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Título: Utilização de reatores aeróbios como pós-tratamento de lixiviado antigo tratado por lagoas de estabilização
Título em inglês: Use of aerobic reactors as post-treatment of leachate by old treaty stabilization ponds
Autor(es): Farias Filho, Antonio Lima
Orientador(es): Santos, André Bezerra dos
Palavras-chave: Engenharia hidraulica
Saneamento
Lagoas de estabilização
Reator aerado submerso (RAS)
Reator em batelada sequencial (RBS)
Data do documento: 3-Ago-2010
Citação: FARIAS FILHO, A. L. (2010)
Resumo: Os sistemas de lagoas de estabilização, bastante presentes em aterros sanitários normalmente não são suficientes para o atendimento aos padrões ambientais de descarte de lixiviado tratado em águas superficiais. Este trabalho avaliou o emprego das tecnologias aeróbias do tipo reator aerado submerso (RAS) e reator em batelada seqüencial (RBS) como opções de pós-tratamento para lixiviado antigo pré-tratado em lagoas de estabilização. A coleta do lixiviado se deu na saída da última lagoa de estabilização do sistema de tratamento de lixiviado (duas anaeróbias em série, seguidas de uma facultativa) localizadas no Aterro Sanitário Metropolitano Oeste (ASMOC), município de Caucaia, Região Metropolitana de Fortaleza, estado do Ceará. Inicialmente foi realizada uma caracterização físico-química do lixiviado efluente e verificação do atendimento aos padrões de descarte. O RAS foi operado em cinco fases, sendo divididas entre esgoto sintético e lixiviado, este último testado com e sem diluição. Avaliou-se o efeito da adição de fonte externa de carbono, etanol, para a fase em que o reator era alimentado com lixiviado sem diluição. O RBS foi confeccionado em acrílico, em formato cilíndrico, com um volume útil de 5,0L, sendo inicialmente estudado o tempo de operação de cada ciclo de 24 horas. Posteriormente, foram avaliados no RBS os tempos totais de ciclo de 12 e 48 horas, além do efeito da adição de etanol no desempenho do reator. Os reatores foram instalados no Laboratório de Saneamento (Labosan) do Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental (DEHA) da Universidade Federal do Ceará (UFC). Eles foram operados na faixa mesofílica, com temperatura ambiente próxima de 27ºC. Em relação ao lixiviado tratado, os valores encontrados na caracterização físico-química confirmam a recalcitrância e complexidade do lixiviado, indicando que apenas as lagoas de estabilização, não atendem plenamente os padrões de descarte. A presença de compostos recalcitrantes e tóxicos no lixiviado afluente ao RAS durante um dos períodos de investigação causou diminuição na remoção de DQO, mostrando efeito inibitório nos microrganismos presentes no inóculo. Entretanto, em outra fase de investigação, tanto o RAS quanto o RBS se mostraram eficientes e estáveis na remoção de DQO e nitrogênio amoniacal, mesmo tratando lixiviado sem diluição. A adição de etanol como fonte externa de carbono foi benéfica para suprir as necessidades metabólicas microbianas, fazendo aumentar tanto a eficiência global do RAS e RBS em termos de remoção de matéria orgânica (DQO), assim como na estabilidade operacional dos mesmos. O RAS e o RBS foram também bastante eficientes no processo de nitrificação. O estudo no RBS com os tempos de ciclo de 12, 24 e 48 h revelaram que não houve diferença entre os tempos em relação à remoção dos constituintes analisados, fazendo com que se considerasse 12 h como tempo ótimo de ciclo, de forma a minimizar os custos com volume do reator e tempo de aeração. Como conclusão geral do experimento pode-se dizer que o tratamento biológico aeróbio, tanto utilizando reatores aerados submerso (RAS) quanto reatores em batelada seqüencial (RBS), pode ser considerado uma boa alternativa para o pós-tratamento de lixiviado antigos provenientes de sistemas de lagoas de estabilização, mas ainda requer adequações operacionais ou associações com processos físico-químicos ou de oxidação avançados para o enquadramento de todos os constituintes.
Abstract: The system of stabilization ponds, which is often present in landfills, is usually not efficient to meet environmental standards for disposal of treated leachate on surface waters. This study evaluated the use of submerged aerated reactor (SAR) and sequencing batch reactor (SBR) as post-treatment options for old leachate pre-treated in waste stabilization ponds. The leachate collection took place at the outflow of the last stabilization pond of the treatment system (two anaerobic em series, followed by a facultative pond) located in West Metropolitan Landfill (ASMOC), Caucaia municipality, metropolitan region of Fortaleza, Ceará state. A physical-chemical characterization of the leachate effluent was performed to verify the compliance to reach disposal standards. The SAR was operated in five phases, being divided between synthetic wastewater and leachate, the latter tested with and without dilution. We evaluated the effect of adding an external carbon source, ethanol, for the phase in which the reactor was fed with leachate without dilution. SBR was made of acrylic, in a cylindrical shape with a working volume of 5.0 L and the total time cycle of 24 hours was initially studied. The total time cycles of 12 and 48 hours were also evaluated in the SBR performance, as well as the effect of adding ethanol as carbon source. The reactors were installed at the Laboratory of Sanitation (Labosan) of the Department of Hydraulic and Environmental Engineering (DEHA), Federal University of Ceará (UFC). They were operated in the mesophilic range, with temperature near 27 ° C. Regarding the treated leachate, the physical-chemical characterization confirmed its recalcitrance and complexity, indicating that only the stabilization ponds did not fully meet the standards of disposal. The presence of recalcitrant and toxic compounds in the leachate influent to the SAR during the investigation period decreased COD removal, showing an inhibitory effect on the microorganisms present in the inoculum. However, in another research phase, both the SAR and SBR were stable and efficient on COD and ammonia removals, even when undiluted leachate was used. The addition of ethanol as external carbon source was beneficial to meet the microbial metabolic needs, increasing both the overall efficiency of SAR and SBR in terms of organic matter removal (COD) and operational stability. The SAR and SBR were also quite efficient in the nitrification process. The study with SBR with cycle times of 12, 24 and 48 h showed no considerable difference amongst the constituent removals, so that 12 h was considered as optimal time cycle in order to minimize the costs with reactor volume and aeration time. As a general conclusion of the experiment we can say that the aerobic biological treatment, using either submerged aerated reactor (SAR) or sequencing batch reactors (SBR), can be considered a good alternative for post-treatment of old leachate pre-treated in stabilization ponds, but still requires operational adjustments and associations with physical-chemical or advanced oxidation processes for accomplish all discharge standards.
Descrição: FARIAS FILHO, A. L. Utilização de reatores aeróbios como pós-tratamento de lixiviado antigo tratado por lagoas de estabilização. 2010. 84 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/16350
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