tabela de propriedades chorume 01

7/25/2019 Tabela de Propriedades Chorume 01

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UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS SINOSCINCIAS EXATAS E TECNOLGICAS

PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM ENGENHARIA CIVIL

APLICAO DE REATOR DE CHICANAS NO TRATAMENTO DE LIXIVIADOSDE ATERROS SANITRIOS DE RESDUOS SLIDOS URBANOS PARA

REMOO DE NITROGNIO AMONIACAL POR STRIPPING


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MARCELO OLIVEIRA CAETANO

APLICAO DE REATOR DE CHICANAS NO TRATAMENTO DE

LIXIVIADOS DE ATERROS SANITARIOS DE RESDUOS SLIDOS

URBANOS PARA REMOO DE NITROGNIO AMONIACAL POR

STRIPPING


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INSTITUIES E FONTES FINANCIADORAS

UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS

SINOS UNISINOS

LABORATRIO DE MICROBIOLOGIA DE

RESDUOS

PROGRAMA DE PESQUISA EM

SANEAMENTO BSICO PROSAB

CONSELHO NACIONAL DE

DESENVOLVIMENTO CIENTFICO E


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TERMO DE APROVAO

APLICAO DE REATOR DE CHICANAS NO TRATAMENTO DE

LIXIVIADOS DE ATERROS SANITARIOS DE RESDUOS

SLIDOS URBANOS PARA REMOO DE NITROGNIO

AMONIACAL POR STRIPPING

MARCELO OLIVEIRA CAETANO

Esta Dissertao de Mestrado foi julgada e aprovada pela banca examinadora noPrograma de Ps-Graduao em Engenharia Civil da UNISINOS como parte dosrequisitos necessrios para a obteno do grau de MESTRE EM ENGENHARIACIVIL.

Aprovado por:


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DEDICATRIA


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AGRADECIMENTOS

Em primeiro lugar, as pessoas mais importantes para mim, minha educao e

meus princpios, minha famlia: meus pais Joo e Joana, Ricardo, Hiago, Thas, Alan,

Iraci, Sr. Elias, Dona Beatriz, Rodrigo, Andria, Vitor Hugo, Cludia, Joo e Betnia.

As lies de determinao, empenho, conhecimento, pacincia, trabalho, equipe,

seriedade e sinceridade as quais tento seguir a risca. Aos ensinamentos e oportunidades

desde o ano de 2000 e que obtive o privilgio de vivenciar e aprender. Boa parte do

profissional e estudante autor deste trabalho dedicado a minha Orientadora Professora

Luciana Paulo Gomes.

Ao Eng Carlos Jlio Lautert pelas lies de famlia, humanidade e

profissionalismo. Obrigado pela oportunidade de convivncia e pela faculdade que a

Projeconsult Engenharia Ltda, a qual representa outra grande parte da minha formao

como Engenheiro e como pessoa. O agradecimento estendido a todos amigos e

colegas da Projeconsult, em especial: Luciano, Joo Reis, Ricardo Moreira, Karina,


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LISTA DE ABREVIATURAS

ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas

ASCE American Society of Civil Engineers

CETESB Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental

CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente

CV Coeficiente de Variao

DBO Demanda Bioqumica de Oxignio

DP Desvio Padro

DQO Demanda Qumica de Oxignio

EWRI Enviromental and Water Resources Institute

JT Teste de Jarros

LAS Lixiviado de Aterro Sanitrio

MO Matria Orgnica

NA Nitrognio Amoniacal


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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Caractersticas mais provveis do lixiviado de aterros brasileiros 17

Tabela 2Proporo de amnia livre e ionizada em relao amnia total,

em funo do pH e temperatura.32

Tabela 3Sntese dos resultados de remoo de nitrognio amoniacal de

LAS obtidos por pesquisadores da rea.36

Tabela 4Caractersticas do lixiviado na entrada da ETLix Tanque de

Equalizao50

Tabela 5Parmetros e Mtodo de anlises realizados nas amostras da

ETLix51

Tabela 6 Caractersticas dos ensaios de Bancada Teste de Jarros 53

Tabela 7 Dados das especificaes dos ensaios realizados no RC 63

Tabela 8 Monitoramento do Ensaio em Batelada - RC 64

Tabela 9 Dados de precipitao do municpio de So Leopoldo 67


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21C

Tabela 21Influncia da temperatura na remoo de NA para os testes 1, 2,

3, 4 e 594

Tabela 22Dados utilizados na Anlise Estatstica 3 influncia da

temperatura ambiente na remoo do NA96


precipitao na remoo do NA.98

Tabela 24Dados utilizados na Anlise Estatstica 3 influncia da vazo

de recirculao de lixiviado na remoo do NA100


concentrao inicial de nitrognio amoniacal na remoo do NA101


precipitao na remoo do NA, considerando a temperatura

ambiente

103

Tabela 27

Dados utilizados na Anlise Estatstica 4 influncia da vazo

de recirculao na remoo do NA, considerando a temperatura 104


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Tabela 38Influncia da vazo de recirculao no decrscimo de

alcalinidade113

Tabela 39 Influncia da vazo de recirculao no decrscimo de ST 114

Tabela 40Resultados obtidos em relao a influncia da variao da vazo

de recirculao de lixiviado114

Tabela 41 Influncia da concentrao inicial no decrscimo de DQO 115

Tabela 42 Influncia da concentrao inicial no decrscimo de alcalinidade 116

Tabela 43 Influncia da concentrao inicial no decrscimo de ST 116

Tabela 44Resultados obtidos em relao a influncia da concentrao

inicial de nitrognio amoniacal117


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LISTAS DE FIGURAS

Figura 1 Fluxograma das etapas metodolgicas 47

Figura 2 RSU dispostos no Aterro Sanitrio de So Leopoldo 48

Figura 3Foto Area das lagoas de tratamento do Aterro de So Leopoldo e

entorno49

Figura 4 Reator de Chicanas 52

Figura 5 Borda vazada das chicanas (0,10 x 0,10 metros) 52

Figura 6 Equipamento de Jarros utilizados na pesquisa 53

Figura 7 Ensaio de Jarros JT 1 54

Figura 8 Ensaio de Jarros JT 2 55Figura 9 Ensaio de Jarros JT 3 55

Figura 10 Ensaio de Jarros JT 4 56

Figura 11 Ensaio do RCf 59

Figura 12 Operao do RC 62


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inicial >600mg/L e vazo de recirculao = 3,5 m/h

Figura 22Resultados obtidos no Teste 5: NA inicial


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RESUMO

Em lixiviados de Aterros Sanitrios (LAS), o nitrognio amoniacal (NA) pode alcanar

concentraes superiores a 2000 mg/L e, se disposto no meio ambiente sob estas

concentraes, pode causar severos impactos ambientais e sade pblica. Entre as

alternativas para remoo de NA de lixiviados, o processo de stripping um dos

mtodos utilizados mundialmente e que se destaca tecnicamente. O objetivo deste

trabalho foi o estudo da remoo de amnia por stripping do lixiviado proveniente do

Aterro Sanitrio de So Leopoldo/RS, utilizando um processo fsico de tratamento. O

estudo foi desenvolvido atravs de ensaios de batelada em Reator de Chicanas (RC)

precedidos por ensaios de bancada que empregaram Teste de Jarros. As variveis

testadas para o monitoramento do experimento foram: concentrao inicial de NA evazo de recirculao de lixiviado; sendo realizadas amostragens e anlises fsico-

qumicas dos seguintes parmetros: pH, DQO, temperatura, srie de nitrognio, srie de

slidos, alcalinidade, nitrito e nitrato para verificao da eficincia do sistema. Em

nenhum dos ensaios foi promovido a alterao do pH e/ou temperatura do lixiviado. Os


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ABSTRACT

The ammoniacal nitrogen (AN) from landfill leachates (LL) may cause severe impacts

on the environment and public health if disposal at concentrations above 2000 mg/L.

The stripping process is one of the methods worldwide used and technically outstanding

among the alternatives for AN removal from leachates. The study of physical treatment

process for removal of ammonia from the leachate in a landfill in So Leopoldo/RS was

the objective of this work. The study was developed through batch tests in a baffle

reactor (BR) that was previous by bench tests using the jar test. The variables tested to

monitor the experiment were: initial concentration of AN and leachate recirculation

flow. Samplings and physicochemical analyses of the following parameters were

performed: pH, COD, temperature, nitrogen series, solids series, alkalinity, nitrite andnitrate to verify system efficiency. None of the assays was realized changes in pH

and/or temperature in leachate. The hydraulic detention time (HDT) of 12 days resulted

in AN removal ranging from 27% to 52%. However, this is not sufficient to comply

with the national legislative standards of effluent emission into water resources.


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SUMRIO

DEDICATRIA .................................................................................................................i

AGRADECIMENTOS ..................................................................................................... ii

LISTA DE ABREVIATURAS........................................................................................ iii

LISTA DE TABELAS......................................................................................................ivLISTAS DE FIGURAS .................................................................................................. vii

RESUMO..........................................................................................................................ix

ABSTRACT ......................................................................................................................x

1 INTRODUO ........................................................................................................ 1

2 OBJETIVOS............................................................................................................. 42.1.1 Objetivo Geral......................................................................................... 4

2.1.2 Objetivos Especficos .............................................................................. 4

3 REVISO BIBLIOGRFICA................................................................................. 5

3.1 CONCEITO, CLASSIFICAO E GERAO DE RESDUOS SLIDOS


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4 MATERIAIS E MTODOS................................................................................... 46

4.1 ORIGEM DO LIXIVIADO ............................................................................ 48

4.2 CONSIDERAES CONSTRUTIVAS E DE OPERAO ....................... 51

4.3 ENSAIOS DE BANCADA TESTE DE JARROS...................................... 53

4.4 ENSAIOS PRELIMINARES - RC................................................................. 57

4.4.1 Parmetros e variveis testadas .......................................................... 57

4.4.2 Operao do Reator de Chicanas ........................................................ 614.5 ENSAIOS EM BATELADA - RC ................................................................. 62

4.5.1 Metodologia de Amostragens RC..................................................... 64

4.5.2 Tratamento Estatstico - RC ................................................................ 66

5 RESULTADOS E DISCUSSES.......................................................................... 72

5.1 CARACTERIZAO DO LIXIVIADO DO ATERRO DE SOLEOPOLDO ............................................................................................................... 72

5.2 REATOR DE CHICANAS............................................................................. 74

5.2.1 Apresentao e anlise dos resultados do Teste 1.............................. 74

5.2.2 Apresentao e anlise dos resultados do Teste 2.............................. 77


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5.2.10.2 Influncia da vazo de recirculao de lixiviado.............................. 104

5.2.10.3 Influncia da concentrao inicial de NA......................................... 105

5.2.11 Anlise Estatstica 5: influncia de variveis temperatura,

precipitao, NA inicial e vazo de recirculao em relao a DQO,

alcalinidade e slidos totais ................................................................................ 107

5.2.11.1 Influncia da temperatura ................................................................. 108

5.2.11.2 Influncia da precipitao................................................................. 1105.2.11.3 Influncia da vazo de recirculao de lixiviado.............................. 112

5.2.11.4 Influncia da concentrao inicial de NA......................................... 115

5.2.12 Concluso geral das anlises estatsticas realizadas ........................ 117

6 CONSIDERAES FINAIS E RECOMENDAES ....................................... 120

7 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................................. 124APNDICES ................................................................................................................ 133


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1 INTRODUO

A gesto de resduos slidos um fator fundamental na manuteno dos

ecossistemas terrestres, sendo no somente uma questo ambiental, mas tambm de

sade pblica.

Em relao a isto, percebe-se uma tendncia mundial que denuncia o aumentoda gerao dos resduos slidos urbanos (RSU) nos prximos anos. Esta constatao

est relacionada a fatores que influenciam na quantidade e qualidade do RSU: desde

populao, questes culturais, sociais e econmicas de uma localidade at composio

do resduo gerado.

Sendo assim, o mundo inteiro est preocupado com as aes a serem tomadaspara o correto gerenciamento dos seus RSU. No Brasil, isto no diferente e um dos

grandes problemas nacionais so o tratamento e a disposio destes resduos.

Existem diversos mtodos de tratamento e disposio final de RSU, entre estes:

Aterros Controlados, Compostagem, Reciclagem, Incinerao, Aterros Sanitrios. No


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um lquido escuro com composio qumica que, frequentemente, apresenta elevada

carga orgnica e de nitrognio amoniacal.Em relao ao nitrognio amoniacal, parmetro de interesse deste estudo, em

altas concentraes este: (1) o principal causador do processo de eutrofizao das

guas, influenciando na qualidade das guas e vida aqutica; (2) txico a peixes e

sade da populao, podendo ocasionar doenas que afetam o sistema nervoso central,

respiratrio e digestivo dos seres humanos e (3) pode inibir o processo de tratamentobiolgico de efluentes, afetando a eficcia do sistema (FLECK, 2003; WEF &

ASCE/EWRI, 2005; AZIZ et al., 2004; SILVA et al., 2006b; ZONATELLI, 2002;

entre outros).

A remoo do nitrognio de efluentes como o LAS, pode ser realizada por

processos fsicos, qumicos, biolgicos e/ou por uma combinao destes. A maioria dasinstalaes de tratamento de LAS atualmente projetadas no Brasil, leva em considerao

parmetros definidos para tratamento de esgotos sanitrios. Porm, na prtica devido a

grande diferena entre esses efluentes, principalmente, em relao composio, vazo

e biodegrabilidade, verifica-se uma baixa eficincia de remoo dos parmetros,


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3

Entre as linhas de pesquisa do Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil

da Unisinos, esta dissertao est enquadrada naquela denominada Reciclagem eDisposio Final de Resduos. Nessa linha de pesquisa e entre os diversos processos

existentes para tratamento de LAS, a motivao pelo estudo do processo de stripping

da amnia para tratamento de lixiviados, est relacionada eficincia comprovada

mundialmente na remoo do nitrognio amoniacal destes efluentes, conforme

verificado nos trabalhos de CAMPOS et al.(2006), LEITE et al.(2006), CHEUNG etal. (1997), MARTTINEN et al. (2002), OZTURK et al. (2003), BERTANZA et al.

(1998), SILVA et al. (2004), CALLI et al. (2005).

A essncia do projeto do reator de chicanas levar em considerao a realidade

de uma Estao de Tratamento de Lixiviados e suas variveis: temperatura, clima, vazo

e variabilidade dos lixiviados. Somado a isto, utilizar um processo de remoo denitrognio amoniacal que seja eficiente, a custos operacionais baixos e menor utilizao

de recursos naturais; sendo uma tecnologia que possa ser utilizada, inclusive em

municpios com poucos recursos financeiros.

Desta maneira, o experimento montado e estudado nesta dissertao busca


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4

2 OBJETIVOS

Na seqncia passa-se a apresentar os objetivos desse trabalho.

2.1.1 Objetivo Geral

Estudar a eficincia de remoo de nitrognio amoniacal em LAS utilizando

reator de chicanas como processo fsico de tratamento.

2.1.2 Objetivos Especficos


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3 REVISO BIBLIOGRFICA

A reviso bibliogrfica deste trabalho inicia pelos conceitos bsicos na rea, com

abordagem dos resduos slidos urbanos, posteriormente aterros sanitrios e lixiviados.

O foco principal so os processos de tratamento de lixiviado, basicamente no que diz

respeito remoo de carga nitrogenada, tema de interesse crescente no pas.A abordagem do tema lagoa de chicanas (tratamento biolgico) na reviso da

literatura relevante, j que a alternativa de tratamento de efluentes que mais se

assemelha ao reator de chicanas (RC) sistema fsico de tratamento de lixiviados

proposto por este trabalho.

Referente ao RC no foi encontrado trabalhos na bibliografia que fazem menoao uso deste mtodo para tratamento fsico de efluentes. A forma construtiva e

operacional do RC se assemelha a um floculador hidrulico utilizado em sistema de

tratamento de gua para mistura do floculante na massa lquida a ser tratada, de modo a

formar os flocos. Para o caso desta pesquisa o objetivo possibilitar uma agitao no


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comercial, agrcola, de servios, de varrio ou agrcola. Incluem-se lodosde ETA (Estaes de Tratamento de gua) e ETE (Estaes de Tratamento

de Esgotos), resduos gerados em equipamentos e instalaes de controle depoluio, e lquidos que no possam ser lanados na rede pblica de esgotosou corpos dgua, ou exijam para isso solues tcnica e economicamenteinviveis em face melhor tecnologia possvel.

A mesma norma, classifica os resduos em funo de seus riscos potenciais ao

meio ambiente e sade pblica da seguinte forma:

- Classe I Resduos Perigosos: so aqueles que em funo de suas

propriedades fsicas, qumicas ou infecto-contagiosas, podem apresentar

riscos sade pblica, provocando ou acentuando, de forma significativa,

um aumento de mortalidade ou incidncias de doenas e/ou riscos ao meio

ambiente, quando manuseados ou destinados de forma inadequada, ou ainda

apresentarem caractersticas de inflamabilidade, corrosividade, reatividade,

toxicidade e patogenicidade;

- Classe II-A Resduos No Perigosos No Inertes: so todos resduos ou

misturas de resduos que no se enquadrarem nas classificaes de resduos


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Estes fatores provocam a gerao de resduos com caractersticas diferentes de

aterro para aterro, com conseqente gerao de lixiviado variados, os quais devempassar por um processo de tratamento (BOFF, 2005).

So gerados no mundo, 30 bilhes de toneladas de resduos por ano, conforme

RODRIGUES FILHO et al. (2006), com tendncias a alcanar propores dramticas

considerando o aumento das taxas de crescimento populacional e evoluo dos padres

de produo de bens de consumo; sendo que o Brasil contribui com cerca de 4,5% dovolume gerado, o que equivale a 140 mil toneladas por dia.

Segundo RENOU et al. (2008), a gerao de RSU no mundo cresce

continuamente. Como evidncia disto, o autor exemplifica a gerao, em 1997, de 8.042

toneladas de resduos por dia no municpio do Rio de Janeiro no Brasil, sendo que em

1994, a gerao foi de 6.200 toneladas por dia. Entre os anos de 1992 e 1994, naNoruega e nos Estados Unidos a gerao de RSU cresceu cerca de 3% e 4,5%,

respectivamente. No ano de 2002, a populao francesa produziu 24 milhes de RSU,

ou seja, 391 kg por pessoa no ano.

O Sistema Nacional de Informaes sobre Saneamento (SNIS) realizou uma


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3.2 ATERRO SANITRIO COMO FORMA DE DESTINAO FINAL DE RSU

Devido a elevada gerao de RSU, a heterogeneidade e complexidade da

constituio destes resduos e a potencialidade de grandes impactos ambientais, um dos

grandes problemas mundiais relacionados a gesto de RSU a destinao inadequada

dos mesmos.No Brasil, a pesquisa do IBGE (2000) que levou em considerao todos osmunicpios do pas, mostrou que a maioria destes municpios no possui um correto

gerenciamento dos RSU, principalmente quanto ao tratamento e disposio final dos

mesmos. Apenas 36,2% dos resduos so dispostos e/ou tratados em Aterros Sanitrios;

2,9% em Estao de Compostagem; 1,0% em Estao de Triagem e 0,5% so

Incinerados; sendo que o restante so encaminhados para tratamentos inadequados. NoRio Grande do Sul a mesma anlise resulta em 38,4%; 1,7%; 9,3% e 0,2%;

respectivamente.

Por outro lado, a pesquisa realizada pelo MCIDADES/SNSA/PMSS (2008),

relatou que, no pas, nas 135 unidades de processamento estudadas so dispostos 11,7


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uma srie de tecnologias de projeto e operao de forma a reduzir os impactos

ambientais decorrentes da fase de implantao, operao e fechamento. Entre estesaspectos citam: sistema de drenagem de guas superficiais, impermeabilizao inferior e

superior, sistema de drenagem e tratamento de lixiviados e gases. Porm no h, no

Brasil, na maioria dos aterros, critrios adequados de implantao, operao e

monitoramento, sendo que um dos motivos principais o descaso dos gestores pblicos.

FLECK (2003), descreve ainda que em grande parte dos municpios no hrecursos financeiros e profissionais qualificados para projetar, implantar e operar aterros

sanitrios. Isto resulta em uma disposio de resduos catica e desorganizada, ou na

melhor das hipteses, um controle mnimo de compactao dos resduos e de coleta e

depsito de lixiviados. Neste sentido LANGE et al. (2002) cita que a globalizao

mundial induz a gerao de resduos no pas cuja simples disposio em solo,freqentemente associada queima a cu aberto, implica em significativos impactos

ambientais e riscos sade pblica.

Desta forma, o problema da disposio final de resduos slidos no Brasil

alarmante. Considerando apenas os resduos urbanos e pblicos, percebe-se que ocorre


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uma tcnica de disposio de resduos slidos urbanos no solo sem causardanos sade pblica e segurana, minimizando os impactos ambientais,

utilizando princpios de engenharia para confin-los menor rea possvel ereduzi-los ao menor volume permissvel, cobrindo-os com uma camada deterra na concluso de cada jornada de trabalho, ou a intervalos menores, senecessrio.

Ento, JUC (2003) cita que o Aterro de resduos slidos urbanos uma obra de

engenharia que objetiva o depsito destes resduos, os quais sofrem perdas de massa em

decorrncia de processos fsicos, qumicos e biolgicos. J, GOMES et al. (2006),

descreve Aterro Sanitrio como um biodigestor construdo segundo normas de

engenharia, de estrutura capsulada, utilizada para atenuao das caractersticas nocivas

dos resduos slidos, projetada de forma a favorecer a biodegradao anaerbia e a

conseqente estabilizao destes resduos armazenados, na maior parte das vezes, entre

camadas isolantes de material compactado, usualmente solo local.

Para CARVALHO et al. (2000), os Aterros de RSU so constitudos por

diferentes tipos de resduos interagindo entre si formando um macio heterogneo e

poroso. Os componentes constituintes do aterro se transformam devido a processos


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Sob outro ponto e vista, JUC (2003) descreve que, mesmo havendo um imenso

esforo de reduzir, reutilizar e reciclar os resduos slidos existe uma contradio emtermos mundiais, j que, com poucas excees no mundo inteiro os Aterros Sanitrios

representam a principal destinao destes. No mbito nacional, h um nmero

significativo deste tipo de aterro nas regies sudeste e sul, porm nas demais regies

este tipo de destinao inexistente, principalmente devido aos custos de operao que

pressupe um adequado tratamento de lquidos e gases.Outros autores, como SANTOS (1994), CHERNICHARO et al. (2003),

BURTON & WATSON-CRAIK (1998) e RENOU et al. (2008), tambm descrevem

que o Aterro Sanitrio o mtodo de disposio mais utilizado mundialmente. Segundo

este ltimo autor, do total dos RSU gerados nos pases Coria, Polnia e Tailndia, a

quantidade de resduos disposta em Aterros Sanitrios , respectivamente, de 52%, 90%e 95%. RENOU et al. (2008) complementa ainda mencionando um estudo onde

comparou os diversos tipos de tratamento de resduos (Aterro Sanitrio, Incinerao,

Compostagem, etc...). Segundo ele, o Aterro Sanitrio resultou no mtodo com maiores

vantagens econmicas.


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Por outro lado, o lixiviado, tema desta dissertao que ser detalhado na

seqncia, um potencial causador de impactos ambientais significativos ao meioambiente, sendo um efluente cujo tratamento difcil, e por vezes dispendioso

financeiramente e que, na maioria dos municpios, no suficiente para o atendimento

dos padres de emisso em recursos hdricos.

3.3 LIXIVIADOS

A preocupao com as tcnicas de tratamento e disposio final dos RSU

justifica-se, principalmente, devido ao risco de impactos decorrentes da liberao delixiviados ao meio ambiente. As conseqncias das substncias txicas encontradas nos

RSU e do prprio lixiviado podem ser as contaminaes de solo, ar, gua superficial e

subterrnea; alm de serem capazes segundo FERNANDES et al. (2006), de

promoverem doenas aos seres humanos como: cncer, doenas genticas, cardacas,


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lquidos, a denominao mais adequada seria percolado. A ABNT (1992), na Norma

NBR 8419 (p. 01), conceitua percolado como lquido que passou atravs de um meioporoso. J o conceito de sumeiro ou chorume pela mesma ABNT (1992), Norma NBR

8419 (p. 02) : Lquido, produzido pela decomposio de substncias contidas nos

resduos slidos, que tem como caractersticas a cor escura, o mau cheiro e a elevada

DBO (demanda bioqumica de oxignio).

No entanto, atualmente, a comunidade cientfica utiliza o termo lixiviado paraa denominao do produto lquido proveniente de aterros sanitrios de RSU. A ABNT

(1992), na Norma NBR 8419 (p. 01), conceitua lixiviao como Deslocamento ou

arraste, por meio lquido, de certas substncias contidas nos resduos slidos urbanos.

Para este trabalho ser utilizada a denominao lixiviado, o qual conceituado

por diversos autores (TILLMANN, 2003; CHERNICHARO et al., 2003; BOFF, 2005;FERNANDES et al., 2006; CAMPOS et al., 2006; LEITE et al., 2006; GOMES et al.,

2006; RENOU et al.,2008) como: um lquido de cor negra gerado pela decomposio

de resduos orgnicos depositados em aterros, o qual somado gua da chuva, percola

atravs da massa de resduos. Este efluente provm de trs fontes: da umidade natural


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Este processo foi estudado por autores como REES (1980) e POHLAND &

HARPER (1985), sendo desenvolvidos modelos globais de degradao objetivandodemonstrar as diferentes etapas que conduzem a estabilizao dos resduos. POHLAND

& HARPER (1985), descreveu cinco fases do processo: Fase 1 Fase Inicial; Fase 2

Fase de Transio; Fase 3 Formao cida; Fase 4 Fermentao Metanognica e

Fase 5 Maturao Final.

Conforme CASSINE et al. (2003), a digesto anaerbia um processo deestabilizao biolgica complexo na qual uma grande variedade de microrganismos, na

ausncia de oxignio, transforma compostos orgnicos complexos em produtos mais

simples como metano e gs carbnico.

O RSU uma vez enterrado, a parte orgnica deste j inicia o processo de

degradao, sendo que componentes plsticos, metais, vidros e alguns industriais soefetivamente inertes e participam de uma pequena parte do processo de degradao.

Inicialmente o processo aerbio, porm rapidamente o oxignio se esgota e o processo

se torna anaerbio (BURTON & WATSON-CRAIK, 1998).

Segundo CASTILHOS JNIOR (2003), CASSINE et al. (2003), ARAJO


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Na fase acetognica (terceira fase), h a produo de cido actico e hidrognio.

Os lixiviados so caracterizados por alta relao DBO/DQO (maiores que 0,7), pHcido e altas concentraes de amnia (500 1000 mg/L), alm da liberao de gs

sulfdrico, amnia e outros gases causadores de maus odores (TILLMANN, 2003;

CASTILHOS JNIOR, 2003; CASSINE et al., 2003; ARAJO, 2001 e PAULA JR et

al., 2003).

Finalmente, na fase metanognica (quarta fase), o cido actico e o hidrognioso convertidos a metano e dixido de carbono, com a reduo dos compostos

orgnicos, das concentraes de DQO e DBO, bem como da relao DBO/DQO.

Porm, o pH do lixiviado aumenta para uma faixa de 7 a 8 e h presena de altas

concentraes de nitrognio amoniacal. Nesta fase, existe no lixiviado, o acmulo de

substncias que so de difcil degradao biolgica (cidos flvicos e hmicos)originrios de decomposio de material vegetal, os quais tambm contribuem para a

colorao escura do efluente (TILLMANN, 2003; CASTILHOS JNIOR, 2003;

CASSINE et al., 2003; ARAJO, 2001 e PAULA JNIOR et al., 2003).


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16

municipais em aterros para resduos slidos urbanos. A conseqncia a gerao de

uma variao da qualidade do lixiviado, provocando uma contaminao do mesmo edificultando seu tratamento (GOMES et al., 2006 e TILMLMANN, 2003).

Assim, a composio qumica do lixiviado varia de local para local, e num

mesmo local, ao longo do tempo em funo da composio dos resduos slidos, clima e

das atividades qumicas, fsicas e biolgicas, que ocorrem dentro do Aterro Sanitrio

(TILLMANN, 2003). Ainda em termos qualitativos, de acordo com AZIZ et al.(2004),SILVA et al.(2006b), FERREIRA et al.(2006b) e FLECK (2003), as caractersticas ou

composio do lixiviado dependem do resultado da combinao de diversos fatores

complexos: composio, teor de umidade e grau de compactao dos RSU, hidrologia

do local, condies climticas (regime de chuvas, temperatura), propriedades do solo,

disponibilidade de mistura e oxignio, projeto e operao do Aterro Sanitrio e a idadedo aterro.

Em referncia a quantidade de lixiviado gerado, segundo BOFF (2005) e

CHERNICHARO et al. (2003), esta varia devido interferncia de caractersticas

como: composio, quantidade, densidade, idade e natureza dos resduos slidos;

1


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17

Tabela 1: Caractersticas mais provveis do lixiviado de aterros brasileiros.

Varivel Faixa Mxima Faixa mais Provvel FVMPpH 5,7 - 8,6 7,2 - 8,6 78%

Alcalinidade total (mg/L de CaCO3) 750 - 11400 750 - 7100 69%

Dureza (mg/L de CaCO3) 95 - 3100 95 - 2100 81%

Condutividade (S/cm) 2950 - 25000 2950 - 17660 77%

DBO (mg/L)


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18

sada e disposio destes, havendo, por exemplo, co-disposio de resduos especiais:

metais, resduos de servios de sade, resduos industriais, entre outros.

3.4 TRATAMENTO DE LIXIVIADOS

CHEUNG et al. (1997) menciona em seu estudo que o tratamento de lixiviados

de Aterro Sanitrio (LAS) dependente da composio do mesmo e da natureza da

matria orgnica presente.

Em funo das caractersticas txicas dos lixiviados, os potenciais impactos

ambientais significativos e ameaa sade pblica, h a necessidade de um tratamentoadequado do mesmo antes do descarte em um corpo receptor ou solo. Um dos grandes

problemas e desafio dos profissionais da rea o tratamento deste efluente de forma

eficiente e eficaz com solues tcnicas e econmicas adequadas. Atualmente no Brasil,

raras so as estaes de tratamento de lixiviado que apresentam desempenho satisfatrio

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19

MARTTINEN et al.(2002) e FLECK (2003) citam que o foco do tratamento de

LAS so os parmetros relacionados a matria orgnica e carga nitrogenada, sendo queMARTTINEN et al.(2002) relata ainda que no levado em considerao a toxicidade

do efluente a ser tratado. FLECK (2003) justifica o foco principal nos dois parmetros

anteriores dizendo que a alta concentrao desses poluentes no efluente causa efeitos

sistmicos: a depleo dos nveis de oxignio dissolvido (pela demanda de oxignio) e a

eutrofizao dos cursos dgua (devido s quantidades de nitrognio do efluente). Aocorrncia destes efeitos relacionados ao nitrognio nas guas tambm so confirmados

por AZIZ et al. (2004), WEF & ASCE/EWRI (2005), ZONATELLI (2002),

PELKONEN et al.(1999), JOKELA et al.(2002), RODRIGUES FILHO et al.(2006) e

IAMAMOTO (2006). Especificamente em relao eutrofizao, PELKONEN et al.

(1999) cita que o nitrognio o mais importante fator causador deste fenmeno emcomparao com DQO (Demanda Qumica de Oxignio), DBO (Demanda Bioqumica

de Oxignio) ou fsforo.

Devido estas dificuldades de tratamento, cada vez mais alternativas de

tratamento deste LAS vm sendo utilizadas e estudadas no pas. A tcnica de


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21


41/170

21

De acordo com RENOU et al.(2008) o tratamento convencional de LAS pode

ser classificado em 3 grandes grupos: 1. transferncia de lixiviado, recirculao etratamento combinado com esgotos domsticos; 2. biodegradao processos aerbios

e anaerbios; 3. mtodos fsico-qumicos oxidao qumica, adsoro, precipitao

qumica, coagulao/floculao, sedimentao/flotao e stripping. J os novos

tratamentos utilizam processos com membranas, o qual pode ser pode ser divididos em:

microfiltrao, ultrafiltrao, nanofiltrao e osmose reversa.No Brasil, os processos fsico-qumicos so pouco utilizados para tratamentos de

LAS, sendo mais usuais em tratamentos de efluentes industriais, porm constitui uma

etapa primordial para remoo de carga poluente (CASTILHOS JNIOR, 2006b). Este

processo, segundo FLECK (2003) baseado na remoo de poluentes por contato fsico

(com ou sem energia associada), ao de foras de carter fsico ou qumico, retenomecnica e/ou por alterao das caractersticas do LAS devido adio de produtos

qumicos. De acordo com RENOU et al. (2008), podem incluir a reduo de slidos

suspensos, partculas coloidais, material flutuante, cor e compostos txicos. Segundo os

autores estes processos so utilizados como pr-tratamento de LAS ou para tratar

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22

biolgico anaerbio. Dependendo do pH, o Nitrognio Amoniacal pode causar inibio

em processos aerbios, entre estes a nitrificao.CHERNICHARO et al. (2003) descrevem alguns problemas do processo de

tratamento biolgico anaerbio: tratamento lento, dificuldade em cumprir padres

estabelecidos pela legislao ambiental e necessidade de um ps-tratamento. No entanto

ARAJO (2001) cita que, dentre as vantagens do tratamento anaerbio em relao ao

aerbio esto:- Eficincia de remoo de matria orgnica, mesmo em temperatura baixa,

com taxas de carregamento orgnico 10 vezes maior;

- Reduo considervel de investimentos e custos de operao associados

energia e bombeamento;

- Converso dos resduos em gs metano combustvel;- Pouca produo de lodo biolgico em excesso, sendo estvel;

- Lodo anaerbio pode ser estocado por longo tempo sem ser alimentado e

ainda mantm a capacidade metablica razovel.

O somatrio de todas estas problemticas e dificuldades, referenciadas

anteriormente a respeito de tratamento de lixiviados justificam a busca por alternativas

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23

nitrognio fixado tambm possui origem biolgica ou industrial. Na fixao biolgica, o

nitrognio atmosfrico convertido em amnia por enzimas. A fixao industrialproduz amnio e nitrato para o ar atravs de vrios processos qumicos. As maiores

fontes de nitrognio so: vegetal, animal, origem humana, industrial, agricultura e de

origem atmosfrica. Compostos de nitrognio originados por resduos/dejetos humanos

ou animais so associados com protenas e cidos nuclicos, os quais aps decompostos

resultam na formao de amnia (WEF & ASCE/EWRI, 2005).Historicamente a primeira justificativa para estudar a fixao do nitrognio foi

relatada devido a perda do nutriente nitrogenado dos solos de sistemas de agricultura. A

partir disto, verificou-se a necessidade de insero de nitrognio, na comunidade

biolgica do solo, por fonte externa (fixao ou correo de solo), buscando uma

melhor produtividade do ecossistema em solos com baixo nvel de decomposiobiolgica de matria orgnica. Porm, este processo merece alguns cuidados, j que a

entrada excessiva de nutrientes traz conseqncias negativas em termos de sistema

sustentvel. Sobrecargas de sistema so encontradas em processos de correo

excessiva da matria orgnica, por disposio de lodos, compostos ou resduos de

materiais animais ou alto uso de fertilizantes com nitrognio (TATE 1995)

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24

como: restos de plantas e animais, alimentos, fraldas de tecido sujas, fezes de animais,

resduos de matadouros, lodos de estaes de tratamento de esgotos e solo.No trabalho publicado por WEF & ASCE/EWRI (2005) so descritas as

caractersticas do nitrognio presentes em esgotos sanitrios. Algumas das

caractersticas abordadas ocorrem de forma similar em LAS. Assim, segundo o estudo,

o nitrognio existe no efluente em vrias formas: desde a mais forma mais reduzida, que

a amnia, at a forma mais oxidada, ou seja, o nitrato. O nitrato produzido peloprocesso de nitrificao em que a amnia oxidada para nitrato. No caso da amnia,

que solvel, h um equilbrio entre a forma inica (Amnio - NH4+) e a amnia

molecular (Amnia - NH3). A concentrao de cada uma depende do pH e da

temperatura, valores altos de pH e temperaturas favorecem a formao de amnia

molecular, que a mais txica.Os trabalhos de ZANOTELLI (2002), ARAJO et al.(2006) e BORTOLI et al.

(2006) citam que o nitrognio alterna entre vrias formas e estados de oxidao em seu

ciclo na biosfera, sendo que na gua pode apresentar-se como: nitrognio molecular

(N2), nitrognio amoniacal (NH3), nitrito (NO2-) e nitrato (NO3

-). No LAS, o nitrognio

amoniacal especificamente segundo AZIZ et al (2004) resultado de uma lenta

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podem ser letais para peixes. J os estudos de U.S. EPA (1993) apud WEF &

ASCE/EWRI (2005) mostraram que concentraes entre 0,1 e 10 mg/L de amnia naforma no ionizada ou amnia livre (NH3), resulta em aguda toxicidade para algumas

espcies de peixes.

Alm dos problemas relacionados eutrofizao, inibio do processo biolgico

de tratamento de efluentes e a toxicidade da amnia h o problema da presena de

nitrato em guas subterrneas. Sistemas de tratamento que descartam em guassubterrneas possuem potencial de contaminao destas guas por nitrato ou por

amnia, que nitrificada na coluna de solo pelo oxignio dissolvido proveniente da

percolao de guas pluviais (WEF & ASCE/EWRI, 2005).

A questo que concentraes de nitrato nas guas de abastecimento com nveis

maiores do que 10 mg/L possuem o risco de provocar cncer e metahemoglobinemia emcrianas com menos de trs anos de idade. Os efeitos txicos das nitrosaminaspodem

causar, dependendo da suscetibilidade de cada pessoa e fator de exposio: cirroses,

cncer do fgado, esfago, trato respiratrio e urinrio; enquanto que as nitrosamidas

afetam o sistema nervoso central e os rgos gastrointestinal (ZANOTELLI, 2002).

Neste ponto cabe um esclarecimento quanto a definio de nitrosaminas e

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A m gesto da disposio final dos RSU nacionais, somado a ineficincia de

segregao das centrais de triagem; a co-disposio de resduos industriais, de serviosde sade, de poda, varrio, entre outros; e o no uso de sistemas de tratamento de RSU

como compostagem, por exemplo; fazem dos Aterros Sanitrios grandes depsitos de

resduos misturados com grandes fontes de protenas animais e vegetais, por exemplo, o

que eleva as concentraes de nitrognio prximo a 2000 mg/L. O que preocupa a

dificuldade de remoo deste elemento do LAS, principalmente em relao ao potencialimpacto ambiental e de sade pblica que pode ser conseqncia ao descarte

descontrolado deste efluente no meio ambiente.

3.4.2 Remoo de Carga Nitrogenada em Lixiviados

Segundo BURTON & WATSON-CRAIK (1998), a legislao Europia impe

srios critrios para descarte de LAS, principalmente em relao ao componente

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liberao de aminocidos que so assimilados para crescimento destes microrganismos.

O nitrognio em excesso proveniente dos aminocidos, no necessrios para ocrescimento das bactrias, excretado atravs do processo chamado amonificao como

uma mistura de amnio e amnia dependendo do pH do meio. O aumento do pH na

soluo ocorre devido a produo simultnea de cidos graxos e dixido de carbono na

fase acetognica. Considerando NH3 como a espcie qumica mais txica, todo o

aumento de pH aumentar a toxicidade da soluo.Ainda segundo os mesmos autores experimentos indicam que a transformao

da amnia de Aterros Sanitrios para gs nitrognio ocorre ou por amonificao e/ou

solubilizao no lixiviado. Cita ainda que, segundo seus estudos, a concentrao de

nitrognio amoniacal nas fases acetognica e metanognica pode variar de 283-922

mg/L e 2.040-889 mg/L, respectivamente. Em relao ao pH, estudos mostraram que

para um perodo de 5 anos e variao de pH no aterro de 6 a 9, houve decrscimo de

parmetros como magnsio, zinco, suflfatos, DBO, DQO, por exemplo. No entanto a

amnia permaneceu constante. O estudo de laboratrio, com tempo de monitoramento

de 280 dias, realizado por EHRIG (1989) apud BURTON & WATSON-CRAIK (1998)

mostrou um aumento da concentrao de amnia entre os dias 1 e 10 Aos 50 dias foi

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abordado por pesquisadores. Estes processos de remoo de nitrognio sero abordados

na seqncia.De acordo com PANO e MIDDLEBROOKS (1982) apud ZANOTELLI (2002),

existem trs processos de remoo de nitrognio amoniacal em lagoas:

- Volatilizao da amnia (processo onde ocorre a maior remoo, nos casos

com pH maior que 9,0);

- Assimilao da amnia pela biomassa algal;- Nitrificao biolgica acompanhada de desnitrificao.

AZIZ et al.(2004) e IAMAMOTO (2006) relatam que existem diversas tcnicas

de remoo de nitrognio amoniacal de lixiviados que incluem: processos fsicos,

qumicos e biolgicos. IAMAMOTO (2006) cita que a remoo biolgica pode ocorrer

atravs do processo de nitrificao e desnitrificao. AZIZ et al.(2004) relata que, para

a remoo de altas taxas de NA, como o caso de lixiviados; o uso do tratamento

biolgico apenas no efetivo, j que muito lento devido a estas altas taxas inibirem o

processo de nitrificao.

MOREIRA et al. (2006) tambm destaca que, para tratamentos microbiolgicos

de LAS (utilizando por exemplo reator aerbio e filtro anaerbio) a alta concentrao

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Em se falando de mtodo fsico-qumico para remoo de amnia,

MARTTINEN et al.(2002) e RENOU et al.(2008), destacam o stripping como sendoo mais usual. MARTTINEN et al.(2002) cita que com este processo pode ser obtidas

remoes de 93% de nitrognio amonical, inclusive para altas concentraes iniciais

deste parmetro. O autor ainda cita os processos de ozonizao e nanofiltrao que so

utilizados para remoo de matria orgnica, nitrognio e toxicidade.

Por outro lado, BORTOLI et al.(2006), relata que existem inmeras tecnologiaspara remoo de nitrognio em guas residurias. Segundo o mesmo autor e ZHANG et

al. (2007), o tratamento biolgico nitrificao e desnitrificao o processo mais

comum para remoo de nitrognio de efluentes. PELKONEN et al. (1999) tambm

relata que o tratamento biolgico mtodo mais aplicado para remoo de nitrognio de

LAS.

Conforme KETTUNEN et al. (1999), utilizando o mtodo biolgico aerbio, a

remoo de amnio presente em LAS pode chegar a 90% para lixiviados com razovel

frao de materiais facilmente biodegradveis, quando o processo de tratamento

utilizado for nitrificao. Nestes casos onde o processo inclui a etapa de desnitrificao,

a remoo de nitrognio pode ser superior a 90%

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concentrao inicial de amnio variando de 80 270 mg/L, para tempos de deteno

hidrulica variando de 0,5 1,3 dias (processo anaerbio) e 2,7 a 4,2 dias (processoaerbio), em temperaturas variadas de 18C para 23C e 13C para 14C (pr-tratamento

anaerbio) e de 10C para 11C e 5C para 7C (tratamento aerbio). Para o pr-

tratamento anaerbio foi utilizado um reator UASB e, o LAS tratado anaerobicamente

passou posteriormente por um processo aerbico (nitrificao) formado por dois

reatores de lodos ativados em escala de laboratrio. Os resultados do pr-tratamentoanaerbio mostraram remoo de amnio menor do que 5% para todas as temperaturas.

J o processo de nitrificao, resultou em uma remoo de amnio de 65% para

temperatura de 10C e 5C, de 99% para temperatura de 7C e maior do que 99% para

temperatura de 11C.

Outro exemplo o experimento de ZHANG et al. (2007), o qual demonstrou,

utilizando um reator combinado com biofilme aderido composto por uma caixa cbica

dividida por duas chicanas em trs zonas (zona aerbia, zona intermediria e zona

anxica), uma eficincia de 85% de remoo de nitrognio total por nitrificao e

desnitrificao.

Um sistema composto por um filtro anaerbio com chicanas (4 cmaras de 0 1

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no ionizada e on hidrxido,sendo que a concentrao depende de uma srie de fatores,

sendo os mais importantes: pH e temperatura. A Equao 1 a seguir ilustra a equaocom o equilbrio das fases:

NH3(g)

+ nH2O(L) NH3(g) . nH2O(aq) NH4

++ OH

-+ (n-1)H

2O(L) (1)

Segundo SILVA et al. (2006b) a equao anterior ilustra o que ocorre noprocesso de remoo de nitrognio amoniacal pelo processo de stripping. A elevao

do pH converte os ons amnio em amnia livre que podem passar para o meio gasoso,

passando-se ar pelo lixiviado ou agitando o mesmo. Os lixiviados de Aterro Sanitrio

mais antigos j possuem pH alcalino (prximos de 8), o que facilita o stripping da

amnia livre da fase lquida. O aumento do pH e maiores superfcies de contatolquido/ar aumentam a eficincia do processo, porm implicam em custos maiores.

METCALF & EDDY (2003) descrevem que o gs stripping envolve a

transferncia de fases de um meio lquido para um meio gasoso. FLECK (2003, p. 55)

define processo de stripping da amnia como:

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+++

=

+

+

pHT

NHNH

NH

20,27392,272909018,0101

100

43

3 (2)

Aplicando a equao e baseado nos resultados de EMERSON et al. (1975);

VON SPERLING (2007) elaborou a Tabela 2 a seguir.

Tabela 2: Proporo de amnia livre e ionizada em relao amnia total, em

funo do pH e temperatura.

T = 15C T = 20C T = 25CpH

%NH3 %NH4+ %NH3 %NH4

+ %NH3 %NH4+

6,50 0,09 99,91 0,13 99,87 0,18 99,82

7,00 0,27 99,73 0,40 99,60 0,57 99,43

7,50 0,86 99,14 1,24 98,76 1,77 98,23

8,00 2,67 97,33 3,82 96,18 5,38 94,62

8,50 7,97 92,03 11,16 88,84 15,25 84,75

9,00 21,50 78,50 28,43 71,57 36,57 63,73

9,50 46,41 53,59 55,68 44,32 64,28 35,72

33


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Metropolitano de Gramacho (RJ) com caractersticas iniciais de 2.036 mg/L de

nitrognio amoniacal, DQO de 3.551 mg/L, ST igual a 11650 mg/L e pH igual a 7,8. Omonitoramento levou em considerao pH da amostra igual a 7,8 e 11,0; temperaturas

de 25C e 65C e TDH igual a 7 horas. Os resultados mostraram uma melhor eficincia

de remoo de NA com pH normal (7,8) e temperatura de 65C, obtendo 96% (83mg/L)

de remoo, com reduo de 70% da alcalinidade total. Para temperatura ambiente

(25C), a remoo de NA para pH normal (7,8) foi de 7,6% (TDH igual a 3 horas) e

para pH 11 de 27,6%. Os autores ainda concluram que a remoo da alcalinidade um

fator importante durante o arraste da amnia, sendo que a velocidade do stripping do

CO2 maior do que a velocidade do stripping da amnia. Foi observado tambm que,

nos ensaios com pH normal houve um incremento deste parmetro de 7,8 para 9,15. No

experimento com insero de alcalinizante no LAS, o pH se manteve praticamente

constante, variando de 10,8 at 10,9.

No estudo de LEITE et al. (2006), foi avaliado um sistema experimental

constitudo por 3 torres empacotadas com capacidade unitria de 8 litros, recheio com

brita n. 4 e espao vazio de 45%. Em cada torre foi instalado dispositivo para

alimentao e distribuio de ar na base da torre A injeo de ar foi realizada com

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remoo de nitrognio amoniacal para os lixiviados com baixo pH (apenas 14% de

remoo de NA com pH = 8,5 em comparao a 50% de remoo de NA com pH = 12,porm com alto consumo de NaOH); b) influncia importante no aumento da vazo de

ar; c) influncia significante no aumento da temperatura (remoo de NA = 68% para

temperatura igual a 50C e pH = 10,5 em comparao com a remoo de NA = 25%

para temperatura igual a 20C e pH = 10,5).

O sistema de tratamento de lixiviados de dois Aterros Sanitrios municipais da

Finlndia utilizando o processo de air stripping foi objeto de estudo de MARTTINEN

et al. (2002). Os autores utilizaram uma coluna de PVC de 1,1 litros com meio de

suporte de plstico. Foram variados os parmetros pH (sem controle e com controle de

pH, sendo testado o pH = 11), temperaturas de 6, 10 e 20C e vazo de ar de 2 e 10 L/h.

Os resultados mostraram que em 24 horas de teste a maior remoo de amnia foi de

89% com vazo de ar igual a 10 L/h, pH igual a 11 e temperatura de 20C (NA inicial

de 150mg/L). Percebeu-se que para as mesmas caractersticas anteriores, porm com

temperatura igual a 10C, a remoo foi de 74%, sendo que a remoo caiu para 64%

com temperatura de 6C. A anlise mostra ainda que a remoo significativa de NA com

pH 11 em relao as amostras com pHs inferiores deve se ao fato de que a proporo

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tempo 17 horas, o pH inicial decresceu devido a recarbonatao da cal no lixiviado pela

absoro do CO2 proveniente do ar ambiente. J os ensaios com free stripping

mostraram uma remoo de 95% para TDH de 24 horas para dosagem de cal igual a

8000 mg/L (lixiviado com pH = 12), sendo a maior remoo alcanada. Como

concluso do trabalho, os melhores resultados foram obtidos com simples agitao

mecnica, sendo considerada a opo mais vivel em termos custo-benefcio para

tratamento de LAS novos.

Resultado similar tambm foi descrito nos ensaios realizados por CHEUNG et

al. (1997). Os autores estudaram dois tipos de lixiviados provenientes de dois Aterros

Sanitrios j fechados de Hong Kong (Gin Drinkers' Bay Landfill - GDB e Junk Bay

Landfill JB), sendo que a concentrao inicial de NA do Aterro JB era de 705 mg/L e

do GDB igual a 556 mg/L. O projeto consistiu em simular tanques em laboratrio para:

evoluir a tratabilidade de LAS com uso de stripping da amnia; comparar a

performance entre stripping livre (tratamento com cal) x stripping (aerao forada)

e investigar o efeito da taxa de vazo de ar na remoo de amnia por sistema de ar

stripping. Para isto foram adicionados 10.000 mg/L de cal no LAS dos dois aterros, o

que elevou o pH para 11 (Aterro JB) e 12 (Aterro GDB) Aps 24 horas de TDH a

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de amnia do efluente utilizando os processos de coagulao e floculao seguido pelos

processos de ozonao e stripping. O pH do LAS, com concentrao inicial de NA

igual a 800 mg/L, foi ajustado para 11 utilizando hidrxido de sdio e o efluente foi

submetido a aerao utilizando difusor de ar. Aps 48 horas de experimento a remoo

de amnia por stripping foi de 80%, sendo que passadas 96 horas de monitoramento o

resultado foi uma remoo de 99,5%. Os autores concluram que, mesmo com o TDH

muito extenso, o processo de stripping foi muito efetivo na remoo de amnia e

tambm reduziu a toxicidade do efluente.

CALLI et al. (2005) pesquisou alternativas para tratamento do lixiviado do

Aterro Sanitrio de Komurcuoda (KL) em Instanbul, com concentrao de nitrognio

amoniacal variando de 1380 mg/L a 3260 mg/L. Um dos processos para remoo de

nitrognio amoniacal testados foi a tcnica de stripping. Utilizou-se um difusor de ar

para aerao, hidrxido de sdio 10N para elevao do pH para 11 e as temperaturas de

operao foram de 15C e 20C. Os resultados mostraram maior remoo de nitrognio

amoniacal para a temperatura de 20C, totalizando 94% para um TDH de 12 horas,

porm segundo os autores, esta remoo no foi suficiente para o atendimento dos

padres de emisso

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Tabela 3: Sntese dos resultados de remoo de nitrognio amoniacal de LAS

obtidos por pesquisadores da rea (continuao)

Autores Experimento

/ LAS

Variao

de pH

Aerao Temperatura TDH Remoo

de NA

Observao

MARTTINEN

et al. (2002)

Em

laboratrio /

LAS

Finalndia

pH natural

e igual a

11,0

2 e 10 L/h 6, 10 e 20C Varivel

89% com

pH=11;

Q=10L/h e

T=20C

Houve remoes

bem inferiores

para temperatura e

pH abaixo de

20C e 11,

respectivamente.

OZTURK et

al. (2003)

Em

laboratrio /

Bcker de 1L

10, 11 e 12

Com

aerao e

livre

stripping

No variou Varivel

95% com

pH=12 e

livre

stripping

Somente agitao

(livre stripping)

melhor opo

custo-benefcio

SILVA et al.

(2004)

LAS

Gramacho

pH natural

e 11,0

Com

aeraoNo variou Varivel

99,5% com

pH=11 e

TDH=96h

Com pH mais

extenso, processo

de stripping foi

efetivo.

Remoo no foi

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3.4.4 Tratamento Biolgico de Lixiviados utilizando Lagoa de Estabilizao

com Chicanas

Dentre os tratamentos biolgicos de lixiviados podem ser citadas as lagoas

aeradas mecanicamente e as de estabilizao. Segundo ZANOTELLI (2002), as lagoas

de estabilizao um processo simples e com baixo custo operacional, sendo projetadas

para promover um controle ambiental atravs do tratamento dos despejos.

Em termos de histrico, KELLNER & PIRES (1998) citam registros de uma

lagoa de estabilizao construda em 1901 em San Antonio, Texas nos Estados Unidos.

Em 1924, outros indcios indicam outra lagoa construda em Santa Rosa na Califrnia

em 1924.

A implantao de lagoas de estabilizao no Brasil ocorreu em meados de 1960

com a construo de uma lagoa em So Jos dos Campos em So Paulo, sendo

atualmente uma prtica muito utilizada e estudada no pas (KELLNER & PIRES, 1998

e FERNANDES et al., 2006). De acordo com FERNANDES et al. (2006), a utilizao

d t ti d t t t i t d id di ibilid d d


59/170

40


60/170

reator, ou seja, inversamente proporcional ao escoamento tipo pisto. As vantagens

operacionais do emprego da mistura completa so: amortecimento de choques de carga,

de vazo, do ingresso de materiais txicos, etc; tornando o processo biolgico mais

seguro e estvel. Na prtica nenhuma lagoa apresenta este comportamento ideal j que

difcil haver uma mistura homognea no afluente.

c) Escoamento de mistura intermediria: aquele que est entre os casos

ideais extremos, onde cada partcula do escoamento permanece um tempo distinto no

reator.

SILVA et al.(2001) comparou a remoo de coliforme fecais, DBO, DQO e SS

em lagoas de estabilizao facultativas providas de chicanas, dispostas em vrias

configuraes, e lagoas sem chicanas. Os resultados mostraram que no houveram

resultados significativos comparando lagoas com e sem chicanas. O desempenho

inferior foi atribudo ao auto-sombreamento das lagoas provocado pelas chicanas, j que

o desempenho das lagoas facultativas est relacionado simbiose algas-bactria que por

sua vez e dependente da incidncia e penetrao de luz solar na lagoa. Alm disso, os

autores atriburam os resultados a elevada profundidade (2,30 metros) e conseqente

baixa razo largura/profundidade (3 10) e ao elevado TDH (15 dias) sendo sugerido


61/170

42


62/170

uma agitao lenta objetivando que estes flocos alcancem tamanhos e massa especfica

suficiente para passarem ao prximo processo que pode ser decantao ou flotao.

Finalmente, os ltimos processos so os de desinfeco, fluorao, correo de pH e

filtrao (BERNARDO & DANTAS, 2005).

Segundo os mesmos autores, as unidades de floculao so classificadas em

hidrulicas e mecanizadas. Dentre as hidrulicas pode-se citar as de chicanas horizontais

e verticais, tipo Alabama, escoamento helicoidal e o de meio granular fixo ou

expandido. Os sistemas mecanizados podem ter equipamentos com eixo vertical ou

horizontal e podem possuir rotores de paletas giratrias ou perpendiculares ao eixo, ou

rotores constitudo de turbinas com ps ou hlices.

As desvantagens da utilizao de unidades hidrulicas devem-se ao fato de

possurem pouca flexibilidade em relao a vazo, impossibilidade de ajustar gradiente

de velocidade e perda de carga alta. Dentre as vantagens citam-se: menor custo de

implantao, operao e manuteno e no exige pessoal qualificado para operao e

manuteno (BERNARDO & DANTAS, 2005).

Os autores ainda observam que os sistemas com chicanas horizontais para

tratamento de gua geralmente possuem pequena profundidade com conseqente maior

43


63/170

a passagem da fase lquida (amnio) para a gasosa (amnia), reduzindo,

conseqentemente, as concentraes de nitrognio amoniacal do efluente.

3.5 PADRES DE EMISSO DE EFLUENTES SEGUNDO LEGISLAO

NACIONAL

No Brasil, para lanamento de efluentes em corpos dgua, segundo SILVA &

RIBEIRO (2006), deve-se atender a Lei n 9.433/97 a qual aborda a Poltica Nacional

de Recursos Hdricos. Esta menciona cinco instrumentos de gesto de recursos hdricos:

planos de recursos hdricos, outorga dos direitos de uso da gua, sistema de informaes

sobre recursos hdricos, enquadramento dos corpos dgua e cobrana pelo uso da gua.

Nestes termos, o instrumento referente ao enquadramento dos corpos hdricos

normatizado pela Resoluo do CONAMA n 020/86, alterada pela Resoluo

CONAMA n 357/05. Para esta Resoluo nacional, o padro para lanamento de

efluentes em corpos hdricos para o parmetro nitrognio amoniacal total de 20 mg/L

44


64/170

mg/L; entre as vazes de 1000 10000 m/dia - concentrao de 15 mg/L e acima de

10000 m/dia - concentrao de 10 mg/L. Em relao ao parmetro nitrato, segundo

IAMAMOTO (2006), a maioria dos pases do mundo, inclusive o Brasil, utilizam como

limite mximo para lanamento em recurso hdrico a concentrao de 10 mgN-NO -3/L,

j que este limite est relacionado com a incidncia da doena metemoglobinemia

infantil.

Aps tratamento, alm de emisso em recurso hdrico, outra possibilidade de

descarte de efluentes como lixiviado, a aplicao em solos. Esta aplicao pode ser

considerada, conforme trabalho de CORAUCCI FILHO et al.(1999), como um possvel

sistema de tratamento, para os efluentes domsticos e industriais, ou como mtodo

apropriado de disposio final, de forma a recuperar aqferos. KELLNER & PIRES

(1998) reforam esta segunda opo, j que, segundo eles um dos grandes problemas da

humanidade do prximo milnio a escassez de gua para abastecimento.

Neste tipo de descarte, o solo se comporta como um meio filtrante, sendo que

com a infiltrao do efluente, ocorrem as aes de adsoro e as atividades dos

microrganismos, os quais utilizam a matria orgnica contida nos dejetos como

alimento convertendo a em matria mineralizada (nutrientes) que fica disposio da


65/170

46


66/170

4 MATERIAIS E MTODOS

Este captulo aborda a metodologia utilizada para o desenvolvimento deste

estudo. Realizou-se o tratamento do lixiviado proveniente do Aterro Sanitrio de So

Leopoldo em um reator de chicanas.

Neste captulo, optou-se por inserir os resultados dos ensaios com teste de jarros

(item 4.2.2) e do ensaio preliminar (4.2.3), j que a programao e variveis aplicadas

aos ensaios de batelada no RC foram obtidas a partir destes primeiros estudos.

A Figura 1 a seguir ilustra as etapas metodolgicas do trabalho.

47


67/170

Aterro Sanitrio deSo Leopoldo

Aterro Controladode So Leopoldo

Lagoa Anaerbia(Vtil = 459m)

Lagoa Anaerbia(Vtil = 459m)

Lagoa Facultativa(Vtil = 779m)

Lagoa Maturao(Vtil = 500m)




Lagoa Maturao(Vtil = 500m)

ORIGEM DO LIXIVIADO

Anlises Fsico-Qumicas:

- pH;- Acidez e Alcalinidade;- Fsforo;- Nitrognio Amoniacal;- Nitrognio Orgnico;- DQO;- DBO;- Srie de Slidos

Ensaios Bancada:Teste de Jarros

E i 1Anlises Fsico-Qumicas

ENSAIOS FSICOS: REMOO DE NITROGNIOPOR "STRIPPING" DA AMNIA

Anlises Fsico-Qumicas:

- pH;- Acidez e Alcalinidade;- Fsforo;- Nitrognio Amoniacal;- Nitrognio Orgnico;- DQO;- DBO;- Srie de Slidos

E i 2 E i 3 E i 4

TE (Vtil = 95m)

Qlix = 18 L/dia

48


68/170

4.1 ORIGEM DO LIXIVIADO

Esta dissertao est vinculada ao projeto de pesquisa TRATAMENTO DE

LIXIVIADO DE RSU: FILTRO ANAERBIO, REATOR DE CHICANAS E

BANHADOS CONSTRUDOS, financiado pela FINEP e CNPq dentro do PROSAB

(Programa de Pesquisa em Saneamento Bsico). Utiliza a rea do Laboratrio de

Microbiologia de Resduos denominada Anexo II - LMR localizada na Estao de

Tratamento de Esgotos da Universidade do Vale do Rio dos Sinos Unisinos aonde foi

construda a unidade piloto de tratamento de lixiviados objeto deste estudo.

O lixiviado tratado no sistema proposto foi proveniente da Estao de

Tratamento de Lixiviados dos Aterros Sanitrio e Controlado de So Leopoldo (ETLix),

gerenciada pela empresa SL Ambiental. O Aterro atual recebe todos os Resduos

Slidos Urbanos (RSU) gerados no municpio.

Os RSU gerados e coletados no municpio de So Leopoldo so levados para

uma Central de Triagem onde realizada a separao dos resduos reciclveis. A

eficincia da triagem de aproximadamente 10% Aps este processo os resduos que

49


69/170

Os resduos dispostos nos Aterros Sanitrios e Controlados de So Leopoldo (Figura 2)

geram, consequentemente, o lixiviado utilizado por esta pesquisa. Atualmente, o

tratamento realizado com este LAS corresponde a um tanque de equalizao (altura =

3,8m e volume til = 95 m3); 2 lagoas anaerbias, sendo uma de reserva (altura = 3,0m

e volume til de cada lagoa = 459 m3); 4 lagoas facultativas (cada uma com: altura =

2,3m e volume til = 779 m3); 2 lagoas de maturao (cada uma com: altura = 1,4m e

volume til = 500 m3), sendo o Tempo de Deteno Hidrulico (TDH) total mdio de

90 dias. Todo o sistema de tratamento ocupa uma rea de, aproximadamente, 7.900 m

(Figura 2).

A ETLix monitorada semestralmente pela empresa SL Ambiental, freqncia

exigida pela Licena de Operao obtida junto a FEPAM (LO n 9430/2006-DL). So

analisados os seguintes parmetros: Oxignio Dissolvido (OD), pH, Demanda

Bioqumica de Oxignio (DBO), Demanda Qumica de Oxignio (DQO), coliforme

totais e termotolerantes, nitrognio total (NT), fsforo total, slidos sedimentveis (SS)

e slidos suspensos (SST), na entrada (Tanque de Equalizao) e sada (sada da ltima

lagoa).

50


70/170

As caractersticas do lixiviado amostrados no TE proveniente da Estao de

Tratamento de Lixiviado (ETLix) do Aterro Sanitrio de So Leopoldo, so

apresentadas na Tabela 4.

Tabela 4:Caractersticas do lixiviado na entrada da ETLix Tanque de Equalizao

DBO DQO Fsforo

TotalNT SST SS Col. Termot. Col. Totais

Perodo pH(mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mL/L)

(NMP/100mL)

(NMP/100mL)

mar/07 7,9 1.670 6.176 24,00 274 870 4,0 1,1E+04 2,4E+05

jun/07 7,4 1.663 4.184 32,70 781 1.200 17,0 1,0E+03 8,0E+05

set/07 7,1 2.495 6.534 10,80 418 695 6,0 4,0E+04 4,8E+04

dez/07 7,8 1.201 3.200 38,40 365 108 1,0 8,0E+04 1,1E+05

mar/08 8,5 2.495 7.056 18,40 596 279 0,5 1,0E+05 2,0E+05jun/08 7,7 2.402 6.860 10,70 853 332 3,0 6,8E+05 1,3E+06

set/08 8,0 1.571 4.606 13,60 1.152 393 3,0 6,8E+05 1,4E+06

dez/08 7,9 1.672 4.785 10,90 817 263 0,5 8,0E+04 2,6E+05

Fonte: SL AMBIENTAL, 2008 e 2009.

51


71/170

Tabela 5:Parmetros e Mtodo de anlises realizados nas amostras da ETLix

Parmetros Analisados Mtodo de Anlise

pH Potenciomtrico

Acidez e Alcalinidade Titulomtrico

Fsforo Mtodo do Cloreto estanoso

Nitrognio Amoniacal Nitrognio Amoniacal: mtodo Titulomtrico

Nitrognio Orgnico Nitrognio orgnico: mtodo Macro Kjedahl

Nitritos Mtodo cido Fenoldissulfnico

Nitratos Mtodo cido Saliclico

DQO Refluxo fechado, mtodo colorimtrico

DBO Mtodo: Processo de Winkler, Modificao da Azida de Sdio

Srie de Slidos Gravimtrico

OBS: Todos os parmetros foram analisados em duplicata. Referncia Bibliogrfica: APHA, 1995 Referncia Bibliogrfica: APHA, 1995 Modificao: Manual ISO 15705 MERCK.

4.2 CONSIDERAES CONSTRUTIVAS E DE OPERAO

52


72/170

Figura 4: Reator de Chicanas

53


73/170

4.3 ENSAIOS DE BANCADA TESTE DE JARROS

De modo a verificar alguns parmetros hidrulicos e qumicos para efetivar os

ensaios de remoo de carga nitrogenada no Reator de Chicanas, foram realizados

ensaios de bancada utilizando um Equipamento de Jarros (Figura 6). O volume de

lixiviados em cada jarro foi de 1,5 litros e a velocidade de giro das ps foi de 160 rpm

(agitao). Nos ensaios JT1 e JT2 realizou-se a aerao da amostra. A Tabela 6

apresenta as caractersticas de cada ensaio realizado.

54


74/170

eficincia de remoo de amnia por arraste, sendo que a aerao com difuso de ar no

lixiviado tambm contribui para a eficincia, porm no de maneira to significativa.

Notou-se tambm que a agitao (promovida pelas ps do equipamento) utilizada no

ensaio de jarros no corresponde aquela utilizada no reator de chicanas, porm os

resultados serviram para as extrapolaes e aplicaes necessrias no RC.

Para o ensaio JT 1, observado na Figura 7, percebe-se que o aumento do pH para

10 propiciou uma remoo de amnia de 15% com um tempo de ensaio de 4 horas.

Outra anlise importante refere-se a comparao entre o lixiviado com pH original (pH=

8,6) sem aerao e com aerao, aonde foi verificado uma remoo maior no segundo

caso (com difuso de ar), da ordem de 9%.

300

310

320

330

340

350360

Nitrog

n

ioAmon

iaca

l

(mg

/L)

55


75/170

0

100

200

300

400

500

600

700

0 4 8 12 24

Tempo de Ensaio (horas)

N

itrognioAmoniacal(mg/L

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

%R

emooNA

JT2 Lix JT2 pH 10,0 JT2 pH 10,5 JT2 pH 11,0

JT2 pH 11,5 JT2 pH 12,0 % Remoo Lix % Remoo pH 10,0

% Remoo pH 10,5 % Remoo pH 11,0 % Remoo pH 11,5 % Remoo pH 12,0

Figura 8: Ensaio de Jarros JT 2

250

300

350

400

moniacal

) 60

70

80

90

100

oNA

56


76/170

ensaio dos jarros utilizou-se 20 g deste produto para um volume de lixiviado de 1 litro.

Estudo similar foi realizado por BERTANZA et al. (1998), quando verificaram que a

remoo de nitrognio amoniacal para pH igual a 12 foi superior em relao ao pH 8,5;

porm houve um consumo significativo de NaOH.

Verificou-se, para o caso do RC estudado (volume til de 4 m), a inviabilidade

do tratamento em escala piloto utilizando produto qumico, devido a grande gerao de

lodo e aos custos envolvidos com a elevada quantidade exigida de reagente.

Assim, o ensaio JT4 foi realizado com pH original do lixiviado, sem uso de

produtos qumicos, porm comparando a remoo de amnia com e sem aerao da

amostra. A Figura 10 mostra que a remoo do nitrognio amoniacal foi semelhante

tanto para o ensaio utilizando aerao quanto para aquele sem aerao.

80

100

120

140

160

moniacal(mg/L)

60

80

100

120

ooNA

57


77/170

elevado resultou em melhores remoes, concordando com os ensaios preliminares da

Unisinos.

A anlise final dos ensaios com Teste de Jarros (JT1, JT2, JT3 e JT4), aliada as

concluses obtidas pelos trabalhos de BERTANZA et al. (1998), OZTURK et al.

(2003) e CHEUNG et al.(1997), mostrou que a opo custo-benefcio mais vivel para

o tratamento de LAS no RC, seria o tratamento do lixiviado com pH original mdio de

8,2 (faixa de 7,7 a 8,6), sem utilizao de produto qumico; e simples agitao

mecnica, sem aerao.

4.4 ENSAIOS PRELIMINARES - RC

De modo a fazer os testes necessrios e ajustes dos equipamentos, com base nos

resultados dos ensaios do Teste de Jarros e para definio da operao, dos parmetros e

das variveis dos ensaios de batelada do RC, inicialmente foram realizados 9 ensaios,

sendo que destes 6 ensaios foram considerados preliminares e 3 j foram considerados

58


78/170

com coleta apenas para o tempo igual a 0. Alm dessas, determinou-se o pH para o

ensaio RCf e a anlise de alcalinidade para os ensaios RCa e RCf.

Com vazo de recirculao igual a 1,7 m/h e concentrao inicial de nitrognio

amoniacal de 198,4 mg/L, para o ensaio RCa, foi obtido uma remoo de 6% de NA

para um TDH de 5 horas.

Um aumento do TDH de 2 horas, no ensaio RCb, mantendo as mesmas variveis

do ensaio anterior (vazo de recirculao de 1,7m/h e NA inicial igual a 161,0 mg/L),

promoveu-se um aumento na remoo de NA (11%).

Porm, no ensaio RCc, com vazo igual a 1,7 m/h; 281,4 mg/L e TDH igual a

13 horas, a remoo de NA foi de apenas 6%. Percebeu-se ainda no RCc que, aps a

realizao dos ensaios ocorreu um processo de sedimentao no RC ao longo do tempo

devido ao lixiviado ficar depositado no RC entre um ensaio de batelada e outro. Com o

incio do ensaio (incio da operao da bomba de recirculao) ocorreu, o revolvimento

dos slidos no fundo do reator, verificado pelo aumento nos valores de nitrognio

amoniacal (NA) nas primeiras horas dos ensaios. Esta possvel influncia, a qual

poderia explicar a pequena remoo de 6% de NA no RCc, no foi confirmada, j que

neste ensaio ao realizar a filtragem da amostra (filtro de papel de 0 47 m) antes do

59


79/170

o TDH igual a 64 horas, a remoo de NA foi de 23%, ou seja, a melhor remoo entre

todos os ensaios realizados.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 12 24 36 48 60 64

Tempo de Ensaio (horas)

NitrognioAmoniacal

mg/L)

0

5

10

15

20

25

%R

emooNA

NA Bruto NA Filtrado % remoo NA Bruto % NA Filtrado

Figura 11: Ensaio do RCf


80/170

61


81/170

4.4.2 Operao do Reator de Chicanas

A partir dos testes realizados verificou-se a necessidade dos ensaios no reator de

chicanas serem realizados em batelada. De modo a garantir a entrada de lixiviado,

passagem pelas 22 chicanas e sada em perodo constante, foi utilizada uma bomba, a

qual realizou esta recirculao. A seqncia do experimento foi montada da seguinte

maneira:

- Na sada do RC, existe um registro de 40 mm, acoplador para mangueira e

uma mangueira de 40mm que transporta o lixiviado at a bomba;

- A bomba de recirculao utilizada, uma bomba rotativa de deslocamento

positivo. Possui uma entrada e uma sada para mangueira de 40mm com

inversor de fluxo;

- A entrada de lixiviado do RC foi realizada por mangueira de 40mm e por

tubulao de 40mm com curva 90, acoplada bomba;

- Dentro do RC, o lixiviado passa por todas as chicanas at chegar ao ponto de

d

62


82/170

63


83/170

volatilizao); 1,7 m/h e 3,5 m/h (com uso de bomba processo stripping),

conforme Tabela 7. Para estes ensaios, o volume de lixiviado a ser tratado variou em

uma faixa de 3 a 4 m.

Os ensaios foram realizados considerando um tempo de deteno hidrulica

(TDH) de 12 dias, conforme definido nos ensaios preliminares, no sendo utilizado

nenhum tipo de produto qumico e sem aerao, somente com a agitao promovida

pela passagem do lixiviado por entre as chicanas, sendo portanto, um processo fsico de

tratamento.

Tabela 7:Dados das especificaes dos ensaios realizados no RC

Testes Parmetros - Variveis Ensaios

Faixa de concentrao inicial de NA < 600 mg/LTeste 1

Vazo da Bomba = 1,7 m/h

RC1, RC4, RC13

Faixa de concentrao inicial de NA < 600 mg/LTeste 2

Vazo da Bomba = 3,5 m/hRC10, RC11, RC14

Faixa de concentrao inicial de NA > 600 mg/LTeste 3

Vazo da Bomba = 1,7 m/h

RC2, RC3, RC7 e

RC8

Faixa de concentrao inicial de NA > 600 mg/L

64

T b l 8 M i d E i B l d RC


84/170

Tabela 8: Monitoramento do Ensaio em Batelada - RC

Parmetro Mtodo de Anlise Freqncia

pH Potenciomtrico Dirio

Nitrognio Amoniacal Mtodo Titulomtrico Dirio

Nitritos Mtodo cido Fenoldissulfnico Incio e final do

ensaio

Nitratos Mtodo cido Saliclico Incio e final do

ensaio

Alcalinidade Mtodo Titulomtrico A cada dois dias

Srie de Slidos Gravimtrico Incio e final do

ensaio

DQO Refluxo fechado, mtodo colorimtrico Incio e final do

ensaio

Temperatura do lixiviado e

do ambiente

Termmetro Dirio

Precipitao - Dirio4

Para os ensaios RC1 e RC2 no foram monitorados a alcalinidade e a temperatura. Referncia Bibliogrfica: APHA, 1995 Referncia Bibliogrfica: APHA, 1995 Modificao: Manual ISO 15705 MERCK.4Fonte: DEFESA CIVIL, 2008.

65

L l t d t f i li d di d H d li i i d


85/170

Logo aps a coleta da amostra foi realizada a medio do pH do lixiviado

utilizando o pHmetro porttil, alm da temperatura do ambiente e do lixiviado com uso

de termmetro. A amostra para as anlises de nitrognio amoniacal e DQO foram

preservadas com cido Sulfrico p.a. at pH menor que 2,0 e armazenada em geladeira

com temperatura inferior a 18C. A amostra para anlises de alcalinidade e slidos eram

armazenadas na geladeira pelo prazo mximo de 24 horas sem preservao nenhuma.

As etapas da operao, ensaios e amostragens no RC esto a seguir descritas:

Etapa 1 -Enchimento do RC;

Etapa 2 -Conexo das mangueiras;

Etapa 3 - Ligar a bomba;

Etapa 4 Operao do RC e Amostragens:

- Primeira amostragem (t=0) realizada aps uma hora de incio de

funcionamento da bomba (homogeneizao do lixiviado);

- Quando do incio do ensaio RC e a necessidade de coleta de lixiviado na

Estao de Tratamento de Lixiviados do Aterro de So Leopoldo:

caracterizao completa do lixiviado analisando pH, DQO, DBO, Nitrognio

Total Nitrognio Orgnico Nitrognio Amoniacal Nitrito Nitrato pH

66


86/170

4.5.2 Tratamento Estatstico - RC

A heterogeneidade dos resduos slidos urbanos gera, em sua degradao nos

Aterros Sanitrios, lixiviados que quando amostrados e caracterizados indicam largas

faixas de valores. Assim, estudos como esse que se prope a trabalhar com LAS gerados

em Aterros em operao e durante perodos prolongados, se por um lado aproxima os

resultados da prtica e das condies reais, por outro lado, quando da avaliao dos

resultados obtidos verifica-se algumas dificuldades na anlise estatstica dos dados.

Para esta dissertao, a partir dos resultados obtidos de remoo de nitrognio

amoniacal do lixiviado do Aterro de So Leopoldo utilizando reator de chicanas, foram

realizadas 5 anlises estatsticas as quais promoveram um melhor entendimento, anlise

e discusso dos dados levantados. A seguir as consideraes para esta etapa da pesquisa:

- Variabilidade dos Dados: a anlise inicial dos dados sempre correspondeu a

obteno da mdia e desvio padro, alm do coeficiente de variao (CV).

F i bj ti d t i t lt d di btid

67


87/170

Tabela 9: Dados de precipitao do municpio de So Leopoldo.

Ano MsMdia Diria Precipitao

(mm)

Soma Mensal Precipitao

(mm)

Janeiro 2,2 52,0

Fevereiro 6,7 153,0

Maro 2,5 68,30

Abril 2,0 54,00

Maio 5,5 137,0

Junho 4,2 107,8

Julho 7,1 170,0

Agosto 5,1 143,5

Setembro 7,6 190,0

Outubro 2,8 81,0

Novembro 6,0 155,5

2007

Dezembro 3,9 84,8

Janeiro 2,8 79,0

Fevereiro 2,0 53,0

Maro 3,1 71,0

68

medidas em campo (ensaio do RC) e baseadas no trabalho de EMERSON et


88/170

medidas em campo (ensaio do RC) e baseadas no trabalho de EMERSON et

al. (1975) e VON SPERLING (2007) apresentadas na Tabela 2 do item 3.4.3

desta dissertao. Assim, dividiu-se faixas com temperaturas abaixo de 20C

(faixa 1); maior igual a 20C e menor igual a 25C (faixa 2); superior a 25C

(faixa 3).

A Tabela 10 apresenta os resultados obtidos nos ensaios do RC em relao as

variveis precipitao e temperatura, os quais foram utilizados para definio das faixas.

Tabela 10: Definio das faixas de temperatura e precipitao para anlise

estatstica

Ensaio Temperatura Mdia do Ensaio (C) Precipitao Total do Ensaio (mm)

RC1 24,0 (faixa 2) 30,0 (faixa 1)

RC4 25,0 (faixa 2) 0,0 (faixa 1)RC13 20,3 (faixa 2) 113,5 (faixa 2)

RC10 19,0 (faixa 1) 111,0 (faixa 2)

RC11 18,1 (faixa 1) 81,0 (faixa 2)

RC 14 22,1 (faixa 2) 36,0 (faixa 1)

RC2 30,7 (faixa 3) 27,0 (faixa 1)

69

dos resultados de remoo de NA obtidos desvio padro e coeficiente de


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dos resultados de remoo de NA obtidos, desvio padro e coeficiente de

variao. O objetivo era a verificao de que, em um mesmo teste, j que as

caractersticas eram as mesmas; o coeficiente de variao fosse baixo, no

mnimo inferior a 20%, significando a reprodutividade dos ensaios RC em

cada teste;

- Estatstica 2: considerando a temperatura ambiente como um parmetro que

influencia nos processos de tratamento (conforme diversos autores descritos

no captulo de reviso bibliogrfica), a hiptese da estatstica 2 foi: Os

ensaios em um mesmo teste foram similares, ao considerar as faixas de

temperatura 1, 2 e 3?. A partir disso fez-se duas avaliaes: 1) de forma a

verificar a similaridade entre os resultados do mesmo teste e mesma faixa de

temperatura ambiente, calculou-se a mdia dos resultados de remoo de

NA, desvio padro e coeficiente de variao para cada teste realizado em

cada faixa de temperatura considerada; 2) utilizando o software SPSS 1.5

para Windows, realizou-se o teste ANOVA com nvel de confiana igual a

95%, de forma a verificar a significncia, para o mesmo teste, do parmetro

temperatura ambiente ou seja: Ser que temperatura mais alta influencia na

70

- Estatstica 4: considerando a temperatura ambiente como o parmetro


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Estatstica 4: considerando a temperatura ambiente como o parmetro

reconhecido na interferncia de remoo de NA por stripping, realizou-se

uma anlise estatstica de forma a verificar a influncia dos parmetros

(vazo de recirculao de lixiviado - 0,0m/h; 1,7m/h; 3,5m/h;

concentrao inicial de NA - maior e menor que 600mg/L; precipitao -

faixas superior e inferior a 51mm) na remoo de NA para as faixas de

temperatura anteriormente definidas (faixas 1, 2 e 3). Para esta avaliao

foram considerados todos os dados independente das caractersticas de cada

teste. Foi realizado o teste ANOVA utilizando o software SPSS 1.5 para

Windows, considerando nvel de confiana igual a 95%. Os dados inseridos

na anlise foram obtidos considerando CV = 20%;

- Estatstica 5: esta anlise objetivou a verificao da influncia, independente

da caracterstica de cada teste, das variveis: vazo de recirculao delixiviado (0,0m/h; 1,7m/h; 3,5m/h), concentrao inicial de NA (maior e

menor que 600mg/L), temperatura ambiente (faixas 1, 2 e 3) e precipitao

(faixas superior e inferior a 51mm); frente aos parmetros fsico-qumicos

DQO Alcalinidade Slidos Totais (todos monitorados nos ensaios de RC

71

V i i


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Teste (1 a 5)

Estatstica 1:Similaridade dos resultados de remoo de NAem um mesmo teste.

Clculo da mdia, desvio padro e coeficiente de variao paraos resultados obtidos no mesmo teste.

Estatstica 2:Similaridade dos resultados de remoo de NA em ummesmo teste, considerando a varivel temperatura ambiente.

Variveis:NAi (600mg/L)

Vazo de Recirculao (0,0m/h; 1,7m/h; 3,5m/h)

Clculo da Mdia, Desvio Padroe Coeficiente de Variaoparaos resultados obtidos no mesmo

teste, dividindo os ensaiosrealizados pelas faixas de

temperatura (1, 2 e 3)

Teste ANOVAutilizando o softwareSPSS 1.5 para Windows realizado

por Teste, dividindo os ensaiosrealizados pelas faixas de

temperatura (1, 2 e 3)

Estatstica 3:Influncia da Temperatura, Precipitao, NA inicial, Vazo de Recirculao na Remoo de NA, considerando todo os ensaiosindependente da caracterstica dos testes.

Teste ANOVA utilizando o softwareSPSS 1.5 para Windows realizadopara todos os ensaios,considerandovazo de

recirculao 0,0m/h; 1,7m/h e3,5m/h

Teste ANOVA utilizando o softwareSPSS 1.5 para Windows realizadopara todos os ensaios, dividindo osensaios realizados pelasfaixas deprecipitao (superior e inferior

a 51mm)

Teste ANOVA utilizando osoftware SPSS 1.5 para Windowsrealizado para todos os ensaios,dividindo os ensaios realizados

pelas faixas de temperatura (1, 2e 3)

Teste ANOVA utilizando o softwareSPSS 1.5 para Windows realizadopara todos os ensaios, dividindo osensaios realizados pelasfaixas deNA inicial (superior e inferior a

600mg/L)

tabela de propriedades chorume 01

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