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Estudo da evaporação como tecnologia aplicada ao pré-tratamento de lixiviados de aterros sanitários

By Letícia Moratelli

Abstract

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013.A utilização de aterros sanitários para o tratamento e disposição de resíduos sólidos urbanos traz inúmeras vantagens, entretanto, apresenta como desvantagem a produção de lixiviado, líquido proveniente da degradação da matéria orgânica presente nos resíduos, bem como da água de infiltração que percola nas camadas de resíduos do aterro sanitário. Em geral, o lixiviado é constituído de poluentes orgânicos, inorgânicos, metais-traço e grupos microbianos, sendo necessário seu tratamento antes de ser lançado em corpos hídricos receptores e/ou ser disposto no solo. O tratamento dos lixiviados pode ser realizado através de processos biológicos ou físico-químicos, ou ainda uma combinação destes dois processos, tendo como objetivo a redução do potencial poluidor deste líquido. No que diz respeito à redução da quantidade de lixiviado a ser tratada, existem, dentre outras técnicas, a recirculação do líquido no próprio aterro sanitário e, mais recentemente, a evaporação da água presente neste efluente. Este trabalho teve como objetivo estudar o processo evaporativo, em escala piloto, utilizando-se uma torre de resfriamento ajustada para a evaporação de lixiviado. Foram avaliadas, através de análises estatísticas, as eficiências de evaporação obtidas, a partir da variação de parâmetros operacionais e, ainda, verificada a influência das condições meteorológicas no processo. No que diz respeito à avaliação ambiental, foi verificada a qualidade do concentrado, produto resultante da evaporação, por meio da caracterização físico-química do lixiviado bruto e do residual do processo ao longo do período de experimentação, assim como determinado o perfil das populações bacterianas dos diferentes extratos de análise, através de técnicas morfológicas e de biologia molecular. A eficiência de evaporação na unidade piloto foi afetada pelas condições meteorológicas analisadas ? radiação solar, velocidade do vento, umidade relativa e temperatura média do ar. Através da avaliação da influência da massa inicial, da vazão de recirculação de lixiviado e da velocidade do ar aplicada ao sistema pode-se verificar que apenas a vazão de lixiviado influenciou as taxas evaporativas. A velocidade do ar foi significativa quando analisadas, somente, altas (5,5 e 6,0 m.s-1) e baixas velocidades (0,5 e 1,0 m.s-1). O processo evaporativo concentrou a maior parte dos poluentes presentes no líquido remanescente (sólidos, matéria orgânica, nitrato, etc.), enquanto que as concentrações de NTK e de nitrogênio amoniacal foram reduzidas. Pelas análises de PCR e DGGE, em amostras de lixiviado bruto e concentrado, observou-se a seleção de grupos filogeneticamente similares, quando os mesmos foramsubmetidos ao processo evaporativo. Foram observados, através da análise de BOX-PCR, cinco agrupamentos distintos nas amostras de ar, coletadas no entorno da unidade piloto. No duto de saída da unidade experimental houve maior número de UFC.m-3, em relação aos outros locais de amostragem, sugerindo que ocorreu a emissão de bactérias durante o processamento do lixiviado na unidade experimental. <br>Abstract : The use of landfills for the treatment and disposal of municipal solid waste brings numerous advantages, however, has the disadvantage of producing leachate, which is the liquid generated from the degradation of organic matter present in the waste and due to infiltration water that percolates through layers of waste in the landfill. In general, leachate contains organic and inorganic pollutants, heavy metals and microbial groups, requiring treatment before being released into receiving water bodies and/or be disposed in the ground. The leachate treatment can be accomplished through biological or physico-chemical processes, or a combination of these, with the objective of reducing its pollution potential. In regard to the reduction of the quantity of leachate to be treated, there are, among other techniques, recirculating liquid in the landfill itself, and more recently the evaporation of water contained in this effluent. This work aimed to study the evaporative process in a pilot plant scale, using a cooling tower adapted for leachate evaporation. Evaporation efficiencies were evaluated through statistical analysis, taking into account the variation in operating parameters, and also via the influence of the weather conditions. Regarding environmental evaluation, it was verified the quality of the concentrate material from evaporation, done by physico-chemical characterization of raw and residual product over the experimental period, and determined the profile of bacterial populations by morphological and molecular biology techniques. Evaporation efficiencies in the pilot plant were affected by weather conditions ? solar radiation, wind speed, relative humidity and air temperature. The initial leachate mass, recirculation flow rate and the air speed applied to the system influenced only on the flow of the leachate evaporation rates. The airspeed had a significant effect only when analyzed on the highest (5,5 and 6,0 m.s-1) and lowest (0,5 and 1,0 m.s-1) speeds. The evaporative process concentrate most of the pollutants present in the remaining liquid (solids, organic matter, nitrate, etc.), while the concentrations of ammonia and NTK has been reduced. The PCR and DGGE techniques carried out for the raw leachate and concentrated samples recovered phylogenetically similar groups during the evaporative process. Five different bacterial grouping were identified by BOX-PCR in air samples collected in the vicinity of the pilot unit. A greater number of CFU.m-3 was identified in the outlet duct of the experimental unit compared to other sampling sites, suggesting that these microorganisms may have come from the processing of the leachate in the pilot plant

Topics: Engenharia ambiental, Aterro sanitário, Águas residuais, Purificação, Lixiviacao, Evaporacao
Year: 2013
OAI identifier: oai:agregador.ibict.br.RI_UFSC:oai:repositorio.ufsc.br:123456789/122803
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