Lixiviado de aterro sanitário

Orientadores: Adriano Luiz Tonetti, José Roberto Guimarães Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Resumo: Durante a vida útil de um aterro sanitário o lixiviado sofre diversas alterações em sua composição. As principais modificações são na concentração de amônia e matéria orgânica, e isto dificulta o estabelecimento de um processo de tratamento adequado. Assim é importante que sejam realizadas pesquisas que contribuam para a compreensão das principais características de um lixiviado típico do clima tropical. Depois do lixiviado caracterizado, é fundamental estudar formas de tratamento para o cenário brasileiro. O objetivo desta Tese de Doutorado foi estudar diversas alternativas de tratamento de lixiviado de aterro: A primeira alternativa foi a remoção da amônia (em laboratório) com precipitação química com duas combinações de reagentes (MgCl2 + Na2HPO4) e (MgO + H3PO4). Ambas combinações apresentaram uma elevada eficiência, 99% de remoção do composto alvo, no entanto, a segunda combinação apresentou a vantagem de não aumentar a condutividade elétrica do efluente. O material precipitado no ensaio de remoção de amônia pode ser utilizado como um fertilizante agrícola pois apresenta dois macronutrientes, N e P, e foi observada uma baixa concentração de metais potencialmente tóxicos. Na difração de raio-X do material precipitado constatou-se que os minerais principais foram: estruvita (MgNH4PO46H2O) e carnalita (KMgCl36H2O). A aplicação de estruvita no cultivo de alface (Lactuca sativa) apresentou diversos benefícios: aumento da biomassa fresca da parte aérea e das raízes, aumento do teor de nutrientes nas folhas e no solo. Portanto, a aplicação desse mineralóide na agricultura é uma vantagem para o tratamento do lixiviado. A segunda alternativa de tratamento de lixiviado foi a oxidação/coagulação da matéria orgânica com o reagente de Fenton. A aplicação sequencial Fenton e remoção da amônia por precipitação propiciou uma eficiência de remoção de DQO (70%) e de amônia (90%). O material precipitado na remoção da amônia apresentou os seguintes elementos: N, S, P, Mg, K e Ca, respectivamente, da maior para a menor concentração. A terceira alternativa foi tratamento combinado com esgoto sanitário (ES) em reator UASB. O aumento da proporção de lixiviado de aterro sanitário (LAS) no tratamento combinado com esgoto sanitário em reator UASB reduziu a eficiência de remoção da DQO solúvel. A eficiência do reator UASB tratando lixiviado de aterro e esgoto sanitário (v/v) foram: 73% (100% ES); 36% (10% LAS + 90% ES); 33% (25% LAS + 75% ES); 20% (50% LAS + 50% ES) de redução da DQO. O pré-tratamento do lixiviado com remoção amônia e o pós-tratamento combinado com ES em reator UASB não melhorou a eficiência. O pré-tratamento do lixiviado com reagente de Fenton e o pós-tratamento com esgoto sanitário em reator UASB apresentou uma eficiência de 51% (DQO) com 10% de lixiviado. Com a realização desta pesquisa foi possível concluir que o tratamento de lixiviado é complexo e com os métodos empregados nesta Tese não foi possível o enquadramento para lançamento em um corpo receptor Abstract: Over the useful life of a sanitary landfill the leachate undergoes several changes in its composition. The main modifications are in the concentration of ammonia and organic matter, and this makes it difficult to establish an adequate treatment process. Thus, it is important to carry out research that contributes to the understanding of the main characteristics of a leachate typical of the tropical climate. After the leachate characterized it is fundamental to study forms of treatment for the Brazilian scenario. The first alternative was the removal of ammonia (laboratory scale) with chemical precipitation with two combinations of reagents (MgCl2 + Na2HPO4) and (MgO + H3PO4). Both combinations showed high efficiency, 99% removal of the target compound, however, the second combination had the advantage of not increasing the electrical conductivity of the effluent. The material precipitated in the ammonia removal test can be used as an agricultural fertilizer because it has two macronutrients, N and P, and a low concentration of potentially toxic metals. The X-ray diffraction of the precipitated material showed that the major minerals were: struvite (MgNH4PO4 6H2O) and carnallite (KMgCl3 6H2O). The application of struvite in lettuce (Lactuca sativa) presented several benefits: increase of fresh biomass of shoot and roots, increase of nutrient content in leaves and soil. Thus, the application of this mineraloid in agriculture is an advantage for the treatment of the leachate. The second alternative of leachate treatment was the oxidation / coagulation of the organic matter with the Fenton reagent. This technique showed an efficiency of 80% and 92% in the reduction of COD and color respectively. The sequential application Fenton and ammonia removal by precipitation showed a COD removal efficiency of 70% and 90% of ammonia. The material precipitated in the removal of ammonia presented the following chemical elements: N, S, P, Mg, K and Ca, respectively, from highest to lowest concentration. The third alternative was co-treatment of landfill leachate (LL) with sanitary sewage (SW) in a UASB reactor. Increasing the proportion of landfill leachate in the combined treatment with sanitary sewage in UASB reactor reduced the efficiency of removal of soluble COD. The efficiency of the UASB reactor treating landfill leachate and sanitary sewage (v/v) were: 73% (100% SW); 36% (10% LL + 90% SW); 33% (25% LL + 75% SW); 20% (50% LL + 50% SW) reduction of the COD parameter. Leachate pre-treat by ammonia removal and subsequent treatment with sanitary sewage in UASB reactor did not improve efficiency. The pre-treat of the leachate with Fenton reagent and the post-treatment with sanitary sewage (10%) in UASB reactor presented an efficiency of 51% in COD reduction (COD). With the accomplishment of this research it was possible to conclude that the treatment of leachate is complex and with the methods employed in this thesis it was not possible the framework for launching in a receiving body Doutorado Saneamento e Ambiente Doutor em Engenharia Civil CNPQ 141989/2012-2