Disciplina: Manejo de Resíduos Sólidos. 9 Dimensionamento de Chorume. Sorocaba, Setembro de 2016.

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1 Instituto de Ciência e Tecnologia de Sorocaba Disciplina: Manejo de Resíduos Sólidos PósGraduação em Engenharia Civil e Ambiental 9 Dimensionamento de Chorume Professor: Sandro Donnini Mancini Baseado nos slides elaborados pelo Prof. Dr. Jorge Hamada (FEBUNESP) Sorocaba, Setembro de Aterro Bandeirantes Perus, São PauloSP desativado 1

2 Aterro Sítio São João Av. Sapopemba, São PauloSP desativado Aterros para Resíduos Sistemas com capacidade de receber e acondicionar por longo período os resíduos sólidos de forma segura e confiável 2

3 1. Chorume: geração, drenagem, tratamento e destinação final 2. Cobertura e drenagem superficial 1. Chorume: geração, drenagem, tratamento e destinação final 2. Cobertura e drenagem superficial 3

4 Definição de Chorume Fase líquida da massa aterrada de resíduos, que percola através desta removendo materiais dissolvidos ou suspensos Outros denominações comuns: Percolado Lixiviado 4

5 Balanço hídrico de um Aterro Precipitação (P) Evapotranspiração (ER) Escoamento superficial (ES) Cobertura Infiltração (I) Armazenamento (AS) Lixo aterrado Percolado Drenagem Líquido drenado (chorume) 5

6 Precipitação (P), em valores médios mensais; Precipitação (P) Evapotranspiração (ER) Evapotranspiração potencial (EP) obtida de modelos, com dados mensais; Escoamento superficial (ES = C.P), (C é relacionado às características do solo como compactação, presença de água e declividade); Cobertura Lixo aterrado Escoamento superficial (ES) Infiltração (I) Armazenamento (AS) Percolado Infiltração (I = PES), referente à valores médios de infiltração; (I EP) : Diferença entre as quantidades de água infiltrada e evapotranspirada; Perda potencial de água acumulada, Σneg(IEP), referente à soma mensal dos valores negativos de (I P) típico em meses secos; Armazenamento de água no solo (AS), capacidade de campo Drenagem Troca de armazenamento de água no solo ( AS), representativo da variação da quantidade de água armazenada no solo, mês a mês; Evaporação (evapotranspiração) real, que é a quantidade real de perda de água durante dado mês: 1) para meses secos: ER = EP + [(I EP) AS]; 2) para meses chuvosos: ER = EP; Líquido drenado (chorume) Percolação (PER = P ES AS ER) BASE DE DADOS CLIMATOLÓGICOS (*) (*) (*) 6

7 Resultado do balanço hídrico Meses Parâmetro (mm) EP P C' ES jan fev mar abr maio jun jul ago set out nov dez Anual ,18 0,18 0,18 0,15 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,15 0,18 0, (11) (23) (38) (48) (18) (11) (34) (72) (119) (137) (4) (6) (9) (9) (2) 30 ER PER I IEP Σneg(IEP) AS AS Exemplo de cálculo de volume de chorume Área Total para disposição de resíduos = m2 Volume de Chorume Gerado = Percolado x Área 7

8 Célula m 2 Área Total para disposição de resíduos = m 2 Célula m 2 Área Total para disposição de resíduos = m 2 8

9 Célula m 2 Área Total para disposição de resíduos = m 2 Célula m 2 Área Total para disposição de resíduos = m 2 9

10 Célula m 2 Área Total para disposição de resíduos = m 2 Volumes resultantes de percolado por célula de aterro (m 3 ) Área Meses ocupada Célula (m 2 ) jan fev mar abr maio jun jul ago set out nov dez Anual C C C2A C2B C C3A C3B C3C

11 Qualidade do chorume Fases I II III IV V DQO Composição do chorume Ácidos voláteis ph Fe, Zn Fase I Adaptação Fase II Transição Tempo Fase III Fase ácida Fase IV Metanogênese Fase V Fase de Maturação Valores (mg/l) Características Novos aterros (menos de 2 anos) Aterros antigos Faixa de variação Típico (mais de 10 anos) DBO COT DQO Sólidos supensos totais Nitrogênio orgânico Nitrogênio amoniacal Nitrato Fósforo total Alcalinidade como CaCO 3 ph 4,57,5 6 6,67,5 Dureza total como CaCO

12 Tratamento de chorume Grande variação na qualidade e quantidade Sazonais Anuais Operacionais Qualidade dos resíduos Limitações no cotratamento com esgotos ETEs não estão dimensionadas para tanto Legislação mais apertada (CONAMA 357/05) Tecnologias estão disponíveis Solução: Estratégia de manejo Flexibilidade do sistema Características do chorume Tipo de tratamento Local de lançamento Chorume novo Se muito NNH 3 e metais Chorume novo Se DBO acima de mg/l Precipitação química Ammonia Stripping Filtro anaeróbio Chorume intermediário Se DBO em centenas de mg/l Chorume velho Se DBO em torno de 100 mg/l Lagoa aerada Lodo ativado ou filtro biológico Lagoa facultativa Cloração Sistema de tratamento de esgotos Grandes rios ou solo McBean et al, 1995 Tratamento terciário Córregos e ribeirões 12

13 Simulação de aterro, quanto a geração de chorume e variação de sua qualidade Volume anual de chorume Concentração (mg/l) Decaimento da DBO Volume anual de chorume (m 3 ) Ano Simulação de aterro, quanto a carga orgânica Carga orgânica = DBO x volume Pico de carga não ocorre no pico da vazão Carga orgânica (kg) Ano 13

14 Considerações Fundamental um tanque ou lagoa de armazenamento para equalização de vazão. Em geral, o pico de carga orgânica ocorrerá bem antes do pico da vazão: Define a estratégia e os tipos de tratamento, evitando o superdimensionamento Drenagem de chorume Os liners e o sistema de drenagem trabalham conjuntamente O projeto deve considerar o tipo de liner A boa drenagem minimiza riscos de vazamentos no liner A colmatação é um grande obstáculo para o bom funcionamento do sistema: não se deve economizar nesse elemento 14

15 Geotêxtil Brita ou cascalho 30 cm Camada drenante Tubo coletor 60 cm Liner 60 cm 15 cm Geotêxtil Brita ou cascalho 1 m (a) Interceptações e drenos em declive (b) Planos em declive Geomembrana 4 1 Tubulação de drenagem Dreno de chorume Geotêxtil Solo de proteção da geomembrana Areia grossa Direcionamento do chorume Impermeabilização (c) Brita Geomembrana Tubo dreno Reforço de Geomembrana Solo argiloso compactado Drenagem de Chorume 15

16 Armazenamento Dimensionamento Parâmetros: A taxa de escoamento de chorume; O espaçamento entre os drenos; A declividade do liner; e A espessura e permeabilidade da camada de drenante. Fundamento: redução da lâmina líquida sobre o liner, para evitar aumento de pressões e vazamentos 16

17 z p L NA Ápice yx Liner Dreno yo φ Dreno x y Expressão de Moore (1983): max D = c 2 2 ( + tan φ tanφ ) c = P/K y P = quantidade de percolado K = coef. permeabilidade max D Expressão de Richardson e Koener (1987): 2 D tan φ tanφ 2 = + 1 tan φ + c c c 2 c 1. Chorume: geração, drenagem, tratamento e destinação final 2. Cobertura e drenagem superficial 17

18 Cobertura final Objetivos Minimização da infiltração de água do escoamento superficial; Limitar o escape de gases não controlados; Eliminar a possibilidade de proliferação de vetores; Limitar o risco potencial do aparecimento de fogo; Prover uma superfície adequada para recomposição vegetal. Sugestões de Tchobanoglous Solo de cobertura (60 cm) Geotêxtil Areia ou pedrisco para drenagem (30 cm) Geomebrana Solo de subbase compactada (60 cm) Resíduos Solo de cobertura (60 cm) Geotêxtil Geonet (drenagem) Geomembrana Solo de subbase compactada (60 cm) Resíduos (a) (b) Solo de cobertura (60 cm) Geotêxtil Areia ou pedrisco para drenagem (30 cm) Geomebrana Argila compactada (60 cm) ou compósito Solo de subbase compactada (30 cm) Resíduos Solo de cobertura (30 a 60 cm) Solo (1,5 a 2,4 m) Geomebrana Solo de subbase compactada (30 cm) Resíduos (c) (d) 18

19 Composição da camada de cobertura do Tipo I e II, segundo McBean et al (1995). 60 cm Camada para vegetação Camada drenante 60 cm min. 15 cm Argila compactada (barreira hidráulica) Geotêxtil Dreno de gás Geotêxtil 60 cm Camada para vegetação Geotêxtil Geomembrana Geotêxtil Geogrid (p/ gás) Geotêxtil 60 cm Material de cobertura 60 cm Material de cobertura Resíduos Resíduos Drenagem superficial Tão importante quanto o controle de chorume é o controle de águas pluviais Princípios básicos: Impedir a entrada de água externa ao aterro Afastar o mais rápido possível as águas que precipitam sobre o aterro (declives adequados) Camadas intermediárias exigem drenagem provisória eficiente 19

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