130902 - Parte5 - Operaçoes - Processos - Aterros

Transcript

16/09/2013 Engenharia Urbana RESÍDUOS SÓLIDOS Parte 5 Operações e Processos de Aterros Sanitários Maria Cristina Moreira Alves Engenheira Civil, D.Sc. Poli/UFRJ 1. Conceito de Resíduos Sólidos 2. Legislação 3. Classificação dos Resíduos 4. Características dos RSU 5. Geração de RSU no Brasil 6. Gestão Integrada dos Resíduos Sólidos 7. Abrangência dos Serviços de Limpeza Urbana: Acondicionamento, Coleta e Transporte, Transferência 8. Tratamento de Resíduos Sólidos Urbanos Rotas Tecnológicas, Reciclagem, Compostagem, Incineração 9. Disposição Final Lixões, Aterros Controlados, Aterros Sanitários 10. Remediação de Lixões e Transformação em Aterros Controlados 11. Disposição de RSU no Brasil – Capacidade Instalada 12. Degradação de Resíduos – Geração e Produção de Efluentes 13. Operações e Processos de Aterros de Resíduos Sólidos 14. Panorama Internacional – Alguns Exemplos 1 16/09/2013 Operações e Processos em Aterro de RSU Controle da água superficial Cobertura e recomposição da paisagem Conversão de gás para eletricidade Projeto do aterro Manejo do gás do aterro Cobertura final Drenagem pluvial Reações diversas ocorrendo no aterro Queima de gás Sistema de coleta de gás Revestimento Biogás e ar atmosférico Coleta do lixiviado Tratamento do lixiviado Inspeção do carregamento Pesagem Água subterrânea Zona vadosa Manejo do lixiviado Monitoramento ambiental Recebimento de resíduos Tchobanoglous et al, 1993 Operações no aterro COMPONENTES DO PROJETO Aspectos de Engenharia e Proteção Ambiental 1. Sistema de Tratamento de Base (Impermeabilização da Fundação) 2. Sistema de drenagem: de águas pluviais, líquidos percolados e gases; 3. Sistema de cobertura; 4. Estabilidade da massa aterrada; 5. Sistema de coleta e tratamento de lixiviado; 6. Operação do Aterro 7. Sistema de monitoramento ambiental e geotécnico. 2 16/09/2013 ESCOLHA DA ÁREA!!! Diagnóstico do Municipio ou Consórcio de Municípios O projeto apresentado é compatível com a quantidade de resíduos que vai receber? ELEMENTOS DE PROJETO DE ATERROS NORMAS TÉCNICAS BRASILEIRAS ABNT NBR13896:1997 – Aterros de Resíduos Não Perigosos – Critérios para Projeto, Implantação e Operação ABNT NBR 8419:1992 – Apresentação de Projetos de Aterros Sanitários de Résíduos Sólidos Urbanos ABNT NBR 15849:2010 – Resíduos Sólidos Urbanos - Aterros Sanitários de Pequeno Porte – Diretrizes para Localização, Projeto, Implantação, Operação e Encerramento Aterros Sanitários de Pequeno Porte (aterro simplificado): Disposição de quantidade de resíduos menor que 20 t/dia 3 16/09/2013 1. Sistema de Tratamento da Base do Aterro Finalidades: Proteger a fundação do aterro evitando-se a contaminação do subsolo e aquíferos adjacentes pelo lixiviado Drenagem do lixiviado Características da Proteção da Base do Aterro Estanqueidade e durabilidade Que materiais podem ser utilizados? Parâmetros: Permeabilidade Profunidade do N.A Balanço Hídrico ARGILA COMPACTADA GEOMEMBRANAS SOLO NATURAL Parâmetros: Permeabilidade Profunidade do N.A Balanço Hídrico Camada Impermeabilizante? Resíduos N.A. k H Solo Natural 4 16/09/2013 No Brasil: ABNT 15849:2010 – Aterros de Pequeno Porte k < 10 -6 cm/s e H > 1,5 m e EH < 188 mm/ano Não é necessário ABNT 15849:2010 – Aterros de Pequeno Porte Se k > 10 -6 cm/s (determinação in-situ) ou H < 1,5 m ou EH > 188 mm/ano Impermeabilização Complementar 5 16/09/2013 Impermeabilização Complementar Solo compactado local ou proveniente de jazidas com controle de compactação k < 10 -6 cm/s Geomembranas MOSTRAR GEOMEMBRANA Geomembrana: Consiste em uma manta de polietileno de alta densidade (PEAD) que apresenta baixa permeabilidade (aproximadamente 10-12 cm/s) Se não for necessária a impermeabilização complementar: devem ser executados o revolvimento e a recompactação, em pelo menos 3 camadas, de pelo menos 60 cm do solo local na base do aterro, mantendo-se no mínimo o coeficiente de permeabilidade do solo natural • Controle de compactação no Campo : Método do Frasco de Areia Determinação do Peso Específico Aparente , γ Determinação da Umidade, w(%) Grau de compactação 6 16/09/2013 Controle de compactação Laboratório: Retirada de amostras para serem levadas ao Laboratório Amostra retirada e identificada Amostragem Laboratório w(%), γ + Grau de compactação NBR 13896 – Aterros de Resíduos Classe II k < 10 -6 cm/s H > 3 m (N.A. medido na estação chuvosa) Não é necessário camada impermeabilizante NBR13896 (1997) Não menciona Balanço Hídrico 7 16/09/2013 Impermeabilização com Argila compactada Impermeabilização com Geomembrana Célula Emergencial do Aterro de Morro do Céu, Niterói 2011 Revestimento lateral e de fundo Drenagem 8 16/09/2013 Revestimento de Fundo Com argila compactada Com geotextil Mostrar GCL Boscov, 2008 Santos,2009 No Mundo: Sistemas de revestimento de fundo para aterros de resíduos sólidos urbanos, segundo regulamentações de diversos países 9 16/09/2013 Padrões de percolação N.A. Solo compactado Solo Natural Padrões de percolação N.A. Geomembrana Solo Natural 10 16/09/2013 Padrões de percolação N.A. Geomembrana Defeito (furo) Solo Natural Padrões de percolação N.A. Geomembrana Solo compactado Defeito (furo) Solo Natural 11 16/09/2013 Geossintético Reforço Geotêxtil Tecido X Geotêxtil não tecido X Filtração X Drenagem Proteção Separação X X X X X X X Geomembrana X X X X X Georrede Geogrelha Controle de erosão superficial X GCL Geocomposto para drenagem ImpermeabiImpermeabilização X X Geomanta Fonte: modificado de Palmeira, 1998 2.2. Drenagem de Lixiviado (Drenagem de Fundo) Finalidades: L • Coletar os líquidos percolados através da massa de resíduos e encaminhá-los para a Estação de Tratamento de Efluentes (ETE), evitando o comprometimento do aqüífero e corpos hídricos superficiais. • Reduzir das pressões dos líquidos dentro da massa aterrada, favorecendo a estabilidade do maciço. Dimensionamento: • Vazão a ser drenada • Condicionantes geométricos da massa de resíduos 12 16/09/2013 ABNT 15849:2010 – Aterros de Pequeno Porte Soluções para drenagem, reservação e tratamento dos lixiviados Exceto para locais onde o balanço hídrico indica ausência de líquidos a serem drenados Características Material : Brita ou outro material alternativo recomendado Deve ser dimensionado de tal forma que a altura de lixiviado atinja no máx: 30 cm Alguns Tipos de Disposição da Drenagem de Fundo Drenagem executada diretamente no solo de fundação Aterro de Rio Formso - PE 13 16/09/2013 NBR 13896 - Aterros de Resíduos Não Perigosos Drenagem deve ser implantada acima da camada de impermeabilização Lâmina de lixiviado não deve exceder 30 cm Geralmente consiste em uma camada de material granular de alta permeabilidade, como brita, protegida por uma camada de filtração (areia ou geotêxtil)). Dentro dessa camada é disposta uma tubulação perfurada que capta geotêxtil e direciona o percolado a um reservatório onde é removido para tratamento. tratamento. a) Em construção b) Ilustrativo Boscov (2008) 14 16/09/2013 Drenagem de Lixiviado (drenagem de fundo) Da esquerda para direita: drenos de brita e pneus; impermeabilização de base do dreno com geomembrana, disposição das pedras do dreno; tubo perfurado. Drenagem de Lixiviado (drenagem de fundo) CTR de Nova Iguaçu. Fonte: Felipetto, 2010; Nogueira 2011 15 16/09/2013 Drenagem Superficial Es Finalidades: • desviar as águas da bacia de contribuição para fora do local do aterro, possibilitando a operação, mesmo em dias de chuvas intensas • diminuir o volume de líquido percolado e, consequentemente, otimizar o tratamento do lixiviado • proteger a camada de cobertura Dimensionamento: A partir do levantamento topográfico e balanço hidrico Escoamento superficial Canaleta de montante Canaleta de jusante Aterro de resíduos Santos,2009 16 16/09/2013 NBR 15849:2010 – Aterros de Pequeno Porte Deve ser apresentadas as soluções adotadas para a execução da drenagem de águas pluviais, de modo a impedir a formação de poças na área do aterro, de caminhos preferenciais geradores de erosão e o aporte de água aos locais de disposição dos resíduos. NBR 13896:1997 – Aterros de Resíduos Classe II O responsável pelo aterro deve projetar, costruir, operar e manter um sistema de desvio de águas superficiais da área do aterro capaz desuportar uma chuva de pico de cinco anos. Convencional: • Canaletas associadas a escadas d’água e tubos de concreto. 17 16/09/2013 Em Aterros de Resíduos Sólidos: Colchão Flexivel – Colchão Reno Santos,2009 Aterro da Muribeca, PE 18 16/09/2013 Vista do Aterro de Gramacho, 2010 19 16/09/2013 2.3. Drenagem e Tratamento dos Gases Atmosfera Migração dos Gases em Aterros Resíduos Solo de Fundaçao Fonte: McBean et al, 1995 Finalidade: Retirar os gases gerados no processo de degradação, de forma a aliviar as pressões internas que ocorrem no maciço, contribuindo para a estabilidade geotécnica dos taludes e, conseqüentemente, a segurança da obra (drenagem) Escoamento Vertical dos líquidos. Devem estar interconectados com a drenagem de base dos líquidos. Controlar seu escapamento na saída da drenagem (Tratamento) NBR 15849:2010 – Aterros de Pequeno Porte A adoção de sistema de drenagem de biogás deve ser adotada quando a altura final do aterro ultrapassar 3 m e a fração orgânica dos resíduos ultrapassar 30% ou a critério do projetista. NBR 13896:1997 – Aterros de Resíduos Classe II Todo aterro deve ser projetado de maneira a minimizar as emissões gasosas e promover a captação e tratamento adequado das eventuais emanações 20 16/09/2013 Composição Típica do Biogás Gás Percentual (em volume) Metano (CH4) 45 a 60% Dióxido de Carbono (CO2) 35 a 50% Nitrogênio (N2) 0 a 10% Oxigênio (O2) 0a4% Vapor de água (H20) 2 a 4% Hidrogênio (H2) inferior a 0,1% Monóxido de carbono (CO) Gás sulfídrico (H2S) inferior a 0,1% inferior a 0,01% ≈1% Gases traços (até 350 comp.) Metano (CH4) – Explosivo na presença do Oxigênio 21 x mais poluente que o CO2 Queima na saída , controlando assim, a emissão dos gases à atmosfera Gases de Efeito Estufa (Green House Gas) x potencial de poluição comparado ao CO2. Gás Dióxido de Carbono (CO2) Metano (CH4) Óxido Nitroso (N2O) Hidrofluorcarbonos (HFC’s) Perfluorcarbonos (PFC’s) Hexafluor de Enxofre (SF6) GWP 1 21 310 100 - 3.000 5.000 - 10.000 23.900 O tratamento mais comum dado aos gases de aterros de RSU no Brasil é a combustão através de queimadores (flares) instalados no final dos drenos de biogás. Sem queimador Com queimador 21 16/09/2013 A reação de combustão do metano o transforma em CO2 de acordo com a seguinte equação: C H4 + 2 O2 Combustão CO2 + 2H2O + Energia O sistema poderá ser projetado de modo a funcionar também como facilitadores ao escoamento vertical dos líquidos no interior da massa de lixo Da esquerda para direita: tubos perfurados usados na drenagem de gás; dreno de gás instalado na massa de lixo; dreno de gás com revestimento protetor de pedras rachão Esquematicamente: 22 16/09/2013 Aterro controlado de Gramacho - RJ Nogueira, 2011 Medição do biogás no aterro controlado de Gramacho - RJ. Nogueira, 2011 23 16/09/2013 Tubulação coletora e chegada à estação de biogás de Gramacho - RJ. Nogueira, 2011 Estação de biogás de Gramacho e seu analisador . Nogueira, 2011 24 16/09/2013 Controle do Biogás na Central de Controle de Gramacho Aterros Sanitários com aproveitamento Energético do Biogás Aproveitamento do Biogás Fonte: Tchobanoglous, et al Exemplo de Distribuição de Drenos 25 16/09/2013 Geração de eletricidade Geração de eletricidade Dreno de gás CTR de Nova Iguaçu. Fonte: Felipetto, 2010 Dreno de Biogás Aterro de Macaé 2009 26 16/09/2013 CAMADAS DE COBERTURA DE ATERROS RSU “Elemento de projeto que faz a ligação entre a massa aterrada e o meio ambiente atmósferico” Camada de cobertura Fonte: ALCANTARA, 2007. Características desejáveis: (cobertura final) • Baixa permeabilidade à água e ao ar • Durabilidade • Resistência à danos de erosão • Manter a integridade com recalques • Exigir o mínimo de manutenção 27 16/09/2013 Tipos de coberturas em ARSU a) Diária: realizada ao final de cada jornada de trabalho; Finalidade: evitar ratos e baratas e reduzir o espalhamento do lixo leve (papel, plásticos, etc.). Preferencialmente utiliza-se uma camada de argila de 15 a 20 cm não compactada. FOTO DE MORRO DO CÉU b) Intermediária: necessária naqueles locais onde a superfície ficará exposta por mais tempo, aguardando a conclusão de um patamar para início do seguinte. Funções: Promoção de melhor apresentação visual; Possibilita condições de acesso à célula de resíduos; Redução de transporte de resíduos leve pelo vento; Redução de proliferação de vetores; Redução da combustão espontânea dos resíduos e pontos de fogo; OBS: Continuidade da drenagem vertical de líquidos e gases através desta camada . 28 16/09/2013 c) Final: realizada quando o aterro atinge sua conformação geométrica final. Funções: Limitar a infiltração de água no aterro evitando o aumento da taxa de geração de lixiviado; Controlar a entrada ou saída de gases (fluxo de gases poluidores para atmosfera e a entrada de oxigênio para a massa de resíduos); Implementar camada superficial apta à revegetação; Evitar proliferação de vetores e incêndios. REGULAMENTAÇÕES ALEMANHA Aterro de resíduos perigosos: camada composta (solo e geossintético) Aterros de inertes ou com baixo potencial de contaminação e resíduos municipais (Classe II): camadas compactadas de argila. Posição Camada de Cobertura Camada de base Componentes Aterros Classe I Aterros Classe II Vegetação Necessário Necessário Camada de proteção > 1m > 1m Camada drenante d≥ 0,3 m e K≥ 10 -3 m/s d≥ 0,3 m e K≥ 10 -3 m/s Camada de proteção Não necessário Necessário Geomembrana Não necessário d≥ 2,5 mm Camada de argila compactada d≥ 0,5 m e K≤ 5 x 10 -10 m/s d≥ 0,5 m e K≤ 5 x 10 -10 m/s Camada drenante de gás Não necessário Necessário Fundação d≥ 0,5 m d≥ 0,5 m Fonte: SIMON e MÜLLER (2004) apud MARIANO (2008) 29 16/09/2013 REGULAMENTAÇÕES BRASIL NBR 13.896:1997 Estabelece a “necessidade” do projeto e da implantação da cobertura final do aterro, que consiste de um sistema de impermeabilização superior” que possua permeabilidade menor que o solo natural da área do aterro; Parâmetro mínimo para depósitos naturais sem impermeabilização inferior, na ordem, de 10-6 cm/s. Não faz menção ao tipo de solo, características geotécnicas, espessura e manutenção ao longo do tempo REGULAMENTAÇÕES BRASIL NBR 8419 (1992) : 5.1.6.4.1 Deve ser prevista uma impermeabilização inferior e/ou superior do aterro sanitário, quando solicitado pelo órgão ambiental. 5.1.6.4.2 No caso de ser necessária impermeabilização, deve ser indicado: a) o tipo de impermeabilização adotado; b) os materiais empregados, com suas especificações e características segundo as correspondentes normas brasileiras. 30 16/09/2013 BRASIL NBR 15849:2010 : 6.3.5.1.3 Deve ser descrito o sistema de cobertura a ser colocado (operacional e final), de forma a evitar a proliferação de vetores, minimizar a formação de lixiviados, reduzir a exalação de odores e gases de efeito estufa, isolar os resíduos e evitar a erosão. COMPONENTES DO SISTEMA DE COBERTURA FINAL Fonte: D’Almeida e Vilhena (2000) “ A camada de proteção vegetal tem finalidade de integração da área ao meio ambiente, aumentar a evapotranspiração, diminuir a infiltração e geração de lixiviado e minimizar a erosão” • camada superficial: solo, material geossintético para controle de erosão e blocos rochosos. • camada de proteção: solo, material residual recuperado ou reciclado ou blocos rochosos. • camada drenante: areia ou cascalho ou material geossintético tipo georrede ou geocompósito. • camada impermeabilizante: argila compactada, geomembrana ou argila geossintética e rejeitos. • camada coletora de gás: cascalho, solo, georrede ou geotêxtil ou material residual recuperado ou reciclado 31 16/09/2013 TIPOS DE CAMADA DE COBERTURA FINAL a) SISTEMAS CONVENCIONAIS Confeccionadas com camadas de solo natural argiloso de baixa permeabilidade saturada (Ksat ≤ 10-9 m/s) ou camadas intercaladas de solo natural argiloso e geossintéticos diretamente sobre a massa de resíduos; Também denominadas de resistivas (ZORNBERG et. al., 2003); Pode apresentar ressecamento e formação de fissuras e trincas quando utilizadas em climas secos. Argila compactada Massa de Resíduos TIPOS DE CAMADA DE COBERTURA FINAL b) ALTERNATIVAS São compostas por solos, ou misturas de solos com outros materiais que não são geossintéticos. Podem ser denominadas de barreiras capilares, camadas evapotranspirativas e metanotróficas ou bioxidativas. “Qualquer alternativa de cobertura deverá possuir uma eficiência comprovada ao longo do tempo, que deve ser no mínimo igual aquela apresentada por camadas convencionais de solo argiloso, de forma que funcionem como barreira hidráulica, limitando o fluxo de água, geração de lixiviado e o risco adicional de contaminação das águas subterrâneas, além de limitante na migração de gases e propagação de vetores e custos envolvidos (EPA, 2003). 32 16/09/2013 TIPOS DE CAMADA DE COBERTURA FINAL b.1) Barreiras capilares •Usadas para controlar a infiltração de água na superfície do aterro através do aumento da capacidade de armazenamento de água na camada de material mais fino. •Funcionam bem na condição não saturada Simples Dupla Solo de granulometria grossa Solo de granulometria fina (barreira capilar) Solo de granulometria fina (barreira capilar) Solo de granulometria grossa (bloco capilar) Solo de granulometria grossa (bloco capilar) Massa de resíduos Massa de resíduos TIPOS DE CAMADA DE COBERTURA FINAL b.2) Camadas evapotranspirativas •Camadas vegetadas que usa a evapotranspiração como forma de evitar a infiltração •Projetos baseados no balanço hídrico •Podem ser do tipo monolíticas (solo local usado como substrato para vegetação) ou barreiras capilares (camada fina como substrato para vegetação) CATAPRETA (2008) 33 16/09/2013 TIPOS DE CAMADA DE COBERTURA FINAL b.3) Camadas metanotróficas ou bioxidativas •Camada superficial com materiais diferenciados tipo composto e produtos similares proveniente de tratamento mecânico biológico de resíduos, mistura de solo e composto, etc.; •Projetadas com a finalidade de reduzir as emissões de CH4; •Utilizam as características físico-químicas e microbiológicas específicas dos materiais para favorecer o processo de oxidação de CH4. TIPOS DE CAMADA DE COBERTURA FINAL b.3) Camadas metanotróficas ou bioxidativas Composto ou mistura de solo e composto ≥ 1,2 m Camada de distribuição de gás 0,5m Φ 16 a 32 mm Massa de resíduos Perfil recomendado por Humer & Lechner (2001) 34 16/09/2013 Vegetação da Cobertura Final Cobertura sem vegetação Erosão Aterro de Campinas, SP 2010 35 16/09/2013 Aterro Bandeirantes, SP Geomantas Função das geomantas • Proteger a superfície do terreno do efeito da chuva e do vento;; vento • Reduzir a velocidade da água sobre a superfície do terreno; terreno; • Proteger o terreno dos efeitos do sol sol;; • Evitar a fuga do material do terreno; terreno; • Criar um ambiente propício para o crescimento da vegetação; vegetação; • “Armar” as raízes da vegetação. vegetação. Santos, 2009 36 16/09/2013 Como trabalham as geomantas Grama Geomanta Raízes Solo Santos, 2009 Como trabalham as geomantas Grama Geomanta Raízes Solo Santos, 2009 37 16/09/2013 Função das geomantas Grama Geomanta Raízes Solo Santos, 2009 ESTABILIDADE DA MASSA DE RESÍDUOS Finalidade: Definir a geometria estável do aterro e do seu entorno, com critérios adequados para obras civis Considerar a influência dos líquidos e gases no interior da massa Critério utilizado normalmente – Geotécnico Critério de Resistência de Mohr-Coulomb (c e Φ ) Pesquisas: Influência das fibras - reforço 38 16/09/2013 ! Observar a ocorrência de trincas no topo do talude ! Ruptura envolvendo a fundação Superfície de Ruptura Ruptura pela massa de resíduos DESLIZAMENTO - ATERRO DOÑA JOANA (1997) 39 16/09/2013 TRATAMENTO DE LIXIVIADO CHORUME é o líquido formado pela água de constituição presente nos resíduos somado ao resultado da decomposição da matéria orgânica. LIXIVIADO ou PERCOLADO é o resultado da mistura do chorume com as demais ocorrências de água na massa de resíduos. É o efluente líquido proveniente de aterros de resíduos sólidos. CARACTERÍSTICAS MAIS PROVÁVEIS DO LIXIVIADO DE ATERROS BRASILEIROS. *FVMP: FREQÜÊNCIA DE OCORRÊNCIA DOS VALORES MAIS PROVÁVEIS. Faixa máxima Faixa mais provável FVMP* (%) 5,7 – 8,6 750 – 11.400 7,2 – 8,6 750 – 7.100 78 69 Condutividade (µS/cm) 2.950 – 25.000 2.950 – 17.660 77 DBO5 (mg/L) DQO (mg/L) N-amoniacal (mg/L) < 20 – 30.000 190 – 80.000 0,4 – 3.000 < 20 – 8.600 190 – 22.300 0,4 – 1.800 75 0 – 5.400 0 – 1.800 Cloreto (mg/L) 500 – 5.200 500 – 3.000 77 72 Sólidos totais (mg/L) Sólidos totais voláteis (mg/L) 3.200 – 21.900 630 – 20.000 3.200 – 14.400 630 – 5.000 79 60 Sólidos totais fixos (mg/L) Sólidos suspensos totais (mg/L) Sólidos suspensos voláteis (mg/L) 2.100 – 14.500 5 – 2.800 5 – 530 2.100 – 8.300 5 – 700 5 – 200 74 68 62 Ferro (mg/L) Manganês (mg/L) 0,01 – 260 0,04 – 2,6 0,01 – 65 0,04 – 2,0 67 79 Cobre (mg/L) Níquel (mg/L) Cromo (mg/L) Cádmio (mg/L) Chumbo (mg/L) Zinco (mg/L) 0,005 – 0,6 0,03 – 1,1 0,003 – 0,8 0 – 0,26 0,01 – 2,8 0,01 -8,0 0,05 – 0,15 0,03 – 0,5 0,003 – 0,5 0 – 0,065 0,01 – 0,5 0,01 – 1,5 61 71 89 67 64 70 Variável pH Alcalinidade total (mg/L de CaCO3) Metais Pesados Sulfato (mg/L) 83 72 Fonte: SOLTO & POVINELLI, 2007 40 16/09/2013 INFLUÊNCIA DA IDADE DO LIXIVIADO Lixiviados JOVENS com alta carga orgânica: • DQO maiores que 20.000 mg/l, • Alto conteúdo de metais (até 2000 mg/l) • Degradabilidade média (DBO5/DQO > 0,65). Tratamentos Biológicos Lixiviados VELHOS (estabilizados) com baixa carga orgânica: • DQO menores a 2.000 mg/l, • Baixo conteúdo de metais (menos de 50 mg/l) • Biodegradabilidade Baixa (DBO5/DQO < 0,1). Presença de recalcitrantes e inorgânicos: outros processos Fonte: FARQHAR (1989) apud EL-FADEL et al. (2002), apud Lins, 2010. 41 16/09/2013 Composição lixiviado oriundo do AMG – 2008 (Fonte: Moura, 2008) Moura, D.A.G., “Remoção de Amônia por Arraste com Ar de Lixiviados de Aterros Sanitários” Dissertação Mestrado – Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos, Escola de Química – UFRJ, 2008. Tratamento de Lixiviado Finalidade: tratar o lixiviado de forma que este atinja os padrões de lançamento nos corpos hídricos (Conama 430 de 2011) e/ou legislações estaduais Lodos Ativados Lagoas aeróbias, anaeróbias e facultativas Reator UASB Filtros Biológicos Precipitação Química Arraste de amônia Membranas Coagulação e Floculação Processo Fenton 42 16/09/2013 RECIRCULAÇÃO DE LIXIVIADO Aterro Controlado de Gericinó, Rio Tratamento Biológico Finalidade: diminuir a carga orgânica = tratamento de esgoto Parâmetro importante: DBO e DQO Ex: ATERRO SANITÁRIO DE CANHANDUBA - ITAJAÍ –SC (2009) 43 16/09/2013 Ex: Aterro Controlado da Muribeca - PE • Tratamento Lixiviado: Lagoas e Bioquímico Decantação, Anaeróbia e Facultativas Lagoas Facultativas Tratamento bioquímico Lagoa anaeróbia Físicos e Fisico-químicos Coagulação/Floculação/Sedimentação – um método para clarificação do lixiviado pela aglomeração e arraste do material finamente dividido em suspensão por agentes coagulantes Adsorção – transferência dos íons presentes na fase líquida para a superfície da fase sólida Separação por Membrana (tratamento terciário ou polimento) Etc. 44 16/09/2013 Processo bioquimico – vou colocar a barreira da Muribeca!! Tratamento do Lixiviado do Aterro de Gramacho, 2009 LAGOA DE ACUMULAÇÃO ARRASTE COM AR (COM ADIÇÃO DE CAL) AJUSTE DE pH para ir LODOS ATIVADOS NANOFILTRAÇÃO 45 16/09/2013 Lagoa de acumulação aeradores 46 16/09/2013 Lodos Ativados Lodos Ativados e decantador 47 16/09/2013 Nanofiltração RSU Classe II lagoa Lagoa + bag CTR Nova Iguaçu em 2012 Purgas para abater salinidade no biológico lodo Tratamento Biológico (MBR) Tanque Anóxico + Tanque Aeróbio UF tubula r NF Fenton concentrado Purga de lodo lodo Permeado (efluente tratado) Desidratação lodo 48 16/09/2013 Frequência Diária MONITORAMENTO DE ALGUNS Semanal PARÂMETROS NO PROCESSO DE TRATAMENTO DE LIXIVIADO Mensal Parâmetro Vazão Temperatura Turbidez pH Oxigenio Dissolvido DQO Amônia Nitrito Nitrato Fósforo Sóldios Sedimentáveis Sóldios Suspensos Sóldios Dissolvidos DBO Coliformes Streptococus Salmonela Alcalinidade Sulfatos Óleos e Graxas Metais Pesados Local de Determinação In situ Laboratório Laboratório 7. OPERAÇÃO DO ATERRO 7.1 Pessoal, Máquinas e Equipamentos PESSOAL devidamente capacitado para exercer as funções 49 16/09/2013 EQUIPAMENTOS • Investimento Elevado Tipo e quantidade de máquinas depende de: • Quantidade e tipo de resíduos depositados; • Grau de compactação dos resíduos projetado; • Características topográficas e geológicas do solo; • Localização da jazida de terra e volume que será usado para a cobertura da massa de resíduos. 7.2 Infraestrutura (Instalações de Apoio) • Cerca e barreira vegetal - envolver toda a área de operação do aterro • Cadastro dos caminhões e identificação das transportadoras • Prédio Administrativo e demais estruturas de apoio Preferencialmente na entrado do aterro, composto de escritório, almoxarifado, ferramentaria, instalações sanitárias completas, copa e refeitório, cujas dimensões deverão ser definidas em função do número de funcionários. • Recepção dos Resíduos Guarita de Entrada e Balança Registro de Entrada Verificação da Procedência Pesagem 50 16/09/2013 GUARITA E BALANÇA FORMULÁRIO DE PESAGEM Frente de Operação ATERRO SANITÁRIO DE CANHANDUBA - ITAJAÍ –SC (2009) 51 16/09/2013 Rolo Compressor – Utilizado para compactação dos resíduos e da camada de cobertura Retroescavadeira - Equipamento extremamente versátil, por desempenhar múltiplas funções nos aterros sanitários. Usadas na abertura de valas, execução de drenos, assentamento de tubulação e carregamento de caminhões. ATERRO SANITÁRIO DE CANHANDUBA - ITAJAÍ –SC (2009) Motoniveladora: Utilizada para terraplanagem e nivelamento, encontrada principalmente em aterros de grandes dimensões. Retroescavadeira Trator de Esteira ATERRO SANITÁRIO DE CANHANDUBA - ITAJAÍ –SC (2009) 52 16/09/2013 Aterro de Macaé (2009) • Galpão para guarda e reparos de máquinas e veículos ATERRO SANITÁRIO DE CANHANDUBA - ITAJAÍ –SC (2009) 53 16/09/2013 • Área para Estocagem de Material ATERRO SANITÁRIO DE CANHANDUBA - ITAJAÍ –SC (2009) Disposição dos Resíduos • No início da operação, se tiver manta de impermeabilização – CUIDADO para não danificá-la • Para uma boa compactação, o espalhamento do lixo deverá ser feito em camadas não muito espessas de cada vez (máximo de 50 cm), com o trator dando de três a seis passadas sobre a massa de resíduos; ATERRO SANITÁRIO DE CANHANDUBA - ITAJAÍ –SC (2009) 54 16/09/2013 Drenagem À medida que as camadas de lixo vão sendo compactadas, formando as células, procede-se a instalação dos drenos internos horizontais e verticais, os quais devem ser interligados para garantir a drenagem efetiva dos gases e lixiviado. Aterro de Macaé (2009) 8. Monitoramento em Aterros de RSU Objetivos: • Acompanhamento dos parâmetros geotécnicos • Acompanhamento dos parâmetros ambientais • Assegurar a execução do aterro de acordo com as premissas projeto de Metodologia: Monitoramento da pressão de líquidos e gases no interior da massa de lixo e dos recalques durante a operação do aterro Monitoramento dos parâmetros relacionados aos resíduos sólidos e aos efluentes líquidos e gasosos seja por meio de determinações in-situ ou através de amostragem para análise em Laboratório. 55 16/09/2013 MONITORAMENTO IN-SITU • Estação Metereológica • Recalques – placas superficiais ** e extensômetros magnéticos • Pressão de líquidos – piezômetro ** •Temperatura – termopares instalados no aterro • Composição e vazão e temperatura do biogás nos drenos ** GEOTÉCNICO • Inclinômetro • Características do lixiviado gerado ** AMBIENTAL • Monitoramento da Estação de Tratamento (Padrões de Lançamento)** • Monitoramento das águas superficiais e subterrâneas** Estação Metereológica Comportamento Hídrico 700 625 550 400 325 250 175 100 25 -50 ez /9 Ju 6 n/ 9 Ja 7 n/ 9 Fe 9 v/ 9 M 9 ar /9 Ab 9 r/9 M 9 ai /9 Ju 9 n/ 9 Ju 9 l/9 Ag 9 o/ 9 Se 9 t/9 O 9 ut /9 No 9 v/ 9 D 9 ez /9 Ja 9 n/ 0 Fe 0 v/ 0 M 0 ar /0 Ab 0 r.0 M 0 ai/ 0 Ju 0 n/ 0 Ju 0 l/0 0 -125 D Indice (mm) 475 PrecipitaçaoCurado Balanço Hidrico Evap. Muribeca Precipitação Muribeca Tempo 56 16/09/2013 Monitoramento Geotécnico Tubo de Piezômetro Em Planta: A T E R R O D A M U R IB E C A C É L U L A 4 (P L A N T A ) A C É L U L A 6 V IA D E A C E S S O 1 6 5 ,0 0 m 13 3 4 CÉLULA 5 8 5 13 5,0 0m 150,00 m S P T -3 12 11 10 9 CÉLULA 3 4 0 ,0 m 7 6 S P T 1= P Z 1 1 S P T 2 2 0 m 1 2 0 ,0 2 4 3 3 5 ,0 m 2 5 ,0 m 2 0 ,0 m 1 5 ,0 m V IA D E A C E S S O B 57 16/09/2013 Leitura de Recalque em Profundidade Monitoramento do Biogás Temperatura, Vazão e Composição nos Drenos Preparação do Dreno Q=vxA Leitura da temperatura e velocidade 58 16/09/2013 Q=vxA Preparação do Dreno Leitura da velocidade e temperatura Composição do Biogás 59 16/09/2013 MONITORAMENTO DE LÍQUIDOS Lixiviado Análises: Águas Superficiais •Físico-químicas Águas Subterrâneas •Microbiológicas •Coliformes •Contagem de bactérias ENCERRAMENTO DO ATERRO No Plano de Encerramento devem constar: Métodos e etapas a serem seguidas no fechamento do aterro Projeto e Construção da Cobertura Final Data aproximada para o inicio das atividades de encerramento Estimativa da quantidade de resíduos aterrados Usos para a área do aterro após o fechamento Monitoramento das águas após o término das operações por um período de 20 anos após o termino das atividades Atividades após o encerramento do aterro Manutenção do sistema de drenagem e de detecção de vazamento até o termino da sua geração Manutenção da cobertura de modo a corrigir trincas e erosões Manutenção do sistema de tratamento de lixiviado até o termino da geração ou até que atenda aos padrões de lançamento legais Manutenção do sistema de coleta de gases até que seja comprovado o término de sua geração 60 16/09/2013 PANORAMA INTERNACIONAL - Alguns exemplos BRASIL SUIÇA Geração - 2 kg/hab/dia = 5,5 mi t / ano 90 mi t / ano dados de 2007 Marco Regulatório A partir de 01 de janeiro de 2000 – Proibição de aterramento de RSU Rotas Tecnológicas 51% - pre-selecionado para tratamentos diversos – compostagem, reciclagem 59% - Incineração com geração de energia 28 plantas de incineração http://www.un.org/esa/dsd/dsd_aofw_ni/ni_pdfs/NationalReports/switzerland/waste.pdf PANORAMA INTERNACIONAL - Alguns exemplos ALEMANHA Marcos: a partir de 1990 – desistímulo à prática de aterramento de RSU a partir de 1 junho de 2005 – Nenhum material pode se aterrado sem que tenta sofrido tratamento prévio até o esgotamento das possibilidades. Rotas Tecnológicas - Tratamentos diversos – processos mecânico-biológicos, compostagem, etc - Incineração com geração de energia “By 2020 at the latest, waste treatment technologies should be so advanced and ubiquitously available that all waste from human settlements in Germany can be fully and environmentally safely recovered.” http://www.bmu.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/bericht_siedlungsabfallentsorgung_2006_engl.pdf 61 16/09/2013 ALEMANHA (cont) Medidas: Gerenciamento do fluxo de materiais: separação, pré-tratamento, reciclagem, recuperação de energia Utilização Máxima dos Resíduos rejeitos Redução da geração de resíduos Utilizar materiais que permitam recuperação Responsabilidade na Produção Fortalecimento na supervisão da lei de gestão de resíduos – foco na exportação • Regulamentação européia – exportadores tem que provar que o material exportado não é resíduos (com vistas à evasão de cobre e platina para beneficiamento Informação ao Consumidor : Escolha de sacolas de compra reutilizáveis Escolher produtos com pouca embalagem Preferir garrafas retornáveis PANORAMA INTERNACIONAL - Alguns exemplos Composição gravimétrica ESTADOS UNIDOS Geração - 2,2 kg/hab/dia = 250 mi t / ano dados de 2010 Geração per-capita (kg/hab.dia) Recuperação (reciclagem + compostagem) Disposição em aterros Incineração com geração de energia 1980 1,83 10 % 2010 2,2 34,1 % 89% Sem dados 54,2 % 11,7 % http://www.epa.gov/osw/nonhaz/municipal/pubs/msw_2010_rev_factsheet.pdf 62 16/09/2013 PANORAMA INTERNACIONAL - Alguns exemplos ÁSIA • Lixões são amplamente utilizados como disposição final de RSU • Baixa cobertura de coleta – em alguns países menos que 50% • Composição: 30 a 70 % orgânico (restos alimentares). • Compostagem de apenas 10% do percentual orgânico • Tendência de mudança para aterros sanitários e incineração OBS: Há diferenças significativas entre os diversos paises do continente Janya SANG-ARUN IGES | http://www.iges.or.jp JSPS-VCC Group 6 Seminar: Solid Waste Management, Kyoto University, 26/11/08 Algumas citações bibliográficas: G. Tchobanoglous, H. Theisen e S. Vigil. (1993). Integrated Solid Management. Irvin/McGraw-Hill. Waste M. H. G. Boscov (2008). Geotecnia Ambiental. Oficina de Textos. F. J. Maciel (2003). Estudo da Geração, Percolação e Emissão de no Aterro de Resíduos Sólidos da Muribeca. Tese de Mestrado/UFPE gases E. A. McBean, F. A. Rovers and G. J. Farquhar (1995). Solid waste Engineering and Design. Prentice Hall Landfill 63 16/09/2013 Maria Cristina Moreira Alves Engenheira Civil, D.Sc. Poli/UFRJ [email protected] 64