema ?Lixo urbano – um problema ?

LixãoLixão Aterro ControladoAterro Controlado Aterro SanitárioAterro Sanitário

Estatísticas de destinação final dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) por municípios.

Fonte: IBGE, 2000.

Poluentes típicos do chorumePoluentes típicos do chorume

Fonte: El Fadel et al., 2002; Kjeldsen et al., 2002; Cintra et al., 2002

Processo oxidativos avaliadosProcesso oxidativos avaliados

O Sistema Fenton corresponde a um processo físico-químico que O Sistema Fenton corresponde a um processo físico-químico que se vale da reação entre um sal ferroso e peróxido de hidrogênio, se vale da reação entre um sal ferroso e peróxido de hidrogênio, em meio ácido, que leva à formação de radicais hidroxila.em meio ácido, que leva à formação de radicais hidroxila.

Desta forma, o processo, representado pela equação acima, Desta forma, o processo, representado pela equação acima, corresponde a uma reação redox que leva à geração de um mol corresponde a uma reação redox que leva à geração de um mol de radical hidroxila para cada mol de peróxido de hidrogênio de radical hidroxila para cada mol de peróxido de hidrogênio que participe da reação.que participe da reação.

Processo oxidativos avaliadosProcesso oxidativos avaliados

Esse perácido é altamente reativo e oxida com facilidade compostos Esse perácido é altamente reativo e oxida com facilidade compostos orgânicos e inorgânicos, sendo proveniente da reação do ácido orgânicos e inorgânicos, sendo proveniente da reação do ácido sulfúrico com peróxido. sulfúrico com peróxido.

Ácido de caroÁcido de caro

Permanganato de potássioPermanganato de potássio

Um poderoso agente de oxidação, é muito empregado em Um poderoso agente de oxidação, é muito empregado em oxidações orgânicas, sua capacidade oxidante varia conforme oxidações orgânicas, sua capacidade oxidante varia conforme solução utilizada: alcalina, ácida ou neutra.solução utilizada: alcalina, ácida ou neutra.

Outros Processos Oxidativos AvançadosOutros Processos Oxidativos Avançados

Sistema Foto-Fenton.Sistema Foto-Fenton.

Sistema UV/HSistema UV/H22OO2.2.

Sistema OSistema O3 3 (Ozônio).(Ozônio).

Sistema UV/OSistema UV/O3.3.

Sistema TiOSistema TiO33/UV, etc./UV, etc.

Materiais e Métodos - Estrutura do Aterro Materiais e Métodos - Estrutura do Aterro PilotoPiloto

A planta piloto consiste de 6 (seis) lisímetros contendo camadas de resíduo e A planta piloto consiste de 6 (seis) lisímetros contendo camadas de resíduo e solo, e sistema de drenagem para coleta do líquido percolado (chorume) que solo, e sistema de drenagem para coleta do líquido percolado (chorume) que infiltrar.infiltrar.

Dados da célula piloto

Diâmetro (d) = 0,60 m

A = (∏ . d²) 4

V = A . h, sendo h = 0,87 m

V = 0,28274 . 0,87

A = 0,283 m²

V = 0,246 m³ Camada de areia, Camada impermeabilizante e camada de brita

150 mm (vazio)

440 mm

200 mm

80 mm

Resíduo

Solo

870 cm

Estrutura do Aterro PilotoEstrutura do Aterro Piloto

1º camada: Camada de areia, para nivelamento do fundo

2º camada: Camada Impermeabilizante

Estrutura das células piloto


3º camada: Brita nº 1, com finalidade de filtrar o chorume e não permitir o

entupimento da tubulação de coleta

Estrutura das células piloto


Posicionamento das células piloto

Posicionamento das células piloto e recipientes para coleta do chorume no

interior do campus UniFOA.

Materiais e Métodos - Descrição das Etapas Materiais e Métodos - Descrição das Etapas dos Testesdos Testes

1ª.) Adição de água destilada em cada um dos 6 lisímetros conforme trabalho 1ª.) Adição de água destilada em cada um dos 6 lisímetros conforme trabalho apresentado (Vieira, Faria, Machado, Caracterização do volume de lixiviado apresentado (Vieira, Faria, Machado, Caracterização do volume de lixiviado gerado em aterro sanitário.gerado em aterro sanitário.Um estudo piloto para cidade de Volta Redonda,Um estudo piloto para cidade de Volta Redonda, 2007 – UniFOA, Volta Redonda, 2007).2007 – UniFOA, Volta Redonda, 2007).

2ª.) Coleta do líquido percolado e transporte para o laboratório;2ª.) Coleta do líquido percolado e transporte para o laboratório;

3ª.) Tratamento do líquido percolado com auxílio do Jar Test;3ª.) Tratamento do líquido percolado com auxílio do Jar Test;

4ª) Acompanhamento dos resultados de acordo com a dosagem de reagentes 4ª) Acompanhamento dos resultados de acordo com a dosagem de reagentes utilizados;utilizados;

5ª.) Comparativo entre os tratamentos realizados (Reagente Fenton, Ácido de 5ª.) Comparativo entre os tratamentos realizados (Reagente Fenton, Ácido de Caro e Permanganato de Potássio).Caro e Permanganato de Potássio).

Materiais e Métodos - Parâmetros Utilizados Materiais e Métodos - Parâmetros Utilizados na Caracterizaçãona Caracterização

As amostras empregadas nos estudos iniciais serão caracterizadas quanto aos As amostras empregadas nos estudos iniciais serão caracterizadas quanto aos seguintes parâmetros:seguintes parâmetros:

pHpH

Temperatura do chorumeTemperatura do chorume

DQODQO

DBODBO55

NHNH33

CorCor

CondutividadeCondutividade

Materiais e Métodos - TestesMateriais e Métodos - Testes

Após a caracterização do líquido percolado concentrado, serão realizados ensaios com adição dos reagentes já citados.

Líquido percolado coletado nos lisímetros

Verificação do pH

Materiais e Métodos - CaracterizaçãoMateriais e Métodos - Caracterização

Após a caracterização do líquido percolado concentrado, foram realizados ensaios com adição dos reagentes já citados.

ParâmetrosChorumeconcentrado

pH 7,3

Cor (PTCO) 9000

Temperatura ambiente 24°C

Nitrogênio Amoniacal (mg/L) 310

Condutividade (uS) 10720

DQO (mg/L) 13200

DBO (mg/L) 2070

Testes - Utilização do FentonTestes - Utilização do Fenton

Tratamento com utilização de Reagente Fenton:

Redução do pH com adição de H2SO4

Líquido percolado concentrado X Líquido percolado após adição

do reagente Fenton

Testes - Utilização do FentonTestes - Utilização do Fenton

Tratamento com utilização de Reagente Fenton:

Líquido percolado concentrado

Líquido percolado tratado

Resultados com a Utilização do FentonResultados com a Utilização do FentonResultados encontrados após a realização dos testes com Reagente Fenton:

TESTES Teste 1 Teste 2 Teste 3 Teste 4

FeSO4(g)1,7 1,7 1 2

H2O2 (mL) 12,5 14 15 13

DQO conc. (mg/L) 3600 723 2875 1512

Redução % 72,73 94,52 78,22 88,55

DQO dil. 1:2 (mg/L) 2150 502 1960 1130

Redução % 83,71 96,20 85,15 91,44

pH reação 3

pH descarte 5,0 - 9,0

Resultados com a Utilização do FentonResultados com a Utilização do Fenton

Gráfico de eficiência de remoção de DQO no tratamento por Reagente Fenton

Testes - Utilização do Testes - Utilização do Ácido de Caro

Tratamento com utilização de Ácido de Caro:

Líquido percolado em processo de filtração por carvão ativado

Testes - Utilização do Testes - Utilização do Ácido de Caro

Tratamento com utilização de Ácido de Caro:

Resulado da filtração do líquido percolado em coluna de carvão

ativado

Resultados com a Utilização do Resultados com a Utilização do Ácido de Caro

TESTES Teste 1 Teste 2 Teste 3 Teste 4

H2SO4 (g) 1,5 3 4,5 6

H2O2 (mL) 1,5 3 4,5 6

DQO conc. (mg/L) 10350 6130 3900 1590

Redução % 21,59 53,56 70,45 87,95

DQO dil. 1:10 (mg/L) 9650 5200 3100 1400

Redução % 26,89 60,61 76,52 89,39

Temperatura da reação °C 73,1 73,9 77,4 80

Temperatura de descarte < 40°C


Resultados encontrados após a realização dos testes com Ácido de Caro:

Resultados com a Utilização do Resultados com a Utilização do Ácido de Caro

Gráfico de eficiência de remoção de DQO no tratamento por Ácido de Caro

TestesTestes - Utilização do Permanganato - Utilização do Permanganato

Tratamento com utilização de PERMANGANATO DE POTÁSSIO:

Líquido percolado concentrado e diluído após adição dos

reagentes

TestesTestes - Utilização do Permanganato - Utilização do Permanganato

Tratamento com utilização de PERMANGANATO DE POTÁSSIO:

Filtração do líquido percolado por processo de carvão ativado

Resultados com aResultados com a Utilização do Permanganato Utilização do Permanganato

TESTES Teste concentrado Teste diluído

KMnO4 (g) 0,381 0,025

DQO 1:2 (mg/L) 2278 1830

Redução % 82,74 86,14

pH reação 2,8


Resultados encontrados após a realização dos testes:

Resultados com aResultados com a Utilização do Permanganato Utilização do Permanganato

Gráfico de eficiência de remoção de DQO no tratamento por Permanganato de Potássio

CONCLUSÃOCONCLUSÃO

Após os tratamentos realizados por reagente fenton, ácido de caro e Após os tratamentos realizados por reagente fenton, ácido de caro e permanganato de potássio, concluiu-se que o melhor tratamento foi com a permanganato de potássio, concluiu-se que o melhor tratamento foi com a utilização do reagente fenton, pois o mesmo permitiu uma redução de utilização do reagente fenton, pois o mesmo permitiu uma redução de aproximadamente 95% da DQO do efluente, sem necessidade de tratamentos aproximadamente 95% da DQO do efluente, sem necessidade de tratamentos adicionais e geração de resíduos.adicionais e geração de resíduos.

O tratamento com ácido de caro apesar de ter apresentando uma significante O tratamento com ácido de caro apesar de ter apresentando uma significante redução de DQO, se fez necessário a filtração em coluna de carvão ativado redução de DQO, se fez necessário a filtração em coluna de carvão ativado para redução do agente oxidante e diluição 1:10, sendo seu maior para redução do agente oxidante e diluição 1:10, sendo seu maior inconveniente é produzir uma reação extremamente exotérmica.inconveniente é produzir uma reação extremamente exotérmica.

Já o tratamento por permanganato de potássio apresentou uma redução de Já o tratamento por permanganato de potássio apresentou uma redução de DQO inferior as demais, e também teve que passar pelo filtro com carvão DQO inferior as demais, e também teve que passar pelo filtro com carvão ativado para redução do agente oxidante, sendo seu maior inconveniente é a ativado para redução do agente oxidante, sendo seu maior inconveniente é a geração de óxido de manganês. geração de óxido de manganês.

apresentação 63 congresso da abm - chorume aterro mahler

Documents