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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80543
Type: | Tese |
Title: | Fatores intervenientes na geração e composição de biogás em aterro sanitário e formas de manejo para melhorar sua produção |
Title in English: | Factors involved in the generation and composition of biogas in landfill and management methods to improve its production |
Authors: | Gomes, Ana Carolina Correia de Oliveira |
Advisor: | Stefanutti, Ronaldo |
Keywords in Brazilian Portuguese : | Líquido percolado;Resíduos sólidos;Monitoramento ambiental;Biometano;Metano |
Keywords in English : | Percolating liquid;Solid wastes;Monitoring, environmental;Biomethane;Methane |
Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::SANEAMENTO AMBIENTAL |
Issue Date: | 2025 |
Citation: | GOMES, Ana Carolina Correia de Oliveira. Fatores intervenientes na geração e composição de biogás em aterro sanitário e formas de manejo para melhorar sua produção. 2025. Tese (Doutorado em Engenharia Civil-Saneamento Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | Os aterros sanitários têm grande relevância no cenário atual do Brasil, que possuem alto potencial de geração de energia e gás natural, pois cerca de metade dos resíduos aterrados tem origem orgânica. Sendo assim, este trabalho investigou fatores que interferem na produção e composição de metano no ASMOC (Aterro Sanitário Metropolitano Oeste de Caucaia) e a interferência do aterro nas águas subterrâneas. Para isto, foram analisados 3 poços de monitoramento de água subterrânea a montante e 3 a jusante por meio de 30 parâmetros em 12 coletas. Para correlação com produção de biogás e parâmetros climáticos foram coletadas amostras mensais de biogás em poços de monitoramento espalhados pelos maciços no período de janeiro de 2019 a dezembro de 2022, totalizando 48 coletas. Esta mesma frequência e período foi utilizada para captar os parâmetros climáticos nas bases de dados da Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos e do Instituto Nacional de Meteorologia. Foram analisados: pluviosidade, pressão, velocidade do vento, temperatura, umidade do ar, nebulosidade, insolação e evaporação. Para simulação de um aterro, foi montado um reator de 1.000L contendo 500L de RSU de acordo com a gravimetria dos resíduos aterrados no ASMOC. Foi realizada aplicação de chorume e água semanalmente, de maneira intercalada durante 91 dias. A taxa de aplicação do chorume foi de 54L/m3 por semana e a umidade foi monitorada buscando a manutenção de 50%. Foram analisados 25 parâmetros para caracterização do chorume a ser irrigado. A umidade da massa dos RSU foi analisada com 5 coletas durante o experimento. Por fim, foram montados 16 reatores de 1.000L cada em escala piloto sendo 4 irrigados com chorume da célula antiga do aterro sanitário, 4 com chorume concentrado; 4 com efluente de fossa e os outros 4 não receberam chorume nem efluente de fossa. Foram inseridos 20L de chorume e efluente, nos reatores correspondentes, a cada 15 dias. Metade de cada sistema foi irrigado quinzenalmente com 30L de água para simulação da pluviosidade. Amostras de RSU foram coletadas em 2 pontos de cada reator, sendo a altura de 0,40m e 0,60m mensalmente para análise de umidade e analisados semestralmente através dos parâmetros carbono total, nitrogênio total e amônia. Os efluentes inseridos nos reatores e o chorume produzido nos mesmos foram analisados quadrimestralmente por meio de 22 parâmetros físico-químicos. A medição da composição e vazão do biogás produzido foi realizada para cada reator, um ponto por vez, com frequência diária durante 12 meses. Para as análises estatísticas os dados foram tabulados em uma planilha do Excel e utilizado o software JAMOVI versão 2.3 e o PAST. Foi possível determinar que não houve alteração na qualidade da água pelo período e parâmetros considerados neste estudo, com exceção do parâmetro cloreto. A pluviosidade, temperatura, evaporação, insolação, umidade relativa, umidade dos resíduos, irrigação com chorume concentrado, irrigação com chorume, irrigação com efluente (no período seco) interferem na produção de metano no ASMOC. O modelo de reator proposto pode ser utilizado em trabalhos para simulação de aterro sanitário em escala piloto. |
Abstract: | Sanitary landfills are of great relevance in the current scenario in Brazil, which have a high potential for generating energy and natural gas, as around half of landfilled waste has organic origin. Therefore, this work investigated factors that interfere in the production and composition of methane in ASMOC (West Caucaia Metropolitan Sanitary Landfill) and the interference of landfills in groundwater. For this, 3 upstream and 3 downstream groundwater monitoring wells were analyzed using 30 parameters in 12 collections. For transparency with biogas production and climate parameters, monthly samples of biogas were collected in monitoring wells distributed by solids from January 2019 to December 2022, totaling 48 collections. This same frequency and period was used to capture climatic parameters in the databases of the Cearense Foundation of Meteorology and Water Resources and the National Institute of Meteorology. The following were analyzed: rainfall, pressure, wind speed, temperature, air humidity, cloudiness, sunshine and evaporation. To simulate a landfill, a 1,000L reactor containing 500L of MSW was assembled according to the gravimetry of waste landfilled at ASMOC. Slurry and water were applied weekly, alternately for 91 days. The leachate application rate was 54L/m3 per week and humidity was monitored seeking to maintain 50% humidity. 25 parameters were analyzed to characterize the leachate to be irrigated. The moisture content of the MSW mass was confirmed with 5 collections during the experiment. Finally, 16 reactors of 1,000L each were assembled on a pilot scale, 4 irrigated with leachate from the old landfill cell, 4 with concentrated leachate; 4 with septic tank effluent and the other 4 did not receive leachate or septic tank effluent. 20L of leachate and effluent were inserted into the corresponding reactors every 15 days. Half of each system was irrigated every two weeks with 30L of water to simulate rainfall. MSW samples were found at 2 points in each reactor, at a height of 0.40m and 0.60m, monthly for moisture analysis and applied every six months using the parameters total carbon, total nitrogen and ammonia. The effluents inserted into the reactors and the leachate produced therein were analyzed every quarter using 22 physicochemical parameters. The measurement of the composition and flow of the biogas produced was carried out for each reactor, one point at a time, with a daily frequency for 12 months. For statistical analyses, data were tabulated in an Excel spreadsheet and JAMOVI software version 2.3 and PAST were used. It was possible |
Abstract in Spanish: | to determine that there was no change in water quality during the period and under the conditions foreseen in this study, with the exception of the chloride parameter. Rainfall, temperature, evaporation, insolation, relative humidity, residue humidity, honesty with concentrated leachate, honesty with leachate, supervision with effluent (dry period) interfere with methane production in ASMOC. The proposed reactor model can be used in pilot-scale landfill simulation work. |
Description in Brazilian Portuguese: | Este documento está disponível online com base na Portaria nº 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80543 |
Author's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/4637169786070716 |
Advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/2381599257044388 |
Access Rights: | Acesso Aberto |
Appears in Collections: | DEHA - Teses defendidas na UFC |
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