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23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

III-178 - DISPONIBILIDADE DO BIOGÁS EM UMA CÉLULA DO ATERRO DE RESÍDUOS SÓLIDOS DA MURIBECA

José Fernando Thomé Jucá(1)

Professor do Departamento de Engenharia Civil da UFPE. Doutor pela Universidad Politécnica de Madrid. Coordenador do Grupo de Resíduos Sólidos – GRS/UFPE. Coordenador do Programa de Monitoramento dos Aterros da Muribeca-PE, Aguazinha – Olinda e Metropolitano de João Pessoa. Coordenador dos Projetos PROSAB-FINEP, PRONEX e CHESF-ANNEL. Consultor do Ministério das Cidades na área de resíduos sólidos. Maria Odete Holanda Mariano Mestre em Engenharia Civil pela UFPE. Especialista em Geotecnia pelo Centro de Estudos e Experimentações de Obras Públicas (Madrid). Bolsista CNPq para o projeto PROSAB. Membro do Grupo de Resíduos Sólidos GRS/UFPE. Maria Cristina Moreira Alves Professora da Escola de Engenharia da UFRJ, cedida ao Grupo de Resíduos Sólidos GRS/UFPE. Doutora em Geotecnia pela Pontifície Universidade Católica do Rio de Janeiro, PUC-Rio. Pesquisadora do Projeto PROSAB e CHESF-ANNEL. Coordenadora Adjunta do Projeto PRONEX. Felipe Jucá Maciel Graduado em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Pernambuco. Mestre em Geotecnia Ambiental pela Universidade Federal de Pernambuco. Doutorando GRS/UFPE. Membro do Grupo de Resíduos Sólidos da Universidade Federal de Pernambuco Antônio Brito Graduado em Engenharia Civil pela Escola de Politécnica de Pernambuco – Universidade de Pernambuco. Laboratorista da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). Pesquisador do Programa de Apoio a Núcleos de Excelência (PRONEX) e do Programa de Pesquisa em Saneamento Básico (PROSAB). Endereço(1): Rua José Nunes da Cunha, 678/1101 – Piedade – Jaboatão - PE . CEP: 54.410-280 Brasil – Tel: (81-2126.8222) Celular: (081) 9971-9914 , Fax: (81-2126.8205), e-mail: [email protected] RESUMO

A questão dos resíduos sólidos no Brasil tem sido amplamente discutida na sociedade, a partir de vários levantamentos da situação atual brasileira e perspectivas para o setor. De uma forma geral este assunto permeou por várias áreas do conhecimento, desde o saneamento básico, meio ambiente, inserção social e econômica dos processos de triagem e reciclagem dos materiais, e mais recentemente, o aproveitamento energético dos gases provenientes dos aterros sanitários. No Brasil, de acordo com a Pesquisa Nacional de Saneamento Básico – PNSB (2000), se coleta cerca de 228.413 toneladas de resíduos sólidos diariamente, sendo 125.258 toneladas referentes aos resíduos domiciliares (Jucá, 2003). No Brasil, existe um número crescente de aterros sanitários, principalmente nas Regiões Sudeste e Sul. Nas demais regiões, por outro lado, este tipo de destinação final dos resíduos sólidos é praticamente inexistente, sendo ainda muito comum sua destinação em lixões, embora haja um grande empenho da comunidade técnico-científica para modificação deste panorama. Os processos de decomposição da matéria orgânica resultam na geração de gases tóxicos que, se não gerenciados adequadamente podem resultar em graves impactos ambientais, entre eles a contaminação do ar e o agravamento do efeito estufa. Os principais gases gerados durante este processo são o metano (CH4) e o dióxido de carbono (CO2), sendo o primeiro 21 vezes mais eficiente no aprisionamento do calor na atmosfera. Por outro lado, os gases naturalmente produzidos nos aterros, também chamados de biogás, podem ser utilizados de forma benéfica para geração de energia, e adicionalmente, negociados através do Protocolo de Kyoto, recentemente em vigor com a ratificação da Rússia. Para determinação adequada do potencial de geração de gases de um aterro de resíduos sólidos existem formulações teóricas e experimentais. As formulações experimentais consideram as medições reais dos gases gerados, utilizando-se lisímetros, digestores ou células experimentais. Os resultados das formulações experimentais são mais precisos, porém de determinação muito mais difícil, demorada e custosa. As formulações teóricas são utilizadas para descrever a produtividade do biogás em função do tempo, podendo assumir: (I) geração constante de biogás ao longo do tempo sendo mais utilizada para a avaliação global ou nacional das emissões de CH4 - Modelo de Ordem Zero; (II) incorporação do efeito geral da biodegradação dos resíduos - Modelo de Primeira Ordem e (III) distinção das diversas frações existentes nos resíduos sob

ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental aspectos de biodegrabilidade (fácil, moderada ou dificilmente degradável) – Modelo de Segunda Ordem ou Multi-fase. Embora no Brasil já existam algumas plantas de aproveitamento de biogás, como no Aterro Sanitário dos Bandeirantes/SP e Aterro de Canabrava, Salvador/BA, não existe metodologia desenvolvida para este assunto levando-se em conta as peculiaridades locais, entre as quais: composição dos resíduos, clima e operação do aterro. As estimativas de geração de gases no País ainda são feitas indiretamente baseadas em modelos (ex. Landgem, EPA) e parâmetros obtidos de aterros sanitários europeus ou norte-americanos. Em geral, estes parâmetros não refletem adequadamente as condições de biodegradabilidade dos resíduos locais devido às diferenças climáticas e de projeto, operação e manutenção dos aterros. Portanto, tais estimativas podem estar susceptíveis a grande variabilidade. Desta forma, torna-se extremamente necessário à determinação experimental de parâmetros e sua variação ao longo do tempo, bem como o desenvolvimento de metodologia baseada nas condições locais, buscando a compreensão dos mecanismos envolvidos no processo e seu acompanhamento temporal aliado às condições de operação e fatores externos, para que se possa avaliar diretamente o potencial energético dos aterros de resíduos urbanos do País. Este trabalho tem como objetivo apresentar as informações referentes ao monitoramento da Célula nº 08 do Aterro de Resíduos Sólidos da Muribeca baseado em um Plano de Monitoramento objetivando a obtenção, no decorrer do tempo, da quantidade e qualidade dos gases gerados, considerando a idade do lixo, a quantidade de resíduos biodegradáveis e a fase de degradação que o aterro se encontra para a avaliação do potencial energético do mesmo. A Célula 8 foi escolhida como local de estudo e de implantação do monitoramento por já ter sido motivo de estudos anteriores. PALAVRAS-CHAVE: Monitoramento ambiental, ensaios de campo, ensaios de laboratório, geração de gases, biodegradação, aterro de resíduos sólidos da muribeca. INTRODUÇÃO

O Grupo de Resíduos Sólidos da Universidade Federal de Pernambuco, atualmente coordena 4 projetos a níveis federal, estadual e regional, que têm por objetivo determinar parâmetros, metodologias e desenvolvimento de modelo computacional que possam avaliar o potencial de geração de biogás em aterros de resíduos sólidos no Brasil.

Cada projeto possui especificidade e realidades próprias em diferentes escalas como apresentado a seguir:

− Escala Piloto: um lisímetro foi construído de dimensões (3 m x 3m), que funciona como um reator, com a finalidade de se acompanhar todo o processo de biodegradação e avaliação dos gases gerados, financiado pelo PROSAB e pelo PRONEX (Figura 1);

− Escala Experimental: uma célula experimental será construída no aterro, de dimensões de 60m x 60m x 10m, projeto este financiado pela CHESF/ANNEL e PRONEX, onde será acompanhado a geração, processo de degradação dos resíduos e simulação numérica da geração de gases (Figura 2);

− Escala de Campo: o monitoramento da Célula 8 do aterro de resíduos sólidos da Muribeca está sendo realizado (financiado pelo PRONEX e PROSAB), para se determinar o potencial energético existente no aterro da Muribeca, considerando suas peculiaridades (antigo lixão, camada de cobertura deficiente, condições climáticas, entre outros) (Figura 3).



Figura 1 – Lisímetro Figura 2 – Protótipo da Célula Experimental

MATERIAIS E MÉTODOS

A Célula 8 do Aterro da Muribeca tem atualmente 35 metros de altura de resíduos dispostos em três patamares, com idade variando entre 5 e 15 anos. O projeto de monitoramento tem como objetivo estudar os aspectos físicos, físico-químicos e microbiológicos da massa de lixo, além da avaliação da geração de gases nos três patamares. Espera-se, com os dados obtidos na investigação, compreender melhor os processos envolvidos na decomposição do lixo e geração dos gases. Neste sentido, as seguintes atividades foram realizadas na Célula 8 do aterro (ver Figura 3): - Sondagens para investigação da massa de lixo e instalação do monitoramento de campo; - Instalação de termopares para medição da temperatura em diversas profundidades; - Instalação de drenos de gases em diversas profundidades para a caracterização e quantificação dos gases

gerados (%CH4, %CO2, H2S (ppm), CO (ppm) e %O2) além da medição da vazão dos gases por meio de fluximetros instalados na boca do furo;

- Coleta de líquidos para avaliação da microbiologia do meio; - Coleta de sólidos para avaliação da biodegradação do meio, teor de umidade, teor de sólidos voláteis e

quantidade de carbono biodegradável. Estão em curso as seguintes atividades: - Realização de ensaios com placa de gás na camada de cobertura do aterro para avaliação dos gases

liberados através da cobertura; - Realização de ensaios de medição da quantidade de gás na interface da camada de cobertura do aterro; - Avaliação da eficiência da camada de cobertura do aterro; - Leituras a laser para avaliação da quantidade de gases que escapam pela camada de cobertura;



Figura 3 – Instrumentação da Célula 8 – Aterro da Muribeca

REALIZAÇÃO DE SONDAGENS, COLETA DE RESÍDUOS E CHORUME, INSTALAÇÃO DA INSTRUMENTAÇÃO DE CAMPO NA CÉLULA 8

Esta etapa ocorreu no período entre novembro de 2004 a março de 2005. Como o principal objetivo da campanha era a avaliação do gás, as sondagens foram interrompidas em dezembro de 2004 devido à problemas de calibração do medidor de gás no campo, sendo retomadas em fevereiro de 2005. Além disso, não foi possível atingir os 35 metros de lixo esperados por questões inerentes ao ensaio, de quebra de equipamento de sondagem, tendo-se atingido apenas 20 metros de profundidade. Além da determinação do NSPT a sondagem permitiu a obtenção do perfil estratigráfico da massa de lixo bem como o conhecimento da profundidade do solo de fundação. Coletas de amostras de lixo e chorume para ensaios físico-químicos e microbiológicos foram realizadas à medida que o furo avançava. Após ser atingida a cota final da sondagem, foram instalados termopares para a medição da temperatura da massa aterrada e drenos de gases para posterior medição da concentração e vazão. Um furo extra ao lado do furo de sondagem foi feito para instalação do piezômetro para coleta de chorume. As sondagens foram realizados de acordo com as normas NBR-8036, NBR-6484 e NBR-6502 da ABNT – Normas Gerais de Sondagem de Reconhecimento para Fundações de Edifícios, Método de Sondagem e Terminologia de Rochas e Solos respectivamente. Foram realizadas cinco (05) sondagens do tipo contínua à percussão, sem circulação de água ou bentonita (sem lavagem), com revestimento de 2,5”(6,35cm) de diâmetro interno, amostrador padrão de 1,33”(3,40 cm) de diâmetro interno e 78,12cm de comprimento. Este ensaio foi realizado com a colocação de revestimento externo para viabilizar as medições da composição dos gases e temperatura de metro em metro além de evitar o fechamento do furo. As fotos abaixo ilustram as atividades e equipamentos utilizados em campo para o monitoramento. Os Furo1 foi realizado no patamar mais baixo, o Furo 2 no intermediário e o s Furos 3, 4 e 5 na parte mais elevada (ver Figura 3). Vale ressaltar que o Furo 5 foi realizado ao lado do Furo 4 apenas para instalação do piezômetro, portanto sem realização de ensaio de SPT. Após o término da campanha de sondagem, medições periódicas da temperatura nas diversas profundidades bem como da concentração dos gases, vem sendo realizadas.



Fotos 1,2 e 3 – Realização de sondagens tipo SPT no Aterro de Resíduos Sólidos da Muribeca

Fotos 3 e 4 – Amostradores tipo SPT (amostra de lixo e contato solo-lixo)

Durante a realização das sondagens foram coletadas amostras de lixo a cada metro para realização dos ensaios físico-químicos e microbiológicos aeróbios e anaeróbios. Após 5 metros de coleta ou 1 dia de trabalho, estas amostras eram homogeinizadas e levadas aos laboratórios para análise. Devido a especificidade dos ensaios para determinação das bactérias anaeróbias, as amostras de lixo eram coletas e colocadas na jarra de anaerobiose (Fotos 5 e 6) e o chorume também coletado de forma a evitar o contato com o ar (Foto 7). A Foto 8 apresenta a coleta de amostra para ensaios onde não se necessita a condição de anaerobiose da amostra.



Foto 5 e 6 - Coleta de Amostras de Lixo para ensaios laboratoriais em amostras anaeróbias

Foto 7- Coleta chorume – amostra anaeróbia Foto8 – Amostra aeróbia Após o término do furo de sondagem foram instalados o dreno de gás e os termopares em profundidades pré-definidas pela equipe de trabalho. A Foto 9 apresenta o dreno de gás acoplado com os termopares e a Foto 10 apresenta o detalhe do termopar.

Foto 9 – Dreno de gás e termopar instalados Foto10 – Medidores de temperatura em profundidade Para as leituras de temperaturas foi utilizado o equipamento DIGITAL THERMOMETER (Minipa-APPA). Para a leitura da concentração dos gases (CH4, CO2, O2, H2S e CO) foi utilizado o equipamento DRAGER X-am 7000. Para a leitura de vazão dos gases foi utilizado o equipamento medidor de gás GALLUS-1000. As Fotos 11 a 15 apresentam estes equipamentos sendo utilizados em campo.



Foto 11 – Equipamento de medição de temperatura Foto 12 – Equipamento de medição de gás em campo

Fotos 13 e 14 – Medidor de vazão de gás em campo.

Foto 15 – Medição de temperatura e gás no furo de sondagem no Furo 2

A freqüência de leituras tem sido quinzenal, podendo ser alterada de acordo com os resultados obtidos.


23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental RESULTADOS DOS ENSAIOS DE CAMPO:

COMPOSIÇÃO DOS GASES EM PROFUNDIDADE Durante a realização das sondagens foram medidas as composições dos gases em profundidade, a cada metro, apresentadas na figura 5. Por problemas técnicos no equipamento de medição de gases, como já mencionado anteriormente, não foi possível fazer essa medição nos furos 1 e 2.

Furo 3

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Concentração dos Gases (%)

Prof

undi

dade

(m)

CO2 (%)

CH4 (%)

O2 (%)

Camada de solo~50 cm

Camada de cobertura ~70 cm

Furo 4

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

0 10 20 30 40 50 60 70

Concentração dos Gases (%)

Prof

undi

dade

(m)

CO2 (%)

CH4 (%)

O2 (%)

Temperatura (ºC)

Camada impenetrável - restos de construção civil

Camada de solo ~70 cm)

a) Furo 3 b) Furo 4

Figura 5 -Medição de gás em profundidade Adicionalmente, no Furo 4 foi medida a temperatura a cada metro, durante a execução da sondagem além da concentração de gases em três profundidades (a cada 15 cm) na camada de cobertura, cujos resultados estão apresentados na Figura 6.

0

0,15

0,3

0,45

0,6

0,75

0,9

1,05

1,2

1,35

1,5

1,65

1,8

1,95

2,1

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Concentração dos Gases (%) - Camada de Cobertura FURO 4

Prof

undi

dade

(m)

CO2 (%)

CH4 (%)

O2 (%)

Contato solo-lixo

Camada de cobertura ~75 cm

Figura 6 – Concentração de gases na camada de cobertura.


23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental MEDIÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DOS GASES E DA TEMPERATURA COM O TEMPO

A partir do reinício da campanha no campo, em fevereiro de 2005, foi possível acompanhar a concentração dos gases inclusive nos Furos 1 e 2, tendo-se perdido apenas a informação da medição a cada metro quando da realização da sondagem. A figuras 7 e 8 foram construída a partir desses dados, para o Furo 1 (Figura 7.a) e Furo 2 (Figura 7.b) e Furo 4 (Figura 8).

Composição Principais Gases - FURO 1

0

10

20

30

40

50

60

70

7/2/05 17/2/05 27/2/05 9/3/05 19/3/05 29/3/05 8/4/05 18/4/05

Período (data)

Per

cent

ual (

%)

CO2 (%)CH4 (%)O2 (%)


0

10

20

30

40

50

60

7/2/05 17/2/05 27/2/05 9/3/05 19/3/05 29/3/05 8/4/05 18/4/05

Período (Data)C

once

ntra

ção

(%)

CO2 (%)

CH4 (%)

O2 (%)

a) Furo 1 b) Furo 2

Figura 7 – Composição de CH4, CO2 e O2 nos furos de sondagem 1 e 2


-

10

20

30

40

50

60

70

14/3/05 19/3/05 24/3/05 29/3/05 3/4/05

Período (Data)

Conc

entra

ção

(%)

CO2 (%)

CH4 (%)

O2 (%)

Figura 8 – Composição de CH4, CO2 e O2 no furo de sondagem 4.

As leituras da temperatura foram realizadas em profundidades pré-determinadas em função da profundidade da camada de lixo em cada furo de sondagem, sendo apresentadas em forma de gráfico na Figura 9.



0

1

2

3

4

5

6

30 31 32 33 34 35 36

FURO 1 - Temperatura (ºC)

Prof

undi

dade

(m)

1/12/043/12/046/12/0414/12/0419/2/051/3/059/3/0514/3/0517/3/0529/3/0514/4/05

0

2

4

6

8

10

12

30 34 38 42 46 50


Prof

undi

dade

(m)

3/12/046/12/0414/12/0419/2/059/3/200514/3/200517/3/200529/3/200514/4/2005

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

35 40 45 50 55 60


Prof

undi

dade

(m)

14/3/0511/3/0517/3/0529/3/0514/4/05

Temperatura obtida durante a execução do furo de sondagem

a) Furo 1 b) Furo 2 c) Furo 3

Figura 9 – Medição de temperatura com o tempo e em profundidade RESULTADOS DOS ENSAIOS DE LABORATÓRIO:

Vários laboratórios da Universidade Federal de Pernambuco participam deste projeto, devido ao caráter multidisciplinar das questões envolvidas no estudo, tanto na análise dos sólidos quanto dos líquidos. Nas amostras de lixo coletadas foram realizados ensaios de pH, Eh, teor de umidade, teor de sólidos voláteis e ensaios microbiológicos. AMOSTRA DE LIXO Ensaios Físico-químicos No Laboratório de Geotecnia Ambiental são feitas as determinações de pH, condutividade, teor de umidade e sólidos voláteis. A análise elementar é realizada na Central Analítica. A Tabela 1 apresenta estes resultados para as várias amostras analisadas. Tabela 1: Ensaios de pH, Eh, Teor de Umidade, Teor de Sólidos Voláteis e Análise elementar na massa de lixo

Amostras de Lixo

pH Eh Teor Umidade (%)

Teor Sólidos Voláteis (%)

Carbono Total (%)

Nitrogênio (%)

Hidrogênio (%)

Furo 01 ( 0-4m ) 8,36 -127,0 41,64 14,38 5,53 0,13 0,63 Furo 01 ( 4-6m ) 8,01 -304,0 34,16 12,33 2,95 0,00 0,92 Furo 02 ( 0-5m ) 8,75 -186,2 35,92 12,92 4,83 0,00 0,51

Furo 02 ( 5- 10m) 8,90 -274,2 42,44 10,60 8,38 0,00 0,96 Furo 03 ( 5-10m ) 8,61 -234,9 30,66 9,24

Furo 03 ( 11-13m ) 8,59 -612,3 35,77 12,91 Furo 04 ( 0-6m ) 8,69 -254,6 42,15 15,01

Furo 04 ( 6-11m ) 8,61 -264,0 28,44 10,05 Furo 04 ( 11-16m ) 8,44 - 299,9 44,10 9,41

Não informado

A determinação do teor de umidade é fundamental para o processo de degradação da matéria orgânica. Segundo Palmisano & Barlaz, (1996) o teor ótimo se encontra na faixa de 20 a 40%. Segundo Halvadakis et al, (1983), a água fornece nutrientes requeridos pelos microorganismos, além de possibilitar sua rápida propagação ou espraiamento no meio sólido. A água possibilita o transporte de enzimas e de outros metabólitos importantes no processo de decomposição.


23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Palmisano & Barlaz (1996), afirmam que o teor de umidade médio para resíduos depositados em condições anaeróbias é de 25%. Afirmam ainda que um teor de umidade inferior a 20% ou superior a 40% é inibitório para processos anaeróbios de decomposição da matéria orgânica.Por meio da determinação do teor de sólidos voláteis determina-se a porcentagem de cinzas e a quantidade de matéria orgânica existente nos resíduos sólidos, servido de indicador da quantidade de matéria orgânica ainda existente no meio. Um alto percentual de sólidos voláteis indica a presença de muita matéria orgânica que poderá ser degradada e baixos valores indicam que o resíduo já passou por um acentuado processo de degradação. O potencial redox é de extrema importância para analisar o processo de quebra das moléculas e o processo de oxidação e redução dos materiais presentes na massa de lixo. Essa medição indica, de uma forma geral, contando com a equação global, se toda a amostra está num processo dominante de oxidação ou redução (Firmo, 2005). Tabela 2: Analises Físico-Químicas no Chorume Parâmetros Furo 3 Furo 4 pH 8 8,06 Eh (mV) -223,7 -318,2 turbidez (NTU) 192,3 449,4 Fe (mg/l) 45,1 41,8 Cr (mg/l) 1,05 6,8 Mn (mg/l) 6,02 37,2 Zn (mg/l) 1,06 3,2 N (mg/l) 9 189 P (mg/l) 227 47,5 Ca (mg/l) 100 100 S2- (mg/l) 3 3,68 Cl- (mg/l) x 3800 Cor (m-1) 267 301

OBS: No Furo 1 não foram realizadas as análises físico-químicas do chorume pois a quantidade de chorume coletado (~200ml) não foi suficiente para envio a todos os laboratórios Ensaios Microbiológicos em amostras de lixo e de chorume Os ensaios microbiológicos aeróbios em sólidos e líquidos são realizados no Laboratório de Microbiologia Ambiental, do Departamento de Engenharia Química, enquanto os ensaios anaeróbios são realizados no Laboratório de Antibióticos do Departamento de Biologia, ambos da UFPE. A Figuras 10 (a e b) apresentam os resultados da contagem de microorganismos aeróbios e anaeróbios nas amostras de lixo, a Figura 11 (a e b) apresenta os resultados dos microorganismos aeróbios e anaeróbios no chorume coletado.

Microorganismos Aeróbios

1,00E+00

1,00E+01

1,00E+02

1,00E+03

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

Furo 01(1-5m)

Furo 01(5-7m)

Furo 02(1-5m)

Furo 02(5-10m)

Furo 02(9-10,5m)

Furo 03(0-3m )

Furo 03(5-10m)

Furo 03(11-13m)

Furo 04(0-6m

Furo 04(6-11m)

Furo 04(11-16m)

Furo 04(19-20m )

Con

tage

m d

e B

acté

rias

Coliformes Totais (NMP/g) Coliformes Termotolerantes (NMP/g)

Pseudomonas Aeruginosas (NMP/g) Heterotróficos aerógbios (UFC/g)

Não foi detectada a presença de fungos

Microorganismos Anaeróbios

1,00E+00

1,00E+01

1,00E+02

1,00E+03

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

Furo 01(0-4m)

Furo 01(4-6m)

Furo 02(0-5m)

Furo 02(5-9m)

Furo 02(9-10,5m)

Furo 03(0-2m )

Furo 4(0,0-

0,75m)

Furo 04(1-6m )

Furo 04(6-11m)

Furo 04(11-16m)

Furo 04(19-20m )

Con

tage

m d

e B

acté

rias

(NP

M/g

)

Anaeróbiso Totais (NMP/g) Celuloliticos (NMP/g)

Aminolíticos (NMP/g) Proteolíticos (NMP/g)

a) Microorganismos aeróbios b) Microorganismos anaeróbios

Figura 10 – Microorganismos presentes na massa de lixo



Microorganismos Aeróbios

1,00E+00

1,00E+01

1,00E+02

1,00E+03

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

FURO 1 FURO 2 FURO 3 FURO 4

Con

tage

m d

e B

acté

rias

Coliformes Totais (NMP/g)Coliformes Termotolerantes (NMP/g)

Pseudomonas Aeruginosas (NMP/g)Heterotróf icos aerógbios (UFC/g)

Não foi detectada a presença de fungos

Microorganismos Anaeróbios

1,00E+00

1,00E+01

1,00E+02

1,00E+03

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

FURO 2 FURO 4

Con

tage

m d

e B

acté

rias

(NPM

/g)

Anaeróbiso Totais (NMP/g) Celuloliticos (NMP/g)

Aminolíticos (NMP/g) Proteolíticos (NMP/g)

a) Microorganismos aeróbios b) Microorganismos anaeróbios

Figura 11 – Microorganismos presentes no chorume

CONCLUSÕES

Baseado na instrumentação instalada e nos resultados dos ensaios de laboratório pode-se considerar que: A medição dos gases em profundidade durante a realização da sondagem mostrou que a condição aeróbia é mantida até profundidade entre 2 e 3 metros de lixo, prevalecendo a partir daí a condição anaeróbia. Nos ensaios realizados a camada de cobertura do aterro possuía entorno de 75cm de espessura. Está em andamento a determinação do grau de compactação da camada de cobertura do aterro para que se possa avaliar a eficiência da mesma;

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Os ensaios de microorganismos aeróbios, cujo valor máximo foi da ordem de 104, mostram que o aterro encontra-se na fase anaeróbia. Além disso, estes valores são mais elevados na amostra do primeiro contato solo-lixo, indicando (juntamente com a medição dos gases na camada de cobertura) que nos primeiros metros de lixo ainda existe atividade aeróbia, devido à má compactação da camada de cobertura; A medida da concentração dos gases a cada 15cm na camada de cobertura do Furo 4 mostrou que tanto o CH4 quanto o CO2 diminuem de concentração. Este fenômeno pode ocorrer devido à influência de diluição e/ou retenção física, química ou biológica dos gases. São necessários estudos mais aprofundados para se esclarecer qual o tipo de fenômeno predominante; Na amostra de chorume observa-se um baixo teor das bactérias anaeróbias totais (Figura 11.b), possivelmente em função do caráter inibitório de alguns metais (Mn e Fe) que se encontram com elevadas concentrações (Tabela 2); O teor de umidade, variando entre 20 e 40%, pode servir de indicador que o meio está com condições favoráveis para a degradação da matéria orgânica; O Furo 1 que apresenta 6 metros de lixo com idade de aproximadamente 15 anos, possui uma quantidade mínima de carbono para a biodegradação (< 5%), fator este comprovado pelas baixas temperaturas, e atividade microbiológicas (microorganismos anaeróbios totais na ordem de 105 NMP/g de massa de lixo), apontando para a conclusão que esta camada de lixo encontra-se na fase V da degradação dos resíduos. As concentrações de CO2 e CH4 encontram-se na faixa de 35% a 40% e 53% a 66%, respectivamente. O Furo 2 apresenta atividade microbiológica e o processo de biodegradação ainda se encontra ativo. As temperaturas variam de 35 a 45 ºC. A quantidade de carbono total encontra-se na faixa de 10 a 15% indicando que ainda existe material para degradação. As concentrações de CO2 e CH4 encontram-se na faixa de 20% a 38% e 30% a 55%, respectivamente. O Furo 4 apresenta grande quantidade de microorganismos anaeróbios (> 107), pH na faixa de 8 e o Eh no intervalo de -150 a -300mV, variação da temperatura entre 40 e 55º, indicando que esta massa de lixo encontra-se na fase de decomposição denominada metanogênica estável (fase IV) onde a formação de CO2 e CH4 é predominante. As concentrações de CO2 e CH4 encontram-se na faixa de 30% a 42% e 45% a 58%, respectivamente. A estimativa da geração de gases no aterro de resíduos sólidos da Muribeca encontra-se no intervalo de 11,0 to 15,5 m3/ton.ano e a produção atual está na faixa de 8.400 a 11.400 m3/hora, possuindo uma capacidade instalada no intervalo de 10 e 13,60 MW.


23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental AGRADECIMENTOS

Este trabalho faz parte dos projetos de pesquisa; Estudo da geração, Percolação e Emissão de gases no Aterro de resíduos Sólidos da Muribeca – PE (Edital PROSAB-2003) e Avaliação do Potencial Energético do biogás Proveniente de Aterros de Resíduos Sólidos (Edital –PRONEX-CNPq –2004). Os autores deste trabalho agradecem as instituições CNPq, FINEP e FACEPE pelo apoio financeiro para a realização da pesquisa. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. BARLAZ, M. (1996), “Microbiology os Solid Waste Landfills”, In Microbiology of Solid Waste, ed. Palmisano et Barlaz. CRC PRESS Boca Roton. Florida. NY. Cap. 2. pp.31-70.

2. FIRMO, A.L.B. (2005). Relatório de Pesquisa. “Avaliação do Potencial Energético do Biogás Proveniente de Aterros de Resíduos Sólidos”. Universidade Federal de Pernambuco/Grupo de Resíduos Sólidos.

3. JUCÁ. JF.T. Disposição Final dos Resíduos Sólidos Urbanos no Brasil. Porto Alegre. 2003. V Simpósio Brasileiro de Geotencia Ambiental (REGEO).

4. JUCÁ. J.F.T. Estudo Integrado do Tratamento do Lixo Aterrado e de Seus Efluentes. Recife, 2003. Projeto aprovado no Programa Nacional de Sanemaneto básico (PROSAB)

5. JUCÁ. J.F.T. Avaliação do Potencial Energético do biogás Proveniente de Aterros de Resíduos Sólidos. Projeto de Pesquisa – PRONEX-2004. Recife, 2003.

6. JUNQUEIRA, F.F, (2000). “Análise do Comportamento de Resíduos Urbanos e Sistemas Dreno Filtrantes em Diferentes Escalas, com Referência ao Aterro do Jóquei Clube – Df. Tese de Doutorado”, Universidade de Brasília, Brasília DF.

7. MACEL, F.J. Estudo da geração, Percolação e Emissão de gases no Aterro de resíduos Sóidos da Muribeca – PE. Recife. 2004. Dissertação de Mestrado. Universidade federal de Pernambuco. Departamento de Engenharia Civil.

8. MACIEL, F.J. & JUCÁ, J. F. T. (2003) Landfill gas emissions from a Brazilian MSW Landfill, Proceedings of the Ninth International Waste Management and Landfill Symposium, Sardinia, Italy.

9. MACIEL, F.J. & J.F.T. JUCÁ. Landfill Gas Emissions From a Brazilian MSW Landfill. Sardinia, 2005.Paper aceito para publicação. Proceedings of the Ten International Waste Management and Landfill Symposium, Sardinia, Italy..

10. MONTEIRO, V.E.D, (2003). “Análises Física, Químicas e Biológicas no Estudo do Comportamento do Aterro da Muribeca. Tese de Doutorado” , Universidade Federal de Pernambuco, Recife – PE.


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