Engº. Gandhi Giordano

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2 Processos físico-químicos e biológicos associados para tratamento de chorume Engº. Gandhi Giordano Professor Adjunto do Departamento de Engª Sanitária e Meio Ambiente da UERJ Diretor Técnico da TECMA Tecnologia em Meio Ambiente Ltda gandhi@tecma-tecnologia.com.br

3 FORMAÇÃO DO CHORUME Descrição de formação do chorume Tratamento convencional na ETC Tratamento alternativo / Primário

4 FORMAÇÃO DO CHORUME A formação do chorume está relacionada a diversos fatores, tais como: A origem dos resíduos e sua composição O clima local A forma do aterro e sua operação A idade do aterro

5 COMPOSIÇÃO MÉDIA DOS RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS NO BRASIL 5% 3% 3% 4% 25% Papéis Matéria orgânica Outros Vidro Plásticos 60% Metais

6 Os chorumes são compostos de matéria orgânica e inorgânica Fração Orgânica: Proteínas Gorduras Ácidos orgânicos Açúcares Outros produtos da decomposição dos resíduos Substâncias químicas contidas em restos de embalagens, principalmente dos produtos de limpeza e pesticidas Decomposição de vegetais ou restos de madeira, contribui para a presença de compostos húmicos dificilmente degradáveis

7 FORMAÇÃO DE CHORUME A percolação das águas das chuvas através do leito de resíduos é o fator mais importante para a geração do chorume (líquido enriquecido pela matéria orgânica e inorgânica, original ou oriunda da biodegradação dos resíduos, e em vários casos pelos produtos da sua queima incompleta). O chorume é então o produto da lixiviação dos resíduos urbanos nas condições de disposição.

8 PROCESSO DE FORMAÇÃO DO CHORUME Resíduos Sólidos Urbanos Solubilização Proteínas, sais, amônia, ácidos orgânicos e carbônicos Lixiviação Orgânicos residuais, amônia, sais, complexos metálicos Processos fermentativos CHORUME

9 Chorume Bruto

10 CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS CHORUMES Concentração de matéria orgânica elevada Recalcitrância aos processos biológicos de tratamento Nitrogênio amoniacal Sais Toxicidade aos organismos aquáticos

11 HISTÓRICO DO CHORUME BRUTO 2007 A 2009 Parâmetros Médias Cloretos, mg/l Cl Condutividade, ms/cm Cor, mg Pt/L DBO, mgo2/l DQO, mgo2/l Nitrogênio Amoniacal, mg/l N ph 8,7-8,4

12 ATERRO SANITÁRIO COM A CONCEPÇÃO MODERNA Cobertura diária de resíduos dispostos Poços de monitoramento Água Gás Resíduo sólido Para o sistema de recuperação de gás Proteção da cobertura de argila Para tratamento de chorume Mantas impermeabilizantes Gás Água Sistema coletor de chorume Sistema de detecção e coleta de chorume Tubo de drenagem Material de drenagem Rolo compactado de baixa permeabilidade Água subterrânea Poço de drenagem e coleta de chorume Solo natural da base do aterro

13 Processo de Tratamento do Chorume Etapa Preliminar Etapa Primária Etapa Secundária Etapa Terciária Reuso

14 Processo de tratamento de chorume (diagrama de blocos) Tratamento Primário Tratamento Secundário Tratamento Terciário CHORUME BRUTO CHORUME APÓS TRATAMENTO PRIMÁRIO CHORUME APÓS TRATAMENTO SECUNDÁRIO NUTRIENTES EQUALIZAÇÃO TANQUE DE AERAÇÃO FILTRAÇÃO LODO BIOLÓGICO PENEIRAMENTO CAL DECANTADOR SECUNDÁRIO CORREÇÃO DE ph PRECIPITAÇÃO QUÍMICA LODO FÍSICO-QUÍMICO NANOFILTRAÇÃO DECANTAÇÃO PRIMÁRIA STRIPPING DE AMÔNIA GASES CHORUME TRATADO LAVAGEM GASES CORREÇÃO DE ph

15 Etapa Preliminar Equalização Peneiramento

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17 ETC CANDEIAS - PE

18 Etapa Primária Precipitação química com adição de cal Decantação Remoção de amônia Leito de contato

19 TRATAMENTO PRIMÁRIO CLARIFICAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA MISTURADOR LENTO ALIMENTAÇÃO DE CAL BOMBA HELICOIDAL PENEIRA MECÂNICA CHORUME BRUTO TQ. DE PREPARAÇÃO DE CAL AERADOR DECANTADOR DE CAL REAGIDA TQ. DE MISTURA CALHA DE PRÉ- SEDIMENTAÇÃO VAI P/ TRATAMENTO PRIMÁRIO LAGOA DE EQUALIZAÇÃO TQ. DE EQUALIZAÇÃO BOMBA CENTRÍFUGA DECANTADOR PRIMÁRIO ATERRO DE RESÍDUOS HOSPITALARES LODO VAI P/ TQ. DE LODO

20 TRATAMENTO PRIMÁRIO O efluente do tratamento primário já apresenta-se isento do odor característico do chorume.

21 PRECIPITAÇÃO QUÍMICA Aspectos resultantes da precipitação química com cal: Precipitação de sais orgânicos Precipitação de sais inorgânicos Liberação do N-amoniacal

22 Tanque de leite de cal

23 REDUÇÃO DA DQO EM FUNÇÃO VARIAÇÃO DO ph DQO (mg O2/L) AMOSTRA 1 AMOSTRA ,5 ph

24 PRECIPITAÇÃO QUÍMICA DE SAIS ORGÂNICOS 2C 17 H 35 COONa + Ca +2 (C 17 H 35 COO) 2 Ca + Na + Estrutura orgânica insolubilizada pelo cálcio

25 PRECIPITAÇÃO QUÍMICA DE SAIS INORGÂNICOS Ca(OH) 2 + Ca(HCO 3 ) 2 2CaCO 3 + 2H 2 O 10 Ca PO OH - Ca 10.(PO 4 ) 6.(OH) 2 (hidroxiapatita) NH HCO Ca(OH) 2 NH 3(aq) stripping + CaCO 3 + 2H 2 O

26 ASPECTO DO CHORUME APÓS A PRECIPITAÇÃO QUÍMICA COM CAL

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28 RESÍDUOS CALCINADOS DO LODO GERADO NA ETAPA PRIMÁRIA DA ETC DE GRAMACHO Cinzas da fração flotada Cinzas da fração sedimentada

29 DECANTADOR PRIMÁRIO

30 STRIPPING DA AMÔNIA A remoção da amônia por stripping mostrou ser a etapa mais importante do tratamento do chorume, tendo sido obtidos resultados experimentais que apresentaram eficiências >90%, mesmos em temperaturas próximas de 20 C. A amônia arrastada pelo fluxo de ar pode ser recuperada na forma de (NH 4 ) 2 SO 4, após lavagem com H 2 SO 4.

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34 EFEITO DO ph SOBRE A REMOÇÃO DE AMÔNIA (22 o C) mg NH3/L , ph

35 EFEITO DA TEMPERATURA NA REMOÇÃO DA AMÔNIA POR STRIPPING EM ph i = 12, o C 25 o C 33 o C 46 o C ph = 12, t (min)

36 CORREÇÃO DE ph Após o stripping ocorre a correção de phfaixa de 9,0 a 9,5 12 para ph a com adição gás carbônico, para alimentar o Tanque de Aeração. Faixa operacional ph no Tanque de Aeração: 7,0 a 8,5.

37 Chorume Após correção do ph com gás carbônico

38 Carbonato de cálcio precipitado após correção de ph

39 ADIÇÃO DE ÁCIDO FOSFÓRICO O objetivo da adição do ácido fosfórico é fornecer nutrientes para o balanceamento da biomassa e remoção de amônia. Adição de micronutrientes

40 HISTÓRICO DO CHORUME APÓS O TRATAMENTO PRIMÁRIO 2007 A 2009 Parâmetros Médias Condutividade, S/cm Cor, mg Pt/L DBO, m go 2 /L DQO, m go 2 /L Nitrogênio Amoniacal, mg/l N ph 11,9-12,1

41 Etapa Secundária Lodos ativados Oxidação de matéria orgânica Nitrificação e disnitrificação

42 TRATAMENTO SECUNDÁRIO LODOS ATIVADOS AERAÇÃO PROLONGADA DOSAGEM DE NUTRIENTES CORREÇÃO DE ph VEM DO TRATAMENTO PRIMÁRIO AERADOR VAI P/ TRATAMENTO TERCIÁRIO TANQUE DE AERAÇÃO RETORNO DE LODO DECANTADOR REMOVEDOR SECUNDÁRIO DE LODO

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45 LODOS ATIVADOS TANQUE DE AERAÇÃO

46 DECANTADOR SECUNDÁRIO

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48 HISTÓRICO DO CHORUME APÓS O TRATAMENTO SECUNDÁRIO 2007 A 2009 Parâmetros Médias Alcalinidade Total, mg CaCO 3 /L Cálcio, mg/l Ca Condutividade, S/cm Cor, mg Pt/L DBO, m go 2 /L DQO, m go 2 /L Nitrogênio Amoniacal, mg/l N ph ,2-8,3 Resíduo Não Filtrável Total, mg/l Resíduo Não Filtrável Volátil, m g/l 52-73

49 Etapa Terciária Pré-filtragem Correção de ph Membrana de nanofiltração

50 TRATAMENTO TERCIÁRIO FILTRO DE AREIA VEM DO TRATAMENTO SECUNDÁRIO PRÉ- FILTRO CALHA PARSHALL TANQUE PULMÃO UNIDADE DE NANOFILTRAÇÃO CORPO RECEPTOR POÇO DE SUCÇÃO

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53 SISTEMA DE NANOFILTRAÇÃO

54 CLARIFICAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA Chorume Bruto Chorume após tratamento físico-químico Chorume Clarificado

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56 HISTÓRICO EFLUENTE TERCIÁRIO 2007 A 2008 Parâmetros Médias Alcalinidade Total, mg CaCO 3 /L Cálcio, mg/l Ca Cloretos, mg/l Cl Condutividade, S/cm Cor, mg Pt/L DBO, m go 2 /L Detergentes (MBAS), mg/l <0,20 DQO, m go 2 /L Fósforo Total, mg/l Materiais Sedimentáveis, ml/l 3-1 0,5 - <0,5 Nitrogênio Amoniacal, mg/l N ph 1-5 7,3-7,7 Resíduo Não Filtrável Total, mg/l 3-7

57 DQO ( ) mgo2/l Bruto Primário Secundário Final

58 DBO Bruto primário secundário terciário DBO

59 DQO e Nitrogênio Amoniacal Bruto primário secundário terciário DQO Nitrigênio Amoniacal

60 Condutividade e Cor Bruto primário secundário terciário Condutividade Cor

61 TOXICIDADE UTp Bruto/Primário Terciário 43 0 Secundário Utp: Limite = 8 ou 12,5% de efluente + 87,5% de água

62 TOXICIDADE Efluente Bruto No efluente bruto o Ceno % variou de 0,39 à 3,12 e a Utp de 32 à 256.* Efluente Final No efluente final o Ceno % variou de 1 à 4 e a Utp de 25 à 100.* *Em um período de 6 meses consecutivos

63 OBSERVAÇÕES FINAIS SOBRE OS PARÂMETROS SANITÁRIOS DBO não é um parâmetro indicado para quantificar a carga orgânica do chorume Cloretos e N-amoniacal estão sempre presentes em altas concentrações nos chorumes Metais pesados não são concentrados normalmente em chorumes, exceto o Zinco A variação do ph ocorre entre a faixa de 7,8 a 8,5, conforme a metanização do chorume Cor intensa e baixa turbidez

64 ETE Lodos Ativados Chorume Clarificado Biodegradação Processos Biológicos Aeróbios Adsorção Redução do efeito osmótico pela diluição do chorume com esgoto