UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS...
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UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS SINOS CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL AVALIAÇÃO DA REMOÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA CARBONÁCEA EM FILTROS ANAERÓBIOS TRATANDO LIXIVIADO DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS DISSERTAÇÃO DE MESTRADO ALDRIM VARGAS DE QUADROS SÃO LEOPOLDO 2009
Transcript of UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS...
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UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS SINOS
CINCIAS EXATAS E TECNOLGICAS
PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM ENGENHARIA CIVIL
AVALIAO DA REMOO DE MATRIA ORGNICA CARBONCEA EM
FILTROS ANAERBIOS TRATANDO LIXIVIADO DE
RESDUOS SLIDOS URBANOS
DISSERTAO DE MESTRADO
ALDRIM VARGAS DE QUADROS
SO LEOPOLDO
2009
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ALDRIM VARGAS DE QUADROS
AVALIAO DA REMOO DE MATRIA ORGNICA CARBONCEA EM
FILTROS ANAERBIOS TRATANDO LIXIVIADO DE
RESDUOS SLIDOS URBANOS
Dissertao submetida ao Programa de Ps-
Graduao em Engenharia Civil da
UNISINOS como requisito parcial para a
obteno do grau de Mestre em Engenharia
Civil
Orientadora: Prof Dr Luciana Paulo Gomes
Co-orientador: Prof. Dr. Luis Alcides Schiavo Miranda
Maro/2009
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Ficha catalogrfica
Catalogao na Fonte:
Bibliotecria Vanessa Borges Nunes - CRB 10/1556
Q1a Quadros, Aldrim Vargas de
Avaliao da remoo de matria orgnica carboncea em
filtros anaerbios tratando lixiviado de resduos slidos urbanos /
por Aldrim Vargas de Quadros. 2009.
143 f. : il. ; 30cm.
Dissertao (mestrado) Universidade do Vale do Rio dos
Sinos, Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil, 2009.
Orientao: Prof. Dr. Luciana Paulo Gomes, co-orientao:
Prof. Dr. Luis S. Alcides Miranda, Cincias Exatas..
1. Resduos - Gerenciamento. 2. Resduos slidos.
3. Lixiviados. 4. Filtros anaerbios. I. Ttulo.
CDU 628.544
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i
TERMO DE APROVAO
AVALIAO DA REMOO DE MATRIA ORGNICA
CARBONCEA EM FILTROS ANAERBIOS
TRATANDO LIXIVIADO DE RESDUOS SLIDOS
URBANOS
ALDRIM VARGAS DE QUADROS
Esta Dissertao de Mestrado foi julgada e aprovada pela banca examinadora no
Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil da UNISINOS como parte dos
requisitos necessrios para a obteno do grau de MESTRE EM ENGENHARIA
CIVIL.
Aprovado por:
___________________________ ________________________________
Profa. Dra. Luciana Paulo Gomes Prof. Dr. Luis Alcides Schiavo Miranda
Orientadora Co-orientador
BANCA EXAMINADORA
_________________________________
Prof. Dr. Cludio de Souza Kazmierczak Coordenador do PPGEC/UNISINOS
_______________________________________
Prof. Dr. Armando Borges de Castilhos Jnior
UFSC
_____________________________
Profa. Dr
a. Liste Celina Lange
UFMG
SO LEOPOLDO, RS BRASIL
Maro/2009
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ii
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
TECNOLGICO - CNPq
CAIXA ECONMICA FEDERAL
FINANCIADORA DE ESTUDOS E PROJETOS
FINEP
MINISTRIO DA CINCIA E TECNOLOGIA
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iii
-
iv
Dedicatria
A minha famlia: Vania, Hlio e Ronieri!!!
Pessoas que sempre acreditaram em meu potencial.
Verdadeiros smbolos da coragem, da vontade e superao.
Nesta caminhada passamos por muitos momentos marcantes.
Obrigado por todo o apoio!
Vocs sabem o quo importante essa conquista.
Obrigado Deus, por pertencer a essa famlia.
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v
Agradecimentos
Professora Dra. Luciana Paulo Gomes, pelo apoio, amizade, confiana e oportunidade
concedida durante todos estes anos de trabalho, de fazer parte do Laboratrio de
Microbiologia de Resduos em suas atividades de pesquisa.
Ao meu co-orientador Professor Luis Alcides Schiavo Miranda, por toda ajuda prestada,
para os mais diversos fins e circustncias.
Ao Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil desta Universidade PPGEC
pela oportunidade de enriquecer meus conhecimentos.
Ao corpo docente do mesmo, que despertou em mim um desejo ainda maior de realizar
pesquisas na rea.
Aos meus avs paternos e maternos, Jos Quadros (falecido) e Doralice Virgnia de
Quadros; Gabriel Hiplito de Vargas Neto (falecido) e Alvina de Pietro Vargas, pelo
incentivo, carinho e confiana depositados.
Bianca, pelo companheirismo, carinho, pela fora, pacincia e pelos incentivos em
todos os momentos.
Aos colegas e amigos Marcelo Caetano e Marcelo Peruzatto, pelo auxlio de forma
direta e indireta na confeco deste trabalho.
Aos colegas do Laboratrio de Microbiologia de Resduos e Geoqumica: Elisa, Marina,
Brbara, Cristiane, Laila, Fabiane, Roger, Fernanda, Jalir, Mrcia, Ismael pelo
companheirismo, dedicao, disposio e ajuda sempre prestada.
Aos amigos conquistados neste perodo, em especial da primeira turma do mestrado em
Engenharia Civil da UNISINOS: Jferson, Marcelo Grub, Marlia, Jos Ricardo,
Amanda, merson, Karina, Jos Ricardo, Rossana, que de forma direta ou indireta,
contriburam para o meu crescimento profissional.
Aos professores Armando Borges de Castilhos Jr. e Liste Celina Lange, por se
disporem a participar desta banca.
Ao CNPq, CAIXA e FINEP, financiadores do PROSAB que proporcionaram a
realizao de um sonho.
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vi
Lista de Tabelas
Tabela 1. Variaes na composio do lixiviado entre as fases: cida e
metanognica.....................................................................................................
23
Tabela 2. Padres de emisso que atendem a legislao .................................. 25
Tabela 3. Caractersticas associadas espessura do biofilme........................... 38
Tabela 4. Caractersticas do lixiviado na entrada da ETLix em 2008............... 51
Tabela 5. Caractersticas variadas durante o ensaio 3 nos filtros anaerbios.... 54
Tabela 6. Parmetros de monitoramento do biofilme. .................................... 56
Tabela 7. Acompanhamento experimental do Ensaio 3 .................................... 59
Tabela 8. Avaliao do afluente (TE) dos filtros biolgicos e da concentrao
do efluente de DQO no perodo de 0 a 237 dias................................................ 75
Tabela 9. Anlise de ANOVA, filtros R1 e R2, no perodo 0-237 dias e
filtros B1 e B2, sendo o parmetro analisado a DQO........................................
76
Tabela 10. Avaliao da concentrao de DQO efluente nos filtros biolgicos
do sistema de 0 a 120 dias................................................................................. 77
Tabela 11. Avaliao da concentrao de DQO efluente nos filtros biolgicos
do sistema de 120 a 237 dias..............................................................................
........................
78
Tabela 12. Avaliao da concentrao de DQO efluente nos filtros biolgicos
durante o perodo de 0 a 237 dias de monitoramento........................................
80
Tabela 13. Resumo da eficincia de remoo de matria orgnica no perodo
de 0 a 237...........................................................................................................
81
Tabela 14. Resumo dos resultados de pH e Eh para os quatro filtros entre 0 e
237 dias..............................................................................................................
87
Tabela 15. Srie de Slidos para o perodo de 0-237 dias de operao dos
filtros..................................................................................................................
88
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vii
Tabela 16. Avaliao da concentrao de DQO efluente nos filtros biolgicos
no perodo de 0 a 540 dias................................................................................. 90
Tabela 17. Resumo de eficincias ao longo dos 540 dias.................................
92
Tabela 18. Resultados de DQO para filtros de 237 a 540 dias..........................
94
Tabela 19. Anlise de ANOVA, fator nico, filtros R2 e B2, no perodo 237-
540 dias sendo o parmetro analisado a DQO...................................................
95
Tabela 20. Resumo dos resultados de pH e Eh.................................................. 96
Tabela 21. Resultados de ANOVA operando com fluxo ascendente e
descendente........................................................................................................ 98
Tabela 22. Apresenta os principais resultados para filtros de 237 a 540
dias.....................................................................................................................
99
Tabela 23. Resumo da eficincia para fluxo ascendente e descendente............ 100
Tabela 24. Srie de Slidos com fluxo descendente no perodo de 237 a 540
dias..................................................................................................................... 102
Tabela 25. Eficincias de remoo de matria orgnica em termos de
DQO...................................................................................................................
104
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viii
Lista de Figuras
Figura 1. Principais impactos ambientais resultantes da disposio de resduos em
aterro sanitrio............................................................................................................. 14
Figura 2. Formao do biofilme.................................................................................. 34
Figura 3. Fases de desenvolvimento do biofilme...................................................... 39
Figura 4. Resumo das etapas metodolgicas.............................................................. 48
Figura 5. Resduos slidos urbanos gerados e coletados em So Leopoldo RS...... 49
Figura 6. Resduos slidos urbanos destinados ao Aterro Sanitrio do municpio..... 50
Figura 7. Esquema do sistema de tratamento utilizado na pesquisa........................... 53
Figura 8. Fluxo de entrada de lixiviado e meios filtrantes usados.............................. 54
Figura 9. Misturador de superfcie no TE................................................................... 54
Figura 10. Meios suportes usado nos filtros anaerbios: (a) racho, (b) blocos de
concreto.......................................................................................................................
61
Figura 11. Resultados de porosidade.......................................................................... 62
Figura 12. Perfil da gerao de biofilme para os filtros estudados............................. 64
Figura 13. Relao entre teor de protenas por massa seca de biofilme gerado no
EB1............................................................................................................................... 65
Figura 14. Perfil da contagem microbiana para os filtros estudados..........................
66
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ix
Figura 15. Archeae metanognicas - sarcinas (estgio inicial de formao)
encontradas nos 30 dias de monitoramento Contraste de Fase.................................
67
Figura 16. Mesmo campo visual da Figura 15 agora em Fluorescncia......................
67
Figura 17. Archeae metanognicas (cocos, bacilos e sarcinas) encontradas nos 30
dias de monitoramento Contraste de Fase...............................................................
67
Figura 18. Cocos, bacilos (pequenos, longos e curvos) e sarcinas encontradas nos
30 dias de monitoramento Fluorescncia................................................................
67
Figura 19. Archeae metanognicas (cocos, bacilos e sarcinas) encontradas nos 60
dias de monitoramento Contraste de Fase...............................................................
68
Figura 20. Cocos, bacilos (pequenos, longos e curvos) e sarcinas encontradas nos
60 dias de monitoramento Fluorescncia.................................................................
68
Figura 21. Archeae metanognicas (cocos e bacilos) encontradas nos 90 dias de
monitoramento Contraste de Fase.............................................................................
68
Figura 22. Cocos, bacilos pequenos, longos e curvos encontradas nos 90 dias de
monitoramento Fluorescncia..................................................................................
68
Figura 23. Archeae metanognicas (cocos e bacilos) encontradas nos 120 dias de
monitoramento Contraste de Fase.............................................................................
68
Figura 24. Mesmo campo visual da Figura 23 agora em
Fluorescncia...............................................................................................................
68
Figura 25. Perfil da gerao de biofilme para os filtros estudados.............................. 70
Figura 26. Relao entre teor de protenas por massa seca de biofilme gerado no
EB2...............................................................................................................................
71
Figura 27. Perfil da contagem microbiana obtida no EB2 para os filtros
estudados.....................................................................................................................
72
Figura 28. Desempenho dos filtros anaerbios para o parmetro DQO no perodo
de 0 a 237 dias, operados com fluxo de entrada ascendente...................................... 79
Figura 29. Faixas de DQO (mg/L) obtidas na entrada do sistema de tratamento
(TE) e sadas (mdias nos filtros com racho e com blocos)......................................
81
Figura 30. Contagem de microrganismos para R1 e R2............................................. 83
-
x
Figura 31. Contagem de microrganismos para B1 e B2............................................. 84
Figura 32. pH para os filtros R1 e R2......................................................................... 85
Figura 33. pH para os filtros B1 e B2......................................................................... 86
Figura 34. Eh para R1 e R2 ........................................................................................ 86
Figura 35. Eh para B1 e B2......................................................................................... 87
Figura 36. Desempenho dos filtros anaerbios para o parmetro DQO no perodo
de 0 a 540 dias, operados com fluxo de entrada ascendente....................................... 91
Figura 37. pH para os filtros R2 e B2......................................................................... 95
Figura 38. Eh para os filtros R2 e B2.......................................................................... 96
Figura 39. Contagem de microrganismos obtida para os filtros R2 e B2................... 97
Figura 40. Indica os valores principais do monitoramento........................................ 99
Figura 41. Contagem de microrganismos de 237 a 540 dias...................................... 103
Figura 42. Dados de precipitao pluviomtrica durante 540 dias de monitoramento
do experimento.................................................................................. 105
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xi
Listas de Abreviaturas
ANOVA Anlise de Varincia
B1 Filtro Ascendente com meio suporte bloco de concreto
B2 Filtro Descendente com meio suporte bloco de concreto
COT Carbono Orgnico Total
DBO - Demanda Bioqumica de Oxignio
DQO Demanda Qumica de Oxignio
EB1 Ensaio de Biofilme 1
EB2 Ensaio de Biofilme 2
ETLix Estao de Tratamento de Lixiviado
ETE Estao de Tratamento de Esgoto
ETA Estao de Tratamento de gua
FEPAM Fundao Estadual de Proteo Ambiental
ONG Organizao no governamental
pH Potencial Hidrogeninico
PROSAB Programa de Pesquisa em Saneamento Bsico
PVC Policloreto de Vinila
R1 Filtro Ascendente com meio suporte racho
R2 - Filtro Descendente com meio suporte racho
RSU Resduos Slidos Urbanos
RSD Resduos Slidos Domsticos
SAB Soro Albomina Bovina
STF Slidos Totais Fixos
STV - Slidos Totais Volteis
ST Slidos Totais
Ssed Slidos Sedimentveis
TE Tanque de Equalizao
TDH Tempo de Deteno Hidrulica
Y Produo Especfica de Biofilme
VMP Valor Mdio Padro
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xii
Resumo
A gerao dos resduos slidos urbanos (RSU) se transformou em um dos
maiores problemas da atualidade. A quantidade e variedade de materiais descartados, o
aumento populacional nas cidades e a crescente gerao per capita, tornam cada vez
mais complexo o seu gerenciamento. A disposio desses resduos no ambiente se faz
em aterros sanitrios. Entretanto, a utilizao desse mtodo de disposio est atrelada a
potenciais impactos ambientais, sendo um dos principais a gerao de lixiviado. A
gerao e a liberao de lixiviado para o meio ambiente so preocupantes em funo da
sua composio j que contm diferentes compostos, vrios deles com potencial
poluidor elevado. fundamental a identificao de alternativas tecnolgicas para
unidades de tratamento de lixiviado que compatibilizem custos baixos, eficincia de
tratamento e atendimento aos padres sanitrios operados no pas. Essa pesquisa
estudou filtros biolgicos anaerbios com a pretenso de obter a eficincia de remoo
de matria orgnica carboncea nas unidades. Os filtros instalados para a pesquisa
operaram com dois meios suportes: racho e o bloco de concreto, sendo que variou-se a
entrada de lixiviado: fluxos ascendente e descendente, buscando-se identificar as
condies timas de operao para aplicao em aterros sanitrios instalados em
municpios brasileiros. Filtros com blocos de concreto como meio suporte
demonstraram maior formao de biofilme tanto nas determinaes diretas de massa,
quanto nas anlises de protenas e contagem microbiana. As morfologias predominantes
no biofilme foram bacilos, cocos, sarcinas, filamentos e espirilos. A eficincia de
remoo de matria orgnica nos filtros anaerbios operados com fluxo ascendente de
lixiviado foi de 61% e 56% para racho e bloco, respectivamente. A operao dos filtros
com fluxo de entrada ascendente foi a melhor opo em todas as estaes do ano
quando se trata de remoo de matria orgnica. Os resultados obtidos com filtros
operados com fluxo ascendente indicam uma maior mistura no sistema, j que no fluxo
descendente existe a dificuldade da distribuio homognea do lixiviado e uma maior
formao de lodo no fundo dos filtros estudados.
Palavras chave: resduos slidos, lixiviados, filtros anaerbios
-
xiii
Abstract
Urban solid wastes (USW) have become one of the greatest problems of our
time. The amount and variety of materials discarded, the population growth in cities and
the rise of per capita generation have made their management increasingly complex.
Disposal of these wastes in the environment is done in landfills. However, the use of
this disposal method is attached to potential environmental impacts, a main one being
leachate generation. The generation and discharge of leachate into the environment are a
matter for concern because of its composition, since it contains different compounds,
some of them with a high potential for pollution. It is essential to identify technological
alternatives for leachate treatment units that will render compatible low costs, efficient
treatment and compliance with the countrys sanitary standards. This research studied
anaerobic biological filters intending to obtain the efficiency of carbonaceous organic
matter removal in the units. The filters installed for research operate with two main
supports: recycled ground concrete and concrete block. The inflow of leachate was
varied: ascending and descending flows, seeking to identify the optimal operational
conditions to apply in landfills installed in Brazilian municipalities. Filters using
concrete blocks as a support medium showed more biofilm formation, both in direct
mass determinations, and in the analyses of proteins and microbial counts. The
predominant morphologies in biofilm were bacilli, cocci, sarcines, filaments and
spirilla. The efficiency of organic matter removal in the anaerobic filters operated with
ascending flow of leachate was 61% and 56% for recycled ground concrete and block,
respectively. The operation of filters with an ascending inflow was the best choice for
all seasons of the year, when dealing with organic matter removal. The results obtained
with ascending flow filters indicate greater mixture in the system, since in the
descending flow there is the difficulty of homogeneous distribution of leachate, and
more bottom sludge formation in the filters studied.
Key words: solid wastes, leachates, anaerobic filters
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xiv
SUMRIO
Dedicatria....................................................................................................................... iv
Agradecimentos ................................................................................................................ v
Lista de Tabelas ............................................................................................................... vi
Lista de Figuras ............................................................................................................. viii
Listas de Abreviaturas ..................................................................................................... xi
Resumo ........................................................................................................................... xii
Abstract .......................................................................................................................... xiii
1 INTRODUO ........................................................................................................ 1
2 OBJETIVOS ............................................................................................................. 4
2.1 Objetivo Geral ...................................................................................................... 4
2.2 Objetivos Especficos ............................................................................................ 4
3 REVISO BIBLIOGRFICA ................................................................................. 5
3.1 Resduos Slidos Urbanos .............................................................................. 5
3.2 Aterros Sanitrios ............................................................................................... 11
3.3 Digesto Anaerbia ............................................................................................ 16
3.4 Lixiviado .............................................................................................................. 20
3.5 Tratamento de Lixiviado.................................................................................... 24
3.5.1 Filtros Anaerbios ....................................................................................... 28
3.5.1.1 Meio suporte ........................................................................................... 29
3.5.1.2 Biofilme .................................................................................................. 31
3.5.1.3 Desempenho de filtros anaerbios .......................................................... 43
4. METODOLOGIA ....................................................................................................... 47
4.1 Caracterizao dos resduos slidos de So Leopoldo .................................... 49
4.2 Caracterizao do Lixiviado de So Leopoldo ................................................ 50
4.3 Filtros Biolgicos Anaerbios ............................................................................ 52
4.3.1 Descrio dos filtros anaerbios ................................................................. 52
4.3.1.1 Unidades ................................................................................................. 52
4.3.1.2 Operao dos filtros biolgicos anaerbios ............................................ 53
4.3.2 Caracterizao dos meios suportes ............................................................ 55
4.3.3 Formao do biofilme .................................................................................. 56
4.3.4 Monitoramento do processo de tratamento .............................................. 57
-
xv
5. RESULTADOS E DISCUSSES .............................................................................. 61
5.1 Caracterizao dos meios suportes ................................................................... 61
5.2 Formao do biofilme ......................................................................................... 63
5.2.1 Ensaio EB1 ................................................................................................... 63
5.2.2 Ensaio EB2 ................................................................................................... 70
5.2.3 Produo Especfica de Biofilme ................................................................ 73
5.3 Monitoramento do processo de tratamento ..................................................... 74
5.3.1 Desempenho dos dois tipos de meio suporte (racho e blocos de concreto)
empregados nos filtros anaerbios ...................................................................... 74
5.3.2 Desempenho dos filtros anaerbios operados com sistemas distintos de
entrada de lixiviado (fluxo ascendente e descendente) ...................................... 98
6. CONSIDERAES FINAIS ................................................................................... 106
7. RECOMENDAES ............................................................................................... 108
8. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ..................................................................... 109
APNDICES ................................................................................................................ 120
-
1
1 INTRODUO
A problemtica do resduo slido urbano vem se agravando na maioria dos
municpios em conseqncia do crescimento demogrfico dos centros urbanos. Alm
disso, os diferentes hbitos da populao, o crescimento econmico e o
desenvolvimento industrial contribuem para o aumento da produo de resduos. Nota-
se que esse aumento constitui um srio problema com relao ao tratamento e o destino
final adequado dessa grande quantidade de resduos.
Dentre os vrios problemas ambientais existentes atualmente, a forma de
disposio de resduos a que mais preocupa a comunidade, pois alm das questes
ambientais agrega problemas potenciais de sade pblica, principalmente s populaes
menos favorecidas.
As formas de destinao final dos resduos slidos urbanos so lixes a cu
aberto, aterros controlados e aterros sanitrios. Existem fatores que contribuem para o
uso de mtodos inadequados, como o caso dos lixes. Um dos fatores fundamentais
a falta de investimentos pblicos ou de viso ambiental pelos governos municipais, os
quais agravam esta situao, assim como a falta de recursos financeiros e de pessoal
pouco especializado para abordar essa situao. Desta maneira, o estudo de solues
tecnolgicas que associem simplicidade operacional e baixo custo, embasadas em
procedimentos cientficos, constitui-se uma necessidade.
Entretanto, nas ltimas dcadas observa-se uma crescente evoluo no
desenvolvimento tecnolgico e cientfico em diversas reas, proporcionando o
desenvolvimento de novos processos visando preservao ambiental. Desta forma, o
aperfeioamento das tecnologias existentes e o desenvolvimento de novos mtodos de
tratamento de resduos e sub-produtos, mostra-se relevante para manuteno de
condies saudveis de vida em nosso planeta.
Com relao aos mtodos de disposio adequada de resduos slidos urbanos,
os aterros sanitrios representam a principal destinao final dos resduos slidos,
apesar dos esforos em se reduzir, reutilizar e reciclar. Porm o uso deste mtodo de
disposio pode gerar muitos impactos ambientais, por exemplo, emisso de lixiviado,
emisso de gases, poluio sonora ou rudos do funcionamento de mquinas, alm do
-
2
trfego dos veculos transportadores e problemas sanitrios. Dos impactos citados, a
gerao de lixiviado, o qual oriundo da decomposio dos resduos, a gua das
chuvas, o escoamento superficial e guas subterrneas, pode ser considerado, o impacto
mais preocupante por causa da sua composio ser comprovadamente varivel e do
excessivo volume produzido diariamente, uma vez que requer, no tratamento, medidas
especficas que possam reduzir o seu potencial poluidor no meio ambiente. Pelas razes
expostas, fica estabelecida uma grande variabilidade das caractersticas do lixiviado, de
aterro para aterro, determinando que no se disponha de uma tecnologia padronizada de
tratamento aplicvel a todos os casos.
Atualmente o tratamento do lixiviado representa um grande desafio, tendo em
vista a variao de suas caractersticas em funo da heterogeneidade dos resduos
dispostos e da idade do aterro. O lixiviado um lquido de natureza complexa,
tornando-se difcil a determinao de tcnicas efetivas de tratamento e no
necessariamente a tcnica adotada para determinado aterro ser aplicvel a outros.
A crescente exigncia relativa aos padres de lanamento de lixiviado nos cursos
receptores; a necessidade de sistemas de tratamento de alta performance; aliados ao espao
fsico cada vez mais reduzido nos centros urbanos e/ou industriais para instalao de
sistemas de tratamento; vem motivando inmeras pesquisas com o objetivo de incorporar
novas tecnologias no tratamento de efluentes.
Os tratamentos de lixiviado visam de modo eficiente diminuir os efeitos
adversos dos lanamentos deste lquido nos corpos dgua atendendo a valores
estabelecidos pela legislao ambiental brasileira, alm de constituir-se numa ao
fundamental, quando se pretende fornecer sade pblica e desenvolvimento sustentvel
para a sociedade. Para isso devem-se buscar alternativas tecnolgicas que
compatibilizem as variveis, custo e eficincia, de modo a fornecer ao meio-ambiente,
condies seguras e ecologicamente sustentveis, sem descuidar da viabilidade
econmica.
Para resolver esta situao, utilizam-se mtodos de tratamento, que incluem
tanto tratamentos aerbios quanto anaerbios.
Nessa pesquisa, estudou-se o tratamento anaerbio usando filtros biolgicos,
onde a escolha do processo biolgico anaerbio ao tratamento dos lixiviados est
fundamentada sob o ponto de vista tcnico-econmico, procedimento consagrado, por
proporcionar remoes de matria orgnica na ordem de 80% ou superiores sem custo
-
3
operacional (FLECK, 2003). Esse mesmo autor comenta que os filtros anaerbios
resistem bem s variaes fsico-qumicas do lixiviado e propiciam boa estabilidade,
com baixa perda de slidos biolgicos, alm de construo e operao muito simples.
Uma outra vantagem dos processos anaerbios que eles tm uma baixa produo de
lodo, cerca de 5 a 10 vezes inferior ao que ocorre em processos aerbios, no h
consumo de energia eltrica, tem baixa demanda de rea, reduzindo os custos de
implantao, produzem metano, um gs combustvel de alto poder calorfico e ainda
possvel a preservao da biomassa (colnias de microrganismos anaerbios) sem
alimentao por vrios meses, pois as colnias de microrganismos entram num estado
de endogenia, sendo reativadas a partir de novas cargas.
Partindo desse contexto, nesse trabalho, desenvolvido um estudo relativo ao
uso associado de filtros anaerbios nos processos de tratamento de lixiviado. Essa
unidade aplicada no tratamento de lixiviado onde se prope verificar a eficincia de
remoo de matria orgnica por via anaerbia, estudo do meio suporte e regime do
fluxo de entrada, alm da atividade microbiana existente no sistema. A pesquisa faz
parte do projeto Tratamento de Lixiviado de RSD em Unidades Seqnciais: Filtro
Anaerbio, Reator de Chicanas e Banhado Construdo coordenado/executado pela
Unisinos e financiado pela FINEP, CNPq e CAIXA ECONMICA FEDERAL dentro
do PROSAB Programa de Pesquisas em Saneamento Bsico.
Salienta-se ainda, que o trabalho visa avanar no conhecimento de diferentes
questes operacionais e na microbiologia do processo, fato que deve ser ressaltado, pois
so poucos os trabalhos que abordam o tratamento de lixiviado de aterro sanitrio
utilizando tcnicas anaerbias. Alm disso, poder possibilitar avanos significativos,
prevendo-se resultados inovadores na compreenso da degradao anaerbia de
resduos slidos urbanos, o que facilitar sobremaneira a implantao segura de projetos
semelhantes.
-
4
2 OBJETIVOS
Os objetivos dessa pesquisa esto, a seguir, relacionados:
2.1 Objetivo Geral
Avaliar o processo de biodegradao de lixiviado de aterro sanitrio de RSD em
filtros biolgicos anaerbios.
2.2 Objetivos Especficos
Estudar a formao do biofilme nos filtros executados com diferentes
meio suporte.
Avaliar a eficincia de remoo de matria orgnica carboncea em
filtros biolgicos anaerbios com diferentes meios suportes de racho e
bloco de concreto.
Avaliar a eficincia de remoo de matria orgnica carboncea em
filtros biolgicos anaerbios operados com fluxo de entrada de lixiviado
com sentido ascendente e descendente.
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3 REVISO BIBLIOGRFICA
O trabalho versar sobre resduos slidos urbanos, detalhando aqueles de origem
domstica. Inicialmente abordam-se as diversas formas de tratamento e disposio final,
principalmente, os aterros sanitrios. A reviso bibliogrfica versar sobre os principais
aspectos relacionados a digesto anaerbia de RSU e de lixiviado de aterro sanitrio
utilizando filtro biolgico anaerbio.
3.1 Resduos Slidos Urbanos
O crescimento e a concentrao populacional em reas urbanas, o
desenvolvimento industrial e tecnolgico e a mudana de hbitos de consumo da
populao so os principais responsveis pelo aumento na produo de resduos. Na
busca de solues para os problemas associados gerao de RSU tm sido
investigadas vrias alternativas de tratamento, processamento, valorizao e destino
final, com destaque no Brasil para a digesto anaerbia em aterros sanitrios. Os
principais problemas ambientais decorrentes dessa forma de disposio esto
relacionados poluio do solo e guas, os quais podem ser vinculados com diversos
problemas de sade pblica.
Os resduos slidos urbanos compreendem aqueles produzidos pelas inmeras
atividades desenvolvidas em reas com aglomeraes humanas do municpio,
abrangendo resduos de vrias origens, tais como: residencial, comercial, de
estabelecimentos de sade, industriais, da limpeza pblica (varrio, capina, poda, e
outros), da construo civil e agrcolas.
Os resduos de origem domiciliar ou aqueles com caractersticas similares,
(como os comerciais), e os resduos da limpeza pblica gerados so, normalmente,
encaminhados para a disposio em aterros sob responsabilidade do poder municipal.
Ressalta-se que o gerenciamento de resduos de origem no domiciliar, (como por
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exemplo, os resduos de servios de sade, os industriais ou aqueles gerados no setor da
construo civil), so de responsabilidade do gerador, estando sujeitos legislao
vigente.
Conforme MCIDADES/SNSA (2005), a coleta de resduos slidos urbanos
abrange uma cobertura mdia de 97,5% da populao urbana, com uma freqncia
mdia de coleta de duas ou trs vezes semanais, sendo que esta coleta realizada por
coletadores e motoristas que trabalham a uma produtividade mdia de 2.1
kg/habitante/dia. Os resduos coletados corresponde a 0,8 kg/habitante urbano/dia e 0,58
kg/habitante atendido/dia para a massa de resduos exclusivamente domiciliares. Dentro
desse contexto observa-se que para uma amostra representativa de 127 municpios,
gerando-se 15,8 milhes de toneladas de resduos em 2005, onde os ndices relativos
esto classificados em: aterro sanitrio 68,5%; aterro controlado 25,2% e lixo 6,5%.
Quanto a coleta de resduos servios sade, a massa de resduos corresponde um valor
per capita de 0,005 kg/habitante/dia. Quanto coleta seletiva e triagem de materiais
reciclveis na mdia de 59,2% dos municpios realiza coleta seletiva de resduos slidos
porta-a-porta, sendo que alm disso existe a coleta seletiva no-formal realizada por
catadores, os quais esto presentes em 80% dos municpios. Verifica-se tambm que 4,1
kg/habitante. urbano/ano corresponde a quantidade mdia de resduos triados e
encaminhados para a reciclagem. O desempenho financeiro municipal indica que 35,4%
dos municpios no cobram pelos servios de limpeza urbana e naqueles que cobram a
receita mdia arrecadada pelos servios de limpeza urbana de R$ 13,84/habitante
urbano/ano. O custo mdio de servio de coleta contratado com terceiros chega a R$
52,04/tonelada. Sobre as unidades de processamento de resduos slidos urbanos, mais
de 30% das unidades cadastradas pertencem ao grupo em que o destino a disposio
no solo, 46,8% do total de unidades so operados pelas prefeituras, as quais se destacam
lixes e aterros controlados, unidades de manejo de galhadas e podas e unidades de
reciclagem de entulho, 46,8% das unidades no apresentam licena ambiental e 51,5%
das unidades de disposio no solo no tm impermeabilizao da base e 10,6% no
fazem recobrimento.
Os aterros existentes no pas so operados ou pela iniciativa privada, contratada
pelas prefeituras ou por empresas municipais, sob a forma de terceirizao. As empresas
pagam pela quantidade, em peso de resduo depositado no aterro (R$/tonelada).
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Depsitos de resduos slidos a cu aberto ou lixes so sistemas de disposio
desordenada de resduos, sem compactao ou cobertura dos resduos, que propicia a
poluio do solo, ar e gua, bem como, a proliferao de vetores de doenas. Por sua
vez, o aterro controlado outra forma de disposio final, tendo como nico cuidado a
cobertura dos resduos com uma camada de solo ao final da jornada diria de trabalho
com o objetivo de reduzir a proliferao de vetores de doenas.
A predominncia destas formas de destinao final advm de vrios fatores, tais
como: falta de capacitao tcnico-administrativa, baixa dotao oramentria, pouca
conscientizao da populao quanto aos problemas ambientais ou mesmo falta de
estrutura organizacional das instituies pblicas envolvidas com a questo no
municpio.
Assim, os municpios brasileiros, esto enfrentando um problema grave de
gerenciamento de Resduos Slidos Urbanos, principalmente na etapa de disposio
final. A grande maioria dos municpios de pequeno porte no pas depositam seus
resduos inadequadamente em lixes ou aterros controlados. Alternativas tecnolgicas
de disposio final sustentvel de baixo custo e eficientes no atendimento da legislao
ambiental aparecem como soluo. Visando a minimizao do problema, esto sendo
realizadas pesquisas aplicadas na rea de tratamento e destino final de resduos slidos
com objetivo de otimizar a tcnica, podendo-se citar principalmente os trabalhos
vinculados ao PROSAB.
Para definir resduos slidos verificam-se algumas dificuldades, pois existem
diversas formas e pontos de vista para faz-lo sendo, em geral, definidos de acordo com
a convenincia e preferncia de cada um.
Segundo a NBR 10.004 Resduos Slidos so todos aqueles resduos em
estados slidos e semi-slidos que resultam de atividades da comunidade de origem
industrial, domstica, hospitalar, comercial, agrcola, de servios, de varrio ou
agrcola. Incluem-se lodos de ETA (Estaes de Tratamento de gua) e ETE (Estao
de Tratamento de Esgotos), resduos gerados em equipamentos e instalaes de controle
de poluio, e lquidos que no possam ser lanamento na rede pblica de esgotos ou
corpos de gua, ou exijam para isso solues tcnica e economicamente inviveis em
face melhor tecnologia disponvel.
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H vrios tipos de classificao dos resduos slidos que se baseiam em
determinadas caractersticas ou propriedades identificadas. A classificao relevante
para a escolha da estratgia de gerenciamento mais vivel.
CONSONI & PERES in BOFF (2005), classifica os resduos de diversas formas,
entre as quais esto a sua natureza fsica (seco e molhado), sua composio qumica
(matria orgnica e inorgnica) e os riscos potenciais ao meio ambiente (perigosos, no
inertes e inertes). Outras classificaes usam como critrio, a sua origem e a possvel
degradabilidade.
Existe a possibilidade do uso de diversos critrios para a classificao dos
resduos, como a origem (domiciliar, comercial ou pblico), a tratabilidade
(biodegradvel, descartvel ou reciclvel), o grau de biodegradabilidade (facilmente,
dificilmente ou no biodegradvel) e a reatividade (inerte, orgnico ou reativo), BOFF
(2005).
Os resduos slidos podem ser classificados em funo dos riscos potenciais ao
meio ambiente e sua sade pblica (ABNT, 2004). Para que os mesmos possam ter
manuseio e destinao final adequada, os resduos devem ser enquadrados em uma das
classes a seguir apresentadas: Classe I Resduos Perigosos: so os resduos que em
funo de suas propriedades fsicas, qumicas ou infecto-contagiosa, 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 patogenidade; Classe II
Resduos No Perigosos esses por sua vez so divididos em duas classes: Classe II A
No-Inertes: so todos os resduos ou misturas de resduos, que no se enquadram nas
classificaes de resduos Classe I Perigosos ou de resduos Classe II B Inertes
e podem apresentar propriedades como combustibilidade, biodegradabilidade ou
solubilidade em gua; Classe II B Resduos No-Perigosos Inertes: So aqueles que,
por suas caractersticas intrnsecas, no oferecem riscos sade e ao meio ambiente.
Nesse trabalho, foi usado resduo classe II A para a gerao do lixiviado e posterior
tratamento. Alm disso, quando amostrados de forma representativa, segundo a NBR
10.007 (ABNT, 2004), e submetidos a um contato esttico ou dinmico com gua
destilada ou deionizada, a temperatura ambiente, conforme teste de solubilizao, NBR
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10.006 (ABNT, 2004), no tm nenhum de seus constituintes solubilizados a
concentraes superiores aos padres de potabilidade da gua.
Os resduos slidos domsticos, comerciais, pblicos, os resduos slidos
industriais e os resduos slidos de servio sade so gerados nos centros urbanos. Cada
municpio se organiza de uma maneira particular para solucionar seus problemas com
resduos.
Para CECONNELLO (2005) e GOMES (1995), os resduos domsticos, quanto
a sua degradabilidade podem ser classificados em facilmente degradveis (alimentos e
resduos de jardinagem), moderadamente degradveis (papis, papelo e materiais
celulsicos), dificilmente degradveis (pedaos de pano, retalhos, aparas e serragem de
couro, borrachas e madeira, bem como compostos metlicos) e no degradveis (vidros,
metais, plsticos, terra e pedras etc.).
Os RSU quando segregados e dispostos dentro de critrios tcnicos adequados
permite um aumento da vida til dos aterros, ganhos ambientais e econmicos,
oportunizando a ao de uma cadeia produtiva de trabalho envolvendo a populao e
todos os envolvidos na coleta, segregao e tratamento, dos quais destacam-se as
associaes de moradores e/ou cooperativas realizando triagens dos reciclveis e
comercializao dos mesmos.
Segundo RIBEIRO (2001) o gerenciamento integrado de resduos somente se
concretizar se a Secretaria Municipal de Meio Ambiente local tiver ao permanente
junto a populao, priorizando de modo eficaz a Educao Ambiental Formal e No-
Formal atravs de aes desenvolvidas no mbito de planejamento estratgico que
garanta flexibilidade para participao de parcerias entre as demais Secretarias
Municipais, empresas e ONG's que tenham interesse nas questes ambientais.
comum descrever a composio dos resduos slidos domsticos em funo
dos seus constituintes. Conforme PINTO (2000) fundamental que se tenha um
conhecimento mais profundo da constituio da frao orgnica a ser tratada, em termos
qualitativos e quantitativos, no s para que se tenha melhor compreenso das rotas
metablicas, como tambm para que seja possvel reproduzir os experimentos. Os trs
principais constituintes da matria orgnica presente nos resduos slidos domsticos
so as protenas, carboidratos e lipdeos.
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As protenas so molculas mais abundantes das clulas representando 50% ou
mais de seu peso seco. So encontradas em todas as partes da clula, pois so
fundamentais para o funcionamento das funes celulares. As protenas apresentam
ainda aproximadamente 16% de nitrognio em massa (METCALF & EDDY, 1991).
As protenas so formadas pela condensao de aminocidos, que se unem por
ligaes peptdicas. Embora o nmero de aminocidos que usualmente compem as
protenas seja pequeno elas podem apresentar grande complexidade estrutural
LEHNINGER, (2002).
Por serem instveis, as protenas podem ser decompostas de vrias maneiras. No
caso de decomposio anaerbia, as protenas so hidrolisadas, separando seus
aminocidos componentes. Os aminocidos podem ser diretamente utilizados pelos
microrganismos na sntese de suas prprias protenas ou ento serem tambm
hidrolizados, formando amnia ou o on amnio, dependendo do pH do meio. A amnia
ou o on amnio pode ser incorporada pelos microrganismos e utilizada no seu
anabolismo ou ento ser descartada no lixiviado (SOUTO, 2005).
ALLINGER et al, (1978) descreve que os carboidratos so formados por cadeias
de carbono onde a maioria dos tomos de carbono est associada a um grupamento
lcool, e um carbono apresenta-se ligado a um grupo aldedo ou cetona. So formados
por carbono, hidrognio e oxignio, podendo ser definidos como poliidroxialdedos e
poliidroxicetonas. So exemplos de carboidratos os acares, amidos, celulose e fibras
vegetais. Os acares so facilmente decompostos; as enzimas de certas bactrias os
fermentam, produzindo lcool e dixido de carbono. Os amidos so mais estveis,
porm podem ser convertidos em acares pela atividade microbiana ou por cidos
minerais diludos.
Os lipdeos compreendem os leos e as gorduras; so steres de cidos graxos
com glicerol ou outros lcoois. So formados por carbono, hidrognio e oxignio,
podendo em certos casos conter outros elementos, como o fsforo. As gorduras esto
entre os compostos orgnicos mais estveis, no sendo facilmente decompostas
biologicamente. leos e gorduras tendem a envolver superfcies com as quais entram
em contato, interferindo na ao dos microrganismos (METCALF & EDDY, 1991).
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3.2 Aterros Sanitrios
O aumento do nmero de habitantes no planeta, associado concentrao de
grande parcela da populao nas cidades, so fatores que agravam a problemtica do
resduo slido urbano e sua destinao adequada. Durante a evoluo da cincia, o
homem passou a vincular algumas doenas ou vetores, com a destinao incorreta do
resduo slido urbano que produzia, sendo assim passou a destinar o resduo slido
urbano para lugares distantes, afastados do seu ambiente.
A necessidade de tratamento dos resduos surge devido aos seguintes fatores:
escassez de reas para a destinao final do resduo slido urbano; disputa pela
utilizao das reas remanescentes com as populaes da periferia, valorizao dos
componentes do resduo slido urbano como forma de promover a conservao de
recursos. De acordo com ZANTA et al. (2006), o tratamento dos RSU pode ser feito
segundo os processos abaixo:
[...] Tratamentos fsicos: objetivam reduzir o volume de resduo ou imobilizar um componente especfico atravs de operaes de secagem, centrifugao,
evaporao, sedimentao, floculao, filtrao, absoro, destilao,
concentrao, etc.
Tratamentos qumicos: alteram a composio do resduo de modo a eliminar
componentes txicos atravs de reaes de neutralizao, oxidao, reduo e
precipitao.
Tratamentos biolgicos: aceleram a degradao natural de resduos que
possuem alta carga orgnica atravs da ao de microrganismos em unidade
de compostagem ou em aterros sanitrios.
Tratamentos trmicos: processos fsico-qumicos que utilizam temperaturas
elevadas para alterar as caractersticas do resduo e reduzir consideravelmente
seu volume. A incinerao e a pirlise so os principais tratamentos trmicos
empregados para os resduos slidos (ZANTA et al., 2006, pg. 11).
Aterro Sanitrio o processo que permite manter os resduos slidos confinados
sem causar maiores danos ao meio ambiente. um mtodo em que o resduo slido
urbano comprimido atravs de mquinas que diminuem seu volume. Com o trabalho
do trator, o resduo slido urbano empurrado, espalhado e amassado sobre o solo
(compactao), sendo, posteriormente, coberto por uma camada de solo, minimizando
odores, evitando incndios e impedindo a proliferao de insetos e roedores.
Para GOMES et al., (2006), aterro sanitrio um biodigestor construdo
segundo normas de engenharia. Trata-se de uma estrutura encapsulada, usada para a
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atenuao das caractersticas nocivas dos resduos slidos, projetada de forma a
favorecer a biodegradao anaerbia e a conseqente estabilizao dos resduos slidos
armazenados, na maior parte das vezes, entre as camadas isolantes de material
compactado, usualmente solo local.
Conforme IPT (1995) a escolha do mtodo construtivo leva em considerao trs
fatores: topografia da rea; tipo de solo; profundidade do lenol fretico.
A anlise desses fatores determinar o mtodo a empregar. Existem trs possibilidades:
trincheira, rampa e rea.
Mtodo da trincheira - a tcnica mais apropriada para terrenos que sejam planos ou
poucos inclinados, e onde o lenol fretico esteja situado a uma profundidade maior em
relao superfcie.
Mtodo da rampa Indicado quando a rea a ser aterrada plana, seca e com um tipo
de solo adequado para servir de cobertura. A permeabilidade do solo e a profundidade
do lenol fretico confirmaro ou no o uso desta tcnica.
Mtodo da rea - uma tcnica adequada para zonas baixas, onde dificilmente o solo
local pode ser utilizado como cobertura. Ser necessrio retirar o material de jazidas
que, para economia de transporte, devem estar localizadas o mais prximas possvel do
local a ser aterrado. No mais, os procedimentos so idnticos ao mtodo da rampa.
Conforme GOMES et al, (2003) antes de confeccionar o projeto necessrio
considerar os seguintes aspectos para a escolha de uma rea adequada: localizao,
condies geotcnicas, vias de acesso, clima. Aps essa primeira etapa, confecciona-se
o projeto com base nas caractersticas do municpio, nos resduos gerados e nas
condies do local disponvel. As etapas do projeto so: construo e infra-estrutura
bsica do sistema proposto (construo do modelo de aterro, movimentao da terra,
sistema de impermeabilizao, sistema de drenagem e sistema de recirculao de
lixiviados).
Com base em IBAM (2008), um sistema de drenagem apropriado garante a
proteo do meio ambiente e a sade dos moradores. Para tanto devem ser drenadas
tanto as guas limpas superficiais quanto o lixiviado. A drenagem do lixiviado pode ser
feita utilizando-se: tubos de PVC, concreto ou barro perfurado e drenos cegos de brita
n 1 e n 2. Entre as formas de distribuio dos drenos no terreno, a mais utilizada a
espinha de peixe. Para facilitar o escoamento, os drenos devam apresentar uma
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inclinao de 2%. Uma vez captado, o lixiviado dever passar por algum dos seguintes
processos filtros biolgicos; lagoas de estabilizao; valos de oxidao; recirculao;
tanques de aerao. Na maioria dos casos suficiente, para o controle da poluio, a
drenagem superficial, a boa impermeabilizao da base e a cobertura diria do resduo
slido urbano vazado. Com estas providncias, o lixiviado produzido fica contido na
massa do resduo slido urbano, evitando a contaminao dos corpos dgua.
Cabe ainda salientar que as trs formas mais usuais de se construir drenos
verticais, que devero estar instalados em diversos pontos do aterro, so: utilizando-se
um tubo guia dentro do qual so colocadas pedras britadas ns 3 e 4 (ou pedras de mo
de at 10 cm), com o tubo sendo elevado medida que se aumente a cota do aterro;
utilizando-se tubos perfurados de concreto com dimetro de 0,5 ou 1 metro , que vo
sendo sobrepostos conforme a elevao da cota do aterro; utilizando-se uma frma feita
de tela, onde se colocam pedras de mo, que vai subindo medida que o aterro sobe.
A diferena bsica entre os aterros sanitrios e os controlados que para o
primeiro, o sistema de captao e tratamento de lixiviado dispensvel no segundo
pressupe um terreno com caractersticas naturais favorveis (solo pouco permevel e
lenol fretico profundo, em especial). Por exigir menores recursos para implantao e
operao, o aterro controlado apresenta-se como a opo mais acessvel maioria das
cidades brasileiras, contudo no o mais recomendvel j que o lixiviado gerado
poluir o meio ambiente.
RUSSO (2003) comenta que mesmo as instalaes de reciclagem, incinerao e
compostagem precisam de um local onde sejam descartados, de forma apropriada, as
sobras e os refugos provenientes do processamento do resduo slido urbano. Neste
caso, o aterro pode servir tambm como alternativa em situaes de emergncia
motivadas por interrupes eventuais da instalao industrial.
Os resduos slidos urbanos acumulados de maneira contnua em aterros
sanitrios no so, contudo, inativos. Esta mistura de uma grande variedade qumica,
sob a influncia de chuva e microrganismos objeto de evolues complexas,
constitudas pela superposio de mecanismos fsicos, qumicos e biolgicos. Nota-se
que principal fator que contribui na degradao dos resduos a bioconverso da
matria orgnica em formas solveis e gasosas. O conjunto destes fenmenos conduz
gerao de metablitos gasosos e ao carreamento pela gua de molculas muito
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diversas, as quais originam os vetores da poluio em aterro sanitrio: o biogs e os
lixiviados (BOFF, 2005).
A partir da Figura 1, notam-se os principais impactos ao ambiente decorrentes da
disposio no solo de resduos slidos urbanos. A sua degradao decorre da ao de
microrganismos. O lquido gerado a partir desse fenmeno biolgico somado a
infiltrao da chuva chama-se de lixiviado. Quando em contato com solo ou lenol
fretico, esse lquido apresenta alto poder poluidor, contaminando-os. Nesses
ambientes, h gerao de gases que causam poluio atmosfrica alm da proliferao
de vetores, como insetos e roedores.
Figura 1. Principais impactos ambientais resultantes da disposio de resduos em aterro
sanitrio.
Fonte: CASTILHOS JR. et al. (2003).
Entretanto, no aterro sanitrio, so necessrias intervenes tcnicas para
conteno de poluentes lquidos (lixiviado) e gasosos (biogs) produzidos no processo
de degradao dos resduos slidos.
Nvel do lenol fretico
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Em um aterro os gases gerados so o gs metano e o dixido de carbono, o gs
sulfdrico e outros. A presena destes gases no biogs gerado em aterros um efeito
direto do processo de estabilizao da matria orgnica biologicamente decomponvel.
Para REICHERT (2007), os maiores problemas para a implantao de aterros
so: a possibilidade de se poluir o solo e cursos de gua superficiais ou subterrneos; a
necessidade de superviso constante de modo a garantir a manuteno das mnimas
condies ambientais e de salubridade, a gerao de gases a partir da decomposio do
resduo slido urbano aterrado, a necessidade de terrenos disponveis para a instalao
do aterro prximos aos locais de produo do resduo slido urbano, j que o custo de
transporte muito elevado na limpeza urbana em virtude do baixo peso especfico do
resduo slido urbano; a resistncia dos moradores nas cercanias do aterro que, muitas
vezes, por no serem ouvidos e devidamente esclarecidos quanto ao problema, acabam
por criar impasses desgastantes para a Administrao Municipal.
Os aterros sanitrios modernos incorporam uma srie de aspectos de projeto e
operao, de modo a minimizar os impactos ambientais decorrentes da fase de
implantao, operao e encerramento. O aterro deve constituir-se, entre outros
aspectos, de sistema de drenagem superficial, sistema de drenagem e tratamento de
lixiviados, impermeabilizao inferior e superior e sistema de drenagem e tratamento de
gases.
Em nosso pas, verifica-se que a maioria dos aterros de resduos no possui
critrios de implantao, operao e de monitoramento ou simplesmente, os
administradores pblicos no os adotam, dificultando, desta forma, o monitoramento
dos lixiviados e gases gerados no processo de digesto anaerbia dos resduos dispostos
(GOMES & MARTINS, 2003).
Segundo RUSSO (2003), efetivamente, o aterro sanitrio um local
imprescindvel porque comum em toda a estrutura de equacionamento dos resduos
slidos. A incgnita a quantidade de resduos a serem ali depositados para tratamento
e destino final. Quanto maior for taxa de valorizao conseguidas nas fases anteriores
(triagem e compostagem) menores sero as quantidades a aterrar, prolongando-se a vida
til do aterro sanitrio e diminuindo-se o custo de explorao. Para esse autor ainda, se
a escala do aterro for adequada, deposio de uma quantidade mnima de cerca de 200
toneladas por dia, pode haver o aproveitamento do biogs produzido no aterro,
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designando-se ento de aterro energtico. Sem esta deposio mnima no rentvel o
aproveitamento energtico, e o biogs ter que ser queimado em tocha com tempo de
residncia mnima de 0,3 segundos na cmara de combusto, a uma temperatura de pelo
menos 850 C, para destruir e minimizar o efeito dos gases nocivos. Quando o aterro
sanitrio recebe os restos das outras formas de valorizao de resduos um aterro de
rejeitos, sem produo de biogs e sem emisso de lixiviados poluentes. Entre outras, as
principais vantagens dos aterros sanitrios so as seguintes:
Grande flexibilidade para receber uma gama muito grande de resduos;
Fcil operacionalidade;
Relativo baixo custo, comparativamente a outras solues;
Disponibilidade de conhecimento;
No conflitante com formas avanadas de valorizao dos resduos;
Devoluo a utilizao do espao imobilizado durante a fase de explorao;
Potencializa a recuperao de reas degradadas;
Atravs de processos de bioremediao possvel a reutilizao do espao do aterro
vrias vezes, com a produo de composto orgnico resultante da matria orgnica
degradada no bioreator anaerbio, aps eventual complemento de tratamento aerbio,
em compostagem com vista higienizao.
3.3 Digesto Anaerbia
A digesto anaerbia um processo biolgico no qual um consrcio de
diferentes morfotipos de microrganismos, na ausncia de oxignio molecular, promove
a transformao de compostos orgnicos complexos (carboidratos, protenas e lipdios)
em produtos mais simples como metano e gs carbnico (GOMES et al., 2006).
A importncia da digesto anaerbia se evidencia num contexto mais amplo do
que apenas o energtico, ou seja, a estabilizao biolgica de resduos poluentes. Nesses
ltimos anos, tem se mostrado um processo de grande potencial para o tratamento de
lixiviado com elevados teores de matria orgnica.
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Ao descrever a tecnologia da digesto anaerbia em filtros anaerbios,
necessrio primeiramente, conhecer os fundamentos dos processos biolgicos de
tratamento de efluentes.
As diversas caractersticas favorveis da tecnologia anaerbia - baixa produo
de slidos; baixo consumo de energia; baixos custos de implantao e operao;
tolerncia a elevadas cargas orgnicas; e possibilidade de operao com elevados
tempos de reteno de slidos e baixos tempos de deteno hidrulica, conferem aos
reatores anaerbios um grande potencial de aplicabilidade no tratamento de guas
residurias concentradas e diludas. As principais desvantagens da tecnologia anaerbia
so relacionadas remoo de nutrientes (nitrognio e fsforo) e patgenos; ao fato da
demanda qumica de oxignio (DQO) residual ser, na maioria dos casos, elevada para
atender os estritos limites de emisso estabelecidos na legislao ambiental; e maior
instabilidade dos reatores anaerbios (CHERNICHARO, 1997).
Para AQUINO & CHERNICHARO (2005), o sucesso para lidar com distrbios
e desequilbrios em reatores anaerbios depende principalmente da identificao das
causas do problema e dos fatores que limitam os processos metablicos envolvidos, e
isso s ser efetivamente conseguido a partir do entendimento dos fenmenos fsico-
qumico-biolgicos que governam o tratamento anaerbio. Somente a compreenso
detalhada dos fundamentos do processo anaerbio permitir a identificao das causas
de eventuais distrbios, suas conseqncias a mdio e longo prazo, bem como a adoo
das corretas medidas de controle e preveno.
A partir de certas condies favorveis, pretende-se acelerar o processo da
digesto, nos sistemas anaerbios. Em relao aos projetos de sistemas de tratamento
tm-se duas prerrogativas bsicas: a) o sistema de tratamento deve manter grande
quantidade de microrganismos metabolicamente ativos atuantes no processo da digesto
anaerbia; b) a massa celular e/ou biofilme gerado deve estar em contato com lixiviado
para evitar rompimento do biofilme formado (GOMES et al., 2006). Temperatura, pH,
presena de nutrientes e a ausncia de materiais txicos so fatores que influenciam as
condies operacionais.
Temperatura: um dos fatores ambientais mais importantes na digesto
anaerbia, uma vez que afeta os processos biolgicos de diferentes maneiras.
Em temperaturas altas, reaes qumicas e enzimticas da clula podem ser
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processadas de forma mais rpida tornando seu crescimento tambm rpido
ou ocasionando uma total inibio por parte da clula, finalizando com morte
celular. Tambm, sobre uma certa temperatura, protenas, cidos nuclicos e
outros componentes da clula so sensveis a altas temperaturas e podem
causar uma irreversibilidade, inativando o sistema. Dentre os principais
efeitos da temperatura incluem-se as alteraes na velocidade do
metabolismo das bactrias, no equilbrio inico e na solubilidade dos
substratos, principalmente lipdios. Em sistemas anaerbios que operem com
temperaturas inferiores a 20C deve ser estudado, no apenas quanto ao
desempenho a ser esperado, como tambm a forma de operao e
monitoramento a ser adotado, dando preferncia queles capazes de reter
maior quantidade de biomassa em seu interior.
Nutrientes: Nutrientes como o nitrognio e fsforo so essenciais para todos
os processos biolgicos. A quantidade de nitrognio e fsforo, em relao
matria orgnica presente (expressa em DQO, por exemplo), depende da
eficincia dos microrganismos em obter energia para sntese, a partir das
reaes bioqumicas de oxidao do substrato orgnico. A baixa velocidade
de crescimento dos microrganismos anaerbios, comparados aos aerbios,
resulta em menor requerimento nutricional. Em geral, admite-se que a
relao DQO : N : P de 500 : 5 : 1 suficiente para atender as necessidades
de macronutrientes dos microrganismos anaerbios. Alm de nitrognio e
fsforo, o enxofre tambm considerado um dos nutrientes essenciais para a
metanognese, alm do ferro, cobalto, nquel e zinco. Em reviso de
literatura sobre os aspectos nutricionais em processos anaerbios,
DAMIANOVIC (1992) faz referncias a vrios trabalhos nos quais se
comprovou que a presena desses micronutrientes estimulou os processos
anaerbios. Alm disso, os substratos nutritivos devem prover fontes de
alimentos aos microrganismos (elementos qumicos que constituem o
material celular e os necessrios s atividades enzimticas), particularmente
os elementos minerais que em fracas doses so indispensveis s reaes
enzimticas, como clcio, magnsio, potssio, sdio, zinco, ferro, cobalto,
cobre, molibdnio e mangans. Em fortes concentraes, esses elementos
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tm efeito inibidor sobre o processo de fermentao. Por outro lado, os
elementos majoritrios (Carbono, Nitrognio, Oxignio, Fsforo e Enxofre)
tm importncia fundamental no rendimento dos gases de fermentao.
O sucesso dos sistemas de tratamento anaerbio se deve a dois fatores
principais: as vantagens consideradas inerentes ao processo da digesto anaerbia em
comparao com o tratamento aerbio e a melhoria do desempenho dos sistemas
anaerbios modernos, tendo-se um aumento muito grande no somente da velocidade de
remoo do material orgnico, mas tambm da porcentagem de material orgnico
digerido. O melhor desempenho dos sistemas anaerbios, por sua vez, o resultado da
melhor compreenso do processo da digesto anaerbia, que permitiu o
desenvolvimento de sistemas modernos, muito mais eficientes que os sistemas
clssicos.
Existe uma biodiversidade de espcies microbianas nos processos biolgicos de
tratamento de resduos, conseqentemente nota-se microrganismos versteis
metabolicamente onde podem ser encontrados degradando compostos complexos ou at
mesmo molculas orgnicas simples (VAZOLLER, 1995).
PINEDA (1998) diz que o processo de degradao da matria orgnica em
sistema de disposio final de resduos slidos urbanos consiste de duas grandes fases:
a) aerbia: ocorre nos primeiros dias logo aps o aterramento e caracteriza-se
pela reduo nos nveis de oxignio, o qual consumido no processo de degradao, ou
liberado pelas presses exercidas sobre a massa do aterro durante a compactao;
b) anaerbia: inicia-se na ausncia de oxignio e estende-se at a eliminao
completa dos substratos pelas bactrias, ou at que as condies ambientais sejam
imprprias para a sobrevivncia dos microrganismos.
O tratamento anaerbio envolve processos metablicos complexos, que ocorrem
em etapas seqenciais e que dependem da atividade de no mnimo trs grupos de
microrganismos distintos:
a) bactrias fermentativas (ou acidognicas);
b) bactrias sintrficas (ou acetognicas);
c) microrganismos metanognicos.
A maioria dos microrganismos acidognicos fermentam acares, aminocidos e
cidos graxos resultantes da hidrlise da matria orgnica complexa produzindo cidos
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orgnicos, bem como so os primeiros a atuar na etapa sequencial de degradao do
substrato e os que mais se beneficiam energeticamente. Cabe salientar que a etapa
acidognica s ser limitante do processo se o material a ser degradado no for
facilmente hidrolisado. Segundo AQUINO & CHERNICHARO (2005),
microrganismos sintrficos convertem compostos como propionato e butirato, em
acetato, hidrognio e dixido de carbono. Os microrganismos acetognicos
desperdiam menos energia formando hidrognio ao invs de etanol, metanol, etc. J
os microrganismos metanognicos so os mais importantes do consrcio microbiano,
porque a remoo de DQO da fase lquida depende da converso de acetato.
Infelizmente esses microrganismos so de lento crescimento, com um tempo de gerao
mnimo de 2 a 3 dias AQUINO & CHERNICHARO, (2005), e so extremamente
dependentes da manuteno de condies timas de crescimento.
3.4 Lixiviado
A disposio final dos resduos slidos urbanos consiste em uma das
preocupaes dos administradores municipais, pois mesmo com o tratamento e/ou
aproveitamento, ainda observa-se a gerao de rejeitos. No caso especfico dos resduos
urbanos, em funo da frao orgnica presente, ocorre o aparecimento de um lixiviado
com elevada concentrao em compostos orgnicos. Esses compostos so formados a
partir da decomposio da matria orgnica dos resduos urbanos, material que percola
pelas camadas do aterro sanitrio formando os lixiviados. Como so pouco conhecidas
as identidades dos compostos presentes nos lixiviados de aterros sanitrios, no h
como prever se os tratamentos utilizados so efetivos. Portanto, a identificao destes
compostos orgnicos uma preocupao que vem motivando a pesquisa cientfica em
nvel mundial (STRELAU, 2006).
A composio do lixiviado bastante varivel e adquire caractersticas poluentes
devido ao seu contato com a massa de resduos slidos em decomposio. GOMES et
al. (2006), definem o lixiviado como um lquido escuro, turvo e malcheiroso que exige
alta demanda de oxignio pra estabilizao. O lixiviado apresenta valores elevados de
demanda bioqumica de oxignio (DBO), demanda qumica de oxignio (DQO), traos
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de metais dissolvidos e amnia, ou seja, constitui-se em um lquido com alto potencial
poluidor. Tratando-se assim de um ponto crtico a ser gerenciado no sistema de aterros
sanitrios (BOFF, 2005). Os lixiviados formam-se a partir da precipitao, escoamentos
superficiais, guas subterrneas ou guas de nascente e ainda, do resultado da
decomposio dos resduos. A gua que precipita sobre o aterro, parte escoa
superficialmente e o restante infiltra, podendo ficar retida na camada de cobertura ou
produzir um fluxo de percolao quando for atingida a saturao desta camada. Existe
uma parte do total que se forma como um subproduto na decomposio do material
orgnico pela atividade bacteriana, mas esta quantidade sensivelmente pequena, o que
faz com que seja desprezada quando se faz um balano de gua do aterro sanitrio
(SILVA et al., 2007).
Na maioria dos casos, a precipitao ser a principal fonte de umidade que
contribui para a gerao de lixiviados. As guas das chuvas so geralmente usadas para
representar a quantidade total de gua que atinge a superfcie durante um certo perodo
de tempo para uma dada localidade. Como em todos os casos de infiltrao, a situao
mais crtica ocorre durante os perodos de chuva contnua, persistentes. Chuvas muito
intensas, de curta durao, produzem uma saturao rpida da cobertura do aterro
sanitrio e diminui a infiltrao, perdendo-se grande quantidade de gua por meio do
escoamento superficial (PINEDA, 1998).
importante a obteno dos dados de precipitao, temperatura, radiao e
evaporao medidos no local do aterro ou disponibilizados pela mais prxima estao
meteorolgica. Para assegurar a confiabilidade dos dados, estes devem ser validados e
comparados com dados provenientes das outras estaes situadas na proximidade. Esses
parmetros podem auxiliar a justificar valores muito acima ou abaixo da mdia.
GOMES et al. (2006) comentam que a quantidade de lixiviado gerado varia de
um aterro para outro e ao longo do tempo em um mesmo aterro, devido interferncia
das seguintes caractersticas: composio dos resduos slidos, sua quantidade e
densidade; condies meteorolgicas do local; geologia e geomorfologia; condies de
operao do aterro; idade e natureza dos resduos slidos e topografia.
Quando o lixiviado coletado apresenta um pH baixo, os parmetros como DBO,
DQO, nutrientes e metais pesados devero ser altos. Contudo durante a fase
metanognica, o pH varia entre 6,5 e 7,5 e os valores de DBO, COT, DQO e nutrientes
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sero significativamente menores. Devido cadeia de constituintes existentes no
lixiviado e s variaes quantitativas sazonais e cronolgicas (pelo aumento da rea
exposta) no se deve considerar uma soluo nica de processo para seu tratamento
(HAMADA & MATSUNAGA, 2000). Alguns autores, como CASTILHOS JR. (2003),
sugerem um critrio para permitir a deciso na seleo de processos. Quando o lixiviado
apresentar DQO elevada (acima de 10.000 mg/L), baixa concentrao de nitrognio
amoniacal e uma relao DBO/DQO entre 0,4 e 0,8 e uma concentrao significativa de
cidos graxos volteis de baixo peso molecular, o tratamento pode ser efetuado por
ambos os processos, ou seja, anaerbio e aerbio.
A composio do lixiviado bastante varivel e adquire caractersticas poluentes
devido ao seu contato com a massa de resduos slidos em decomposio.
CHRISTENSEN (2001) in TILLMANN (2003), ilustra as mudanas que ocorrem nas
caractersticas do lixiviado (Tabela 1), resultantes das diferenas entre as fases cida e
metanognica.
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Tabela 1. Variaes na composio do lixiviado entre as fases: cida e metanognica.
Parmetros com variao entre fases
cida e metanognica
Parmetro Fase cida Fase Metanognica Mdia Faixa
Mdia Variao Mdia Variao
pH 6,1 4,5-7,5 8 7,5-9 4,5-9
DBO 13000 4000-40000 180 20-550 20 57 000
DQO 22000 6000-60000 3000 500-4500 140 152 000
DBO/DQO 0,58 0,06 0,02 0,80
Sulfato 500 70-1750 80 10-420 8 7750
Clcio 1200 10-2500 60 20-600 10 7200
Magnsio 470 50-1150 180 40-350 30 15 000
Ferro 780 20-2100 15 3-280 3 5500
Mangans 25 0,3-65 0,7 0,03-45 0,03 1400
Zinco 5 0,1-120 0,6 0,03-4 0,03 1000
Parmetros sem variao significativa
entre as fases
Nitrognio Amoniacal 741 50 2200
Cloreto 2120 150 4500
Potssio 1085 50 3700
Sdio 1340 70 7700
Fsforo Total 6 0,1 23
Cdmio 0,005 0,0001 0,4
Cromo 0,28 0,02 1,5
Cobalto 0,05 0,005 1,5
Cobre 0,065 0,005 10
Chumbo 0,09 0,001 5
Zinco 0,17 0,03 1000
Observao: Todos os valores em mg/L, exceto pH e DBO/DQO, que so adimensionais. Fonte: CHRISTENSEN in TILLMANN (2003).
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REINHART & MCCREANOR (2000) citam que o lixiviado gerado em aterros
novos (< 5 anos) tender a ter alta resistncia orgnica (em grande parte composto de
cidos volteis) com um pH relativamente baixo (5 a 7). Com o tempo e a estabilizao
da comunidade metanognica a resistncia orgnica declina e a alta concentrao de
amnia modera o pH.
Portanto, para que os processos de interveno nos aterros sanitrios se tornem
eficientes, importante o conhecimento mnimo das caractersticas fsico-qumicas e
biolgicas dos lquidos gerados (lixiviado) durante a degradao dos resduos slidos.
3.5 Tratamento de Lixiviado
A gerao de lixiviados constitui-se na principal preocupao quanto
degradao ambiental de reas localizadas prximas ao local de disposio final dos
resduos slidos urbanos (RSU), uma vez que o tratamento desses efluentes tem se
mostrado um grande desafio, pois a alta heterogeneidade e variabilidade de seus
parmetros fsico-qumicos e biolgicos, ao longo do tempo, dificultam a adoo de
sistemas eficientes de tratamento. Os processos mais empregados para o tratamento de
lixiviados de aterros sanitrios so os processos biolgicos. Geralmente ocorrem
dificuldades ao utilizar tratamentos biolgicos para lixiviados devido vazo e carga
orgnica muito variveis, baixa eficincia de tratamento para lixiviados antigos ou
pouco biodegradveis.
Conforme FERREIRA et al. (2007) para projeto de sistemas de tratamento de
lixiviados so empregados parmetros de esgoto domstico, muito embora j se saiba
que o lixiviado apresente caractersticas distintas, deste efluente. Alm disso, os vrios
estudos de caracterizao de lixiviados realizados no Brasil se limitam a determinar a
matria orgnica no efluente, em forma de DQO e DBO, sem nenhuma preocupao
com a descrio da natureza desta matria orgnica. Assim, tendo em vista os
problemas relacionados s caractersticas biolgicas, fsico-qumicas e variao da
composio de lixiviados de aterros sanitrios, levando-se em conta as dificuldades no
seu tratamento por processos biolgicos e fsico-qumicos convencionais, necessria a
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busca de alternativas de tratamento eficientes dentro de um padro de sustentabilidade
tcnica e econmica.
O lixiviado produzido em aterros sanitrios apresenta elevado potencial poluidor
com caractersticas muito variveis, alm disso, a principal preocupao quanto
degradao ambiental. Dessa forma o rgo ambiental exige atravs de sua legislao
que o lixiviado atenda padres mnimos de emisso em corpos dgua (Tabela 2).
Tabela 2. Padres de emisso que atendem a legislao
PARMETROS VMP (mg/L)
pH (adimensional) 6,0-8,5
Slidos Suspensos 200
Fosfato (Fosfato Total) 1,0
Nitrognio Total 10
DQO 450
Metais
Fe 10
Cd 0,1
Cr 0,5
Pb 0,5
Zn 1,0
Fonte: CONSEMA, 2006.
Os mtodos de tratamento de lixiviado podem ser divididos em duas grandes
categorias: biolgicos e fsico-qumicos, englobando processos fsicos ou aqueles que
apresentam modificaes do afluente por adio de compostos qumicos.
O tratamento biolgico tem se mostrado pouco eficiente para lixiviados de
aterros antigos, j que esses apresentam elevadas concentraes de amnia, cloretos e de
compostos recalcitrantes. Alm disso, a carncia de fsforo na composio desse
resduo, nutriente essencial para a atividade metablica dos microrganismos, implica na
sua adio artificial para assegurar degradao biolgica do lixiviado (VIANA et al.,
2007).
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O despejo inadequado de lixiviado no ambiente poder reverter-se como um
dano sade pblica da prpria comunidade ou at outras comunidades circunvizinhas,
pois quando lanado este tipo de efluente para o meio ambiente, sem nenhuma forma de
tratamento, se estar poluindo no somente o solo, mas as guas superficiais e
subterrneas e ao ar, mas tambm proporcionando a oportunidade de provocar a
proliferao de vetores transmissores de doenas.
Para FLECK (2003), as tecnologias empregadas nos sistemas de tratamento de
lixiviado so semelhantes s do tratamento de esgoto, embora haja diferenas nos
valores dos parmetros considerados para ambos. Sendo assim, existem diversas
alternativas para o tratamento de lixiviado de aterros sanitrios, entretanto so pontos
importantes a serem considerados no dimensionamento de um projeto de tratamento a
variao da vazo e da composio do lixiviado dos aterros sanitrios.
Esse mesmo autor salienta que durante o perodo de operao de uma estao de
tratamento, alm da modificao das caractersticas do prprio lixiviado, leis e
regulamentaes modificar-se-o, novas tecnologias surgiro enquanto outras evoluiro
e fatores econmicos podero modificar-se, de modo que buscar um sistema flexvel
interessante. Cada aterro sanitrio gera lixiviados com caractersticas particulares, o que
demanda uma avaliao do tipo de tratamento vivel e eficiente para cada caso,
portanto, a escolha entre as diversas alternativas de tratamento depende dos resduos
aterrados e consequentemente do lixiviado gerado, bem como das condies tcnicas e
econmicas de cada municpio. O objetivo no tanto encontrar o melhor mtodo de
tratamento de lixiviado e imp-lo, mas definir um conjunto de padres mnimos de
eficincia e desempenho ambiental que satisfaam os padres mnimos estabelecidos
pelo rgo de fiscalizao ambiental do municpio e/ou estadual.
O processo biolgico permite a biodegradao dos compostos orgnicos
presentes no lixiviado pela ao de microrganismos que os transformam em substncias
mais simples como a gua, o gs carbnico e o metano (GOMES, 2003). Esse mesmo
processo biolgico pode ser empregado no tratamento de lixiviado. Todavia, geralmente
ocorrem dificuldades ao utilizar tratamentos biolgicos para lixiviado devido vazo e
carga orgnica muito variveis, a necessidade de uma grande rea para implantao
(dependendo do tratamento), a baixa eficincia para lixiviado estabilizado ou pouco
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biodegradvel, e, muitas vezes, o efluente no se enquadra nos padres estabelecidos
pela legislao (SILVA et al., 2000).
Os objetivos destes tratamentos so alterar a forma dos constituintes orgnicos, e
aumentar a biodegrabilidade do lixiviado, pois apresenta elevada eficincia de remoo
de matria orgnica e inorgnica associada a vantagens de facilidade operacional,
flexibilidade no controle de variveis de processo, simplicidade de equipamentos e
facilidade na mudana de escala de produo.
Processo de tratamento anaerbio o mais antigo de tratamento de guas
residuais, visa reduzir principalmente carga orgnica. O processo envolve
decomposio biolgica de matria orgnica e inorgnica na ausncia de oxignio
molecular. As molculas orgnicas so fermentadas por bactrias e cidos graxos
volteis, os quais so convertidos em metano (CH4) e dixido de carbono (CO2).
Existem vantagens e desvantagens do uso de sistemas de tratamento biolgico
anaerbio. As vantagens so: elevada eficincia de remoo de matria orgnica; pouca
dose de P necessria; pouca produo de lodo; pouco consumo de energia; possvel
produo de biogs atravs do metano gerado. As desvantagens so: metais pesados
podem ter digesto obstruda; suscetividade de pH e mudana de temperatura; muita
amnia permanece no efluente; temperaturas entre 15 e 35C; alto tempo de deteno;
microrganismos podem ser inibidos pelo meio cido, causando uma reduo na taxa de
crescimento e conduzindo carreamento da rede de clulas microbianas em sistemas de
mistura completa.
Existem limitaes que se encontram para tratar lixiviado, quando se usa apenas
um tipo de sistema de tratamento. Vem sendo estudada uma soluo para sanar tais
dificuldades. Segundo WISZNIOWSKI et al. (2006), esto sendo desenvolvidas
tecnologias significativas para tratamento de lixiviado combinando mtodos biolgicos
e fsico-qumicos. Porm, para atingir padres estabelecidos em normas necessita-se o
desenvolvimento de um tratamento com mtodos integrados, por exemplo, uma
combinao de mtodos qumicos, fsicos e biolgicos.
O tratamento fsico-qumico combinado com os mtodos biolgicos de
tratamento de lixiviado consiste em eliminar espcies qumicas indesejveis no efluente
final, como metais pesados e componentes orgnicos refratrios (GOMES, 2003). As
principais tcnicas utilizadas para este fim so diluio, filtrao, coagulao,
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floculao, precipitao, sedimentao, adsorso/absoro, troca inica, oxidao
qumica, osmose reversa, lavagem com ar, ultrafiltrao, oxidao, evaporao natural e
vaporizao (GOMES, 2002).
3.5.1 Filtros Anaerbios
Nos filtros anaerbios, objeto de estudo dessa pesquisa, a estabilizao da
matria orgnica contida no lixiviado ocorre atravs da passagem desta por um leito de
material suporte inerte. As unidades deste material apresentam uma fina camada de
biofilme microbiana aderidos superfcie, alm da biomassa bacteriana dispersa retida
nos interstcios do material.
Os filtros anaerbios podem ser utilizados para esgotos concentrados ou diludos
ou tratamento de lixiviados; resistem bem s variaes de vazo afluente; perdem
poucos slidos biolgicos; permite vrias opes de forma, sentido de fluxo e materiais
de enchimento; e tm construo e operao muito simples (CIRNE et al., 2007). Tal
reator apresenta-se como uma alternativa vivel e, relativamente, bem testada em nvel
nacional, no que se refere ao seu uso para tratamento de esgotos sanitrios. Diversos
materiais de enchimento j foram testados (pedra britada N4, brita comercial, seixo
rolado, anis de eletroduto cortado, escria de alto-forno, anis de bambu, etc.) e muitos
resultados corroboraram a sua boa capacidade de remoo de matria orgnica e slidos
suspensos. (CIRNE et al., 2007).
FERREIRA et al. (2007) conceitua os filtros anaerbios como unidades de
tratamento em que as reaes bioqumicas de estabilizao da matria orgnica contida
no efluente ocorrem quando da passagem desta atravs de um leito de material suporte
em que as unidades desse material apresentam filmes bacterianos anaerbios aderidos s
suas superfcies, alm de biomassa bacteriana anaerbia dispersa retida nos interstcios
do meio. Esses mesmos autores operaram um sistema composto filtro anaerbio com
volume de 2 litros (tempo de deteno hidrulica de 21 horas) para o tratamento de
lixiviado onde foi monitorado pH, slidos suspensos, alcalinidade e DQO para medir a
remoo de matria orgnica, com o objetivo de garantir condies favorveis
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degradao biolgica. No filtro foi estimado eficincia de remoo em 30% da matria
![ANÁLISE DE VARIÂNCIA - ANOVA - w3.ufsm.brw3.ufsm.br/adriano/aulas/anova/T[0]anova.pdf · ANÁLISE DE VARIÂNCIA - ANOVA Prof. Adriano Mendonça Souza, Dr. Departamento de Estatística](https://static.fdocumentos.com/doc/165x107/5abdd37c7f8b9ab02d8c1da8/anlise-de-varincia-anova-w3ufsmbrw3ufsmbradrianoaulasanovat0anovapdfanlise.jpg)
