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CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIVATES CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL VARIAÇÃO DA CARGA ORGÂNICA RELACIONADO AO VOLUME DO LIXIVIADO GERADO EM ATERRO SANITÁRIO Josué Bussmann Lajeado, novembro de 2014.

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  • CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIVATES

    CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL

    VARIAÇÃO DA CARGA ORGÂNICA RELACIONADO AO VOLUME

    DO LIXIVIADO GERADO EM ATERRO SANITÁRIO

    Josué Bussmann

    Lajeado, novembro de 2014.

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    CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIVATES

    CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL

    VARIAÇÃO DA CARGA ORGÂNICA RELACIONADO AO VOLUME

    DO LIXIVIADO GERADO EM ATERRO SANITÁRIO

    Josué Bussmann

    Monografia apresentada ao Centro Universitário

    UNIVATES, como parte dos requisitos para

    aprovação na disciplina de Trabalho de Conclusão

    de Curso II, sendo parte da exigência para

    obtenção do título de Bacharel em Engenharia

    Ambiental.

    Orientador: Prof. Dr. Odorico Konrad

    Lajeado, novembro de 2014.

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    Josué Bussmann

    VARIAÇÃO DA CARGA ORGÂNICA RELACIONADO AO VOLUME

    DO LIXIVIADO GERADO EM ATERRO SANITÁRIO

    A Banca examinadora abaixo aprova a Monografia apresentada na disciplina de Trabalho de

    Conclusão de Curso II, na linha de formação específica em Engenharia Ambiental, do Centro

    Universitário UNIVATES, como parte da exigência para a obtenção do grau de Bacharel em

    Engenheiro Ambiental:

    Prof. Dr. Odorico Konrad - orientador

    Centro Universitário UNIVATES

    Prof. Me. Gustavo Reisdorfer

    Centro Universitário UNIVATES

    Prof. Me. Marcelo Luis Kronbauer

    Centro Universitário UNIVATES

    Lajeado, novembro de 2014

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    AGRADECIMENTOS

    No final deste trabalho não posso deixar de expressar o meu sincero agradecimento às

    pessoas que, direta ou indiretamente, contribuíram para a concretização desta avaliação.

    Assim, as minhas palavras de apreço e gratidão vão para:

    - O meu orientador, Professor Doutor Odorico Konrad, pela sua dedicação, motivação,

    atenção, disponibilidade e cordialidade com que sempre me recebeu, pelas suas orientações

    sempre contundentes, pelos seus ensinamentos e pelo seu eficaz apoio durante minha

    graduação;

    - A minha família pelo estímulo, apoio, ajuda e paciência.

    - A todos vocês, meu muito obrigado.

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    RESUMO

    Em razão do custo benefício à destinação dos resíduos sólidos urbanos a aterros

    sanitários é amplamente utilizada. No procedimento realizado em aterros sanitários o qual se

    faz através de aterramento dos resíduos, advém à decomposição destes produtos, desta

    decomposição são gerados lixiviado e biogás. O lixiviado é uma mescla química que possui

    um caráter altamente poluente, sendo necessário um tratamento compatível. A formação de

    lixiviado faz parte da operação dos aterros sanitários por muitos anos. Os aterros sanitários

    concomitantemente as estações de tratamento de efluentes (ETE) destes aterros recebem a

    influência de elementos meteorológicos, uma vez que estão submetidos ao ambiente. Devido

    a estes fatos, o presente trabalho faz referência à avaliação da influência dos elementos

    meteorológicos, precipitação pluviométrica e temperatura ambiente, na variação da carga

    orgânica relacionado ao volume do lixiviado gerado no aterro sanitário de Lajeado/RS. O

    estudo desta avaliação objetiva auxiliar o projeto e operação da ETE do aterro sanitário em

    estudo. Para a concretização desta avaliação foi realizado o monitoramento da vazão de

    lixiviado, a variação da carga orgânica através de análises físico químicas laboratoriais e os

    elementos meteorológicos por três meses com a utilização de um medidor de vazão

    automatizado, um pluviômetro, e do Centro de Informações Meteorológicas da UNIVATES.

    Sendo possível observarmos que no local do estudo a precipitação pluviométrica não influi

    diretamente na vazão do lixiviado devido as medidas realizadas localmente. Ainda que a

    temperatura mostrou-se diretamente influente sobre a vazão do lixiviado, observou-se que não

    há alterações muito consideráveis nos parâmetros dos elementos que obteve-se através das

    análises físico químicas.

    Palavras-chave: Aterro Sanitário, Lixiviado, Temperatura Ambiente, Precipitação

    Pluviométrica.

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    ABSTRACT

    Because of the cost benefit to the allocation of municipal solid waste landfills is

    widely used. In the procedure performed in landfills which is done by grounding the waste

    comes from the decomposition of these products of this decomposition are generated leachate

    and biogas. The leachate is a chemical mixture that has a highly polluting nature, a

    compatible treatment is necessary. The formation of leachate is part of the operation of

    landfills for many years. Landfills concomitant treatment plants effluents of these landfills

    receive the influence of meteorological elements, since they are subjected to the environment.

    Due to these facts, this paper refers to the evaluation of the influence of meteorological

    factors, rainfall and temperature, the variation of the organic load related to the volume of

    leachate generated in the Lajeado / RS. The study objective assessment of this aid the design

    and operation of these ETE. For the realization of this assessment monitoring the flow of

    leachate, the variation in organic loading through laboratory chemical analyzes physical and

    meteorological elements for three months with the use of an automated flow meter, one rain

    gauge was performed, and the Center of Meteorological Information UNIVATES. Being able

    to observe that there is no significant influence of rainfall on the flow of leachate due to

    measurements performed locally at the study site. While the temperature was directly

    influential on the flow of the leachate, it was observed that there is very considerable changes

    in the parameters of the elements that are obtained through chemical-physical analyzes.

    Keywords: Sanitary Landfill, Leached, Ambient Temperature, Precipitation.

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    LISTA SIGLAS E ABREVIATURAS

    ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas

    CEMPRE: Compromisso Empresarial para Reciclagem

    CIH: Centro de Informações Hidrometeorológicas

    DBO: Demanda Bioquímica de Oxigênio

    DQO: Demanda Química de Oxigênio

    ETE: Estação de Tratamento de Efluentes

    FEPAM: Fundação Estadual de Proteção Ambiental

    IBGE: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística

    IPT: Instituto de Pesquisa Tecnológica

    MS:Matéria Seca

    N:Nitrogênio

    P:Fósforo

    pH:Potencial Hidrogeniônico

    PIB: Produto Interno Bruto

    PNSB:Pesquisa Nacional de Saneamento Básico

    RS:Rio Grande do Sul

    RSU:Resíduos Sólidos Urbanos

    SAUSA:Sistema Unificado de Atenção à Sanidade Agropecuária

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    SEAD:Secretaria Municipal de Administração

    SEMA:Secretaria Municipal de Meio Ambiente

    SISNAMA:Sistema Nacional do Meio Ambiente

    SNVS:Sistema Nacional de Vigilância Sanitária

    SS:Sólidos Suspensos

    ST:Sólido Total

    SV:Sólido Volátil

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    LISTA DE TABELAS

    Tabela 1 - Responsabilidade pelo gerenciamento de resíduos ................................................. 22

    Tabela 2 - Destino final dos resíduos sólidos no Brasil - 1989/2008 ...................................... 24

    Tabela 3 - Parâmetros do chorume para as fases acetogênica e metanogênica ........................ 27

    Tabela 4 - Dados típicos de aterros novos e antigos ................................................................ 28

    Tabela 5 - Resultados monitoramento fatores meteorológicos e vazão ................................... 52

    Tabela 6 - Resultados obtidos nas campanhas de análises físico químicas .............................. 59

    Tabela 7 - Relação DBO/DQO ................................................................................................. 65

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    LISTA DE FIGURAS

    Figura 1 - Balanço hidrológico da formação do líquido lixiviado ........................................... 26

    Figura 2 - Localização do município de Lajeado ..................................................................... 34

    Figura 3 - Célula de disposição de RSU utilizada atualmente ................................................. 37

    Figura 4 - Sistema de Tratamento de Efluentes - ETE ............................................................. 37

    Figura 5 – Vista aérea do Aterro Sanitário de Lajeado RS ...................................................... 38

    Figura 6 - Pluviômetro J. Prolab, .............................................................................................. 41

    Figura 7 - Ponto de Medição Vazão do lixiviado no Aterro Sanitário Lajeado RS ................. 42

    Figura 8 - Sensor ultrassônico UB1000-18GM75-I-V15 ......................................................... 43

    Figura 9 - Local de coleta de amostras para análises ............................................................... 43

    Figura 10 - Aparelho para Medição do Potencial Hidrogeniônico (pH) .................................. 44

    Figura 11 - Balança de Precisão ............................................................................................... 44

    Figura 12 - Estufa Micro Processada para Esterilização e Secagem ........................................ 45

    Figura 13 - Dessecador para Equalização da Temperatura ...................................................... 46

    Figura 14 - Forno Mufla SP Labor s ........................................................................................ 46

    Figura 15 – Destilador determinaçãoNitrogênio ...................................................................... 47

    Figura 16 - Banho ultratermostizado SL-152\10, Marca SOLAB............................................ 48

    Figura 17 - OXITOP para determinação DBO ......................................................................... 48

    Figura 18 - Turbidímetro Modelo Digimed DM TU utilizado para análise turbidez ............... 49

    Figura 19 - Condutivímetro W120 – BEL utilizado para análise condutividade ..................... 50

    Figura 20 - Termômetro Digital G-Tech – utilizado para verificação temperatura ................. 50

    Figura 21 - Célula coberta com camada de argila .................................................................... 57

    Figura 22 - Escoamento de água de precipitação pluviométrica no entorno da célula ............ 57

    Figura 23 - Desvios do escoamento de água de precipitação pluviométrica ............................ 58

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    LISTA DE GRÁFICOS

    Gráfico 1 - Monitoramento temperatura com a vazão Agosto e Setembro .............................. 53

    Gráfico 2 - Monitoramento temperatura com a vazão Outubro ............................................... 54

    Gráfico 3 - Monitoramento precipitação com a vazão ............................................................. 55

    Gráfico 4 - Monitoramento precipitação com a vazão ............................................................. 56

    Gráfico 5 - Análises DQO com vazão ...................................................................................... 60

    Gráfico 6 - Análises Carbono com vazão ................................................................................. 61

    Gráfico 7 - Análises Fósforo com vazão .................................................................................. 62

    Gráfico 8 - Análises Sólidos Totais com vazão ........................................................................ 63

    Gráfico 9 - Análises Nitrogênio com vazão ............................................................................. 64

    Gráfico 10 - Análises DBO com vazão .................................................................................... 64

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    SUMÁRIO

    1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 14

    2 OBJETIVOS ........................................................................................................................ 17

    2.1 Objetivo Geral ............................................................................................................... 17

    2.2 Objetivos Específicos .................................................................................................... 17

    3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................... 18

    3.1 Resíduos Sólidos ........................................................................................................... 18

    3.2 Classificações dos Resíduos Sólidos ............................................................................. 19

    3.3 Gestão Resíduos Sólidos ............................................................................................... 22

    3.4 Aterros Sanitários .......................................................................................................... 24

    3.5 Decomposições dos resíduos e formação do lixiviado .................................................. 25

    3.6 Influências meteorológicas na geração de lixiviados .................................................... 29

    3.7 Tratamentos do lixiviado ............................................................................................... 30

    3.8 Descrições do município onde se situa a área de estudo ............................................... 33

    3.9 Caracterizações do clima da área de estudo .................................................................. 34

    3.10 O Aterro Sanitário de Lajeado ...................................................................................... 35

    4 METODOLOGIA ................................................................................................................ 40

    4.1 Equipamentos ............................................................................................................ 40

    4.1.1 Pluviômetro ............................................................................................................... 40

    4.1.2 Medidor de vazão ...................................................................................................... 41

    4.1.3 Local de coleta de amostra para análises ................................................................... 43

    4.1.4 Determinação do PH .................................................................................................. 44

    4.1.5 Determinação de Umidade ........................................................................................ 44

    4.1.6 Determinação de Sólidos Totais ................................................................................ 45

    4.1.7 Determinação Sólidos Voláteis ................................................................................. 46

    4.1.8 Determinação Nitrogênio .......................................................................................... 47

    4.1.9 Determinação Demanda Química de Oxigênio (DQO) ............................................. 47

    4.1.10 Determinação de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) ................................... 48

    4.1.11 Determinação de Carbono ......................................................................................... 49

    4.1.12 Determinação da Turbidez......................................................................................... 49

    4.1.13 Determinação da Condutividade ............................................................................... 50

    4.1.14 Determinação da Temperatura de coleta ................................................................... 50

    4.1.15 Periodicidade das Campanhas para coleta de Amostras e execução das Análises .... 51

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    5 RESULTADOS E DISCUSSÕES ...................................................................................... 52

    5.1 Resultados obtidos através do monitoramento de fatores meteorológicos e vazão .... 52

    5.1.1 Influência da temperatura sobre a geração de lixiviado ............................................. 53

    5.1.2 Influência da precipitação pluviométrica sobre a geração de lixiviado...................... 54

    5.1.3 Discussões a respeito da não interferência da precipitação pluviométrica sobre a

    vazão do lixiviado ................................................................................................................. 56

    5.2 Campanhas de Análises Físico Químicas ..................................................................... 58

    5.3 Influência da vazão nas variáveis de DQO .................................................................. 59

    5.4 Influência da vazão nas variáveis de Carbono............................................................. 60

    5.5 Influência da vazão nas variáveis de Fósforo .............................................................. 61

    5.6 Influência da vazão nas variáveis de Sólidos Totais ................................................... 62

    5.7 Influência da vazão nas variáveis de Nitrogênio ......................................................... 63

    5.8 Influência da vazão nas variáveis de DBO .................................................................. 64

    5.8.1 Relação DBO/DQO ..................................................................................................... 64

    6 CONCLUSÕES .................................................................................................................... 66

    6.1 Sugestão para trabalhos futuros .................................................................................... 67

    7 REFERÊNCIAS .................................................................................................................. 68

    8 APÊNDICES ........................................................................................................................ 75

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    1 INTRODUÇÃO

    A progressão tecnológica, a forte industrialização, os novos hábitos da sociedade

    recente, o aumento significativo da população mundial, determinaram o crescimento

    vertiginoso de resíduos das mais diversas naturezas em razão do consumo de produtos e bens.

    Encontrar formas de gerenciar eficientemente os resíduos tornou-se um desafio para cidades

    dos mais variados portes, tanto grandes centros como pequenas cidades (SISSINO, 2006;

    BIDONE E POVINELLI, 1999).

    Sendo necessária a destinação adequada dos resíduos oriundos das mais variadas

    atividades, faz-se essencial um planejamento em longo prazo. Sendo o aterro sanitário uma

    das formas mais utilizadas devido ao seu menor custo, em comparação a outras formas de

    destinação final de resíduos. Tornando-se esta forma um grande desafio, pois demanda

    grandes áreas, sendo que no Brasil estas áreas cada vez estão mais escassas em virtude do

    desenvolvimento urbano (GUIMARÃES, 1999).

    Considerando que além das vantagens econômicas, os resíduos destinados para aterros

    sanitários reduzem os prejuízos ao meio ambiente, permitindo que se decomponham

    principalmente os resíduos orgânicos, oportunizando sua estabilização e transformação em

    matéria inerte (RENOU et al., 2008). Contudo, meramente destinar resíduos a aterros

    sanitários não pode ser considerado como a etapa final do gerenciamento, uma vez que

    posteriormente aterrados, tem início o processo de decomposição dos resíduos, sendo este um

    processo dinâmico ordenado por organismos que fazem a decomposição da matéria orgânica

    produzindo o biogás e o lixiviado (PALMA et. al., 2002).

    Vários fatores contribuem para as características do lixiviado, seja complexa e

    aparente significativa variação em sua composição, tendo esta relação direta com a formação

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    dos resíduos sólidos e dos processos químicos e biológicos que acontecem no interior da

    célula do aterro sanitário, sendo que a medida que a decomposição residual ocorre, a

    concentração de matéria sólida reduz. Inclui-se fatores como clima, o tamanho da célula,

    cobertura determinam as características do lixiviado, que se altera sazonalmente

    (KETTUNEN E RINTALA, 1998).

    É essencial levar em consideração que os resíduos destinados aos aterros sanitários dos

    municípios, isto é, os resíduos sólidos de origem doméstica são compostos em sua maior

    porcentagem de matéria orgânica. Nesta consideração, Konrad et al. (2010), assegura que

    46% dos resíduos coletados regularmente no munícipio de Lajeado tem origem orgânica.

    A composição dos resíduos determina a diversificação da qualidade do lixiviado do

    aterro sanitário, pela idade dos resíduos, pela profundidade das células do aterro, quantidade

    de oxigênio disponível e de umidade, entre outros fatores. Todos estes fatores influenciam

    diretamente na sua composição e, sendo assim, os lixiviados produzidos possuem uma

    composição variada e diretamente relacionada às condições do aterro em que foi produzido

    (REINHART; GROSH, 1998).

    Segundo Reichert, Cotrim e Rodrigheri (2002), os fatores que influenciam no volume

    de lixiviado gerado são diversos, apontando-se com especial destaque o clima regional

    (regime de chuvas, umidade relativa do ar, velocidade dos ventos, temperatura), no momento

    do aterramento o percentual de umidade dos resíduos, a evapotranspiração, a escala de

    compactação dos resíduos, a predisposição de retenção de água dos resíduos, a característica

    da cobertura dos resíduos (espessura, material e periodicidade), o escoamento superficial e a

    infiltração.

    Fernandes (2006) faz consideração a respeito que o lixiviado de aterros sanitários tem

    origem quando o líquido, oriundo da chuva e do próprio resíduo que se decompõe, percola

    através da célula do aterro e se desloca em sentido do fundo e às laterais do aterro. O lixiviado

    transmove uma variedade de produtos químicos para as extremidades da célula no momento

    que escoa pelos resíduos. A Figura 1 na próxima página apresenta um esquema generalizado

    da formação do líquido lixiviado.

    De forma simplificada, pode-se afirmar que a quantidade de lixiviado a ser drenado

    depende, principalmente da temperatura, e de forma mais amena da precipitação na área do

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    aterro, do escoamento superficial da água de chuva em virtude da declividade e das

    características da cobertura superficial do aterro. Regiões com alta pluviosidade tendem a

    gerar maior volume de lixiviado. (RODRIGUES, 2004).

    A composição dos resíduos determina a diversificação da qualidade do lixiviado do

    aterro sanitário, pela idade dos resíduos, pela profundidade das células do aterro, quantidade

    de oxigênio disponível e de umidade, entre outros fatores. Todos estes fatores influenciam

    diretamente na sua composição e, sendo assim, os lixiviados produzidos possuem uma

    composição variada e diretamente relacionada às condições do aterro em que foi produzido

    (REINHART; GROSH, 1998).

    Lema, Mendez e Blazquez (1988) observam que a idade do aterro sanitário

    interfere diretamente na composição do lixiviado. Usualmente os parâmetros como Demanda

    Química de Oxigênio (DQO), Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), DBO/DQO, pH,

    Sólidos Suspensos (SS), nitrogênio amoniacal, nitrogênio total e metais pesados, representam

    as características do lixiviado de aterros sanitários (RENOU et al., 2008).

    A composição química do lixiviado pode ter muita variação, em decorrência das

    peculiaridades particulares de cada local de disposição. O regime de decomposição dos

    resíduos sólidos em aterros intercorre em três fases: a primeira pode ser denominada de fase

    aeróbica, posteriormente, acontece à fase acetogênica ou acidogênica e, por último, a fase

    metanogênica (IPT, 2000).

    Faz-se a necessidade de considerar as características da massa dos resíduos em

    particular a cada aterro sanitário, sendo que não existe um único tipo determinado de

    lixiviado, pois o lixiviado tem em sua composição diversas substâncias químicas oriundas

    destas características (KOERNER e SOONG, 2000).

    Neste contexto, o presente trabalho abordou as análises referentes à variação da carga

    orgânica relacionado ao volume do lixiviado no Aterro Sanitário de Lajeado.

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    2 OBJETIVOS

    2.1 Objetivo Geral

    Avaliar a variação da carga orgânica relacionado a vazão do lixiviado gerado no aterro

    sanitário do município de Lajeado/RS, com vazão.

    2.2 Objetivos Específicos

    Monitorar de forma contínua a vazão do efluente bruto gerado no aterro sanitário do

    município de Lajeado/RS;

    Correlacionar o lixiviado monitorado com a precipitação pluviométrica do local;

    Monitorar os parâmetros de DQO, DBO, Nitrogênio, Carbono, Fósforo, Sólidos

    Totais, Sólidos Voláteis, Turbidez e Condutividade;

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    3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

    3.1 Resíduos Sólidos

    Ao estimarmos o aumento populacional no mundo acompanhado da alteração do

    modelo de consumo na sociedade moderna, é pertinente presumir o aterrador aumento na

    produção de resíduos. Com objetivo de obter conforto, o grande contágio de tecnologias cada

    vez mais avançadas e produtos, tem uma contribuição significativa no acréscimo do consumo,

    que reflete de forma direta na multiplicação da geração de resíduos. Além ao mencionado,

    observa-se que a sociedade moderna estimula de forma exorbitante o consumo, fazendo do

    uso de publicidade através dos meios de comunicação para isso (TRANKLER et al., 2005).

    Lima (2002) pondera sobre a geração do lixo de forma consciente:

    [...] a produção de lixo é um ato de plena consciência, um fenômeno

    que depende exclusivamente da atividade intelectual e de interesse do ser

    humano, ou seja, o lixo, enquanto resíduo da atividade humana, é

    matéria antropogênica, produzida à sua semelhança, mostrando que há

    uma estreita relação entre o lixo e o homem, relação esta que interfere

    diretamente no meio ambiente, sendo capaz de alterar suas

    características físicas, químicas e biológicas e comprometer a própria

    sobrevivência do homem. Para se conhecer o real significado da

    antropogenicidade dos resíduos, partimos do pensamento de Descartes, ou

    de sua célebre frase: “Penso logo existo” e fazendo uma analogia à

    antropogenicidade do lixo, pode-se concluir o seguinte pensamento: “Penso,

    logo produzo resíduos” (LIMA, 2002).

    Segundo Cherubini (2008), os Resíduos Sólidos Urbanos (RSU’s), publicamente

    nomeados de lixo urbano, são decorrentes da atividade comercial e doméstica das

    comunidades e, apresentam enorme complexidade e diversidade. As suas características

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    químicas, físicas e biológicas se diferenciam de acordo com sua fonte ou atividade geradora,

    nas quais, vários fatores como tecnológicos, culturais, educacionais, geográficos, econômicos

    e legais, influenciam o processo de geração tanto em composição qualitativa como em

    números quantitativos (ZANTA et al., 2006).

    A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), através da NBR 10.004:2004

    conceituam resíduos sólidos:

    Resíduos nos estados sólido e semissólido, que resultam de atividades de

    origem industrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e

    de varrição.

    Ficam incluídos nesta definição os lodos provenientes de sistemas de

    tratamento de água, aqueles gerados em equipamentos e instalação cujas

    particularidades tornem inviável o seu lançamento na rede pública de

    esgotos ou corpos de água, o exijam para isso soluções técnica e

    economicamente inviáveis em face à melhor tecnologia disponível (BRASIL,

    2004).

    3.2 Classificações dos Resíduos Sólidos

    A definição de resíduo sólido urbano, segundo Lima (2004), é complexa de ser

    conceituado, em virtude de sua procedência e composição estarem correlacionados a vários

    fatores. Assim, “é comum conceituar como resíduo sólido urbano todo e qualquer resíduo que

    proceda das atividades cotidianas do homem na sociedade”

    A respeito da classificação do resíduo sólido urbano, D’Almeida e Vilhena (2000)

    esclarecem que pode ter sua classificação como seco ou molhado, sendo que essa condição

    decorre da classe física, conforme exposto:

    1. Seco – constituído por materiais potencialmente recicláveis;

    2. Molhado – constituí a cota orgânica dos resíduos, como os restos de podas, cascas

    de frutas, as sobras de alimentos, entre outros.

    Entre os elementos que mais exercem influência na composição do resíduo sólido

    urbano são a densidade populacional poder aquisitivo e a cultura a respeito do consumo de

    uma população, (D’ALMEIDA; VILHENA, 2000).

    O resíduo sólido urbano é composto de vários produtos com características de

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    oxidação, toxidade ou inflamabilidade, e contém metais pesados como zinco, mercúrio,

    cromo, chumbo e outras substâncias que possuem potencial de contaminar o meio ambiente.

    O aumento da população e o crescimento industrial são diretamente proporcionais ao resíduo

    produzido pelas atividades humanas a isso está o aumento da poluição das águas, do ar, do

    solo e o declínio da qualidade de vida do homem (JARDIM, 1995).

    Além do aumento relevante do volume de resíduos produzidos nos últimos anos

    devemos observar também que os resíduos descartados atualmente são das mais diferentes

    naturezas (BIDONE e POVINELLI, 1999).

    Conjuntamente, a NBR 10.004:2004 classifica os resíduos nas seguintes classes:

    1. Resíduo Classe I – Perigosos: são os resíduos sólidos que apresentam, devido as

    suas características intrínsecas, periculosidade ao homem ou ao meio ambiente. Possuem pelo

    menos uma das propriedades a seguir: patogenicidade, toxicidade, reatividade, corrosividade

    ou inflamabilidade;

    2. Resíduo Classe II – Não perigosos:

    a. Resíduo Classe II A – Não inertes: são os resíduos que não se enquadram como

    perigosos e podem apresentar propriedades como: solubilidade em água, biodegradabilidade

    ou combustibilidade;

    b. Resíduo Classe II B – Inertes: quaisquer resíduos, que quando submetidos a um

    contato dinâmico e estático com água destilada ou deionizada, à temperatura ambiente,

    segundo a ABNT NBR 10007 e ABNT NBR 10006, não tiverem nenhum de seus

    constituintes solubilizados a concentrações superiores aos padrões de potabilidade de água,

    excetuando-se aspecto, cor, turbidez, dureza e sabor.

    Santos (2002) determina a classificação dos resíduos sólidos devido sua degradação,

    em quatro diferentes classes: facilmente degradáveis como sobras de alimentos e de

    vegetação; moderadamente degradáveis, formados por materiais compostos por celulose

    como papéis; dificilmente degradáveis, como metal, borracha, madeira, couro e tecidos; e não

    degradáveis, como vidro, plástico e metal, etc.

    Conforme Manual de Gerenciamento Integrado da CEMPRE, 2010 3.ed. São Paulo

    outra forma de classificação do RSU é quanto a origem, ou seja, domiciliar, comercial,

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    varrição e feiras livres, serviços de saúde e hospitalar, portos e aeroportos e terminais

    ferroviários e rodoviários, industriais e entulhos.

    - Domiciliar: originado diariamente nas residências como restos de alimentos, jornais,

    revistas, garrafas, papel higiênico, fraldas descartáveis, embalagens em geral;

    - Comercial: originado nos mais variados estabelecimentos comerciais e de serviços, como

    bares, lojas, supermercados, restaurantes, etc. geralmente estes locais geram grande

    quantidade de plásticos, papel, embalagens diversas, papel toalha e papel higiênico etc.;

    - Público: originado de serviços de limpeza urbana, varrição de vias públicas, limpeza de

    praias, limpeza de galerias, restos de podas de árvores, corpos de animais, limpeza de galerias,

    limpezas feiras livres, embalagens, etc.;

    - Serviços de Saúde e Hospitalar: resíduo séptico, com potencial patogênico, originados de

    hospitais, clínicas, farmácias, clínicas veterinárias, laboratórios, postos de saúde, etc.

    constituem agulhas, seringas, bandagens, gazes, algodões, etc.

    - Portos, Aeroportos e Terminais Rodoviários e Ferroviários: resíduos sépticos, contém ou

    podem conter germes patogênicos, constituídos de materiais de higiene, restos de alimentos e

    asseios pessoais, podendo ser veículos de doenças provenientes de outros locais;

    - Industrial: originados de atividades industriais diversas. Podendo ser constituído de cinzas,

    resíduos ácidos ou alcalinos, papéis, plásticos, escorias, cerâmicas, vidros, etc.

    - Agrícola: resíduos sólidos de atividades agrícolas e da pecuária. Constituídos de restos de

    colheita, embalagens de fertilizantes, rações, defensivos agrícolas, etc.

    - Entulhos: resíduos da construção civil, compostos por restos de obras, resíduos de

    demolições, constituído geralmente de material inerte, o qual pode ser reaproveitado. Pode

    apresentar materiais tóxicos tais como restos de tintas e solventes.

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    Tabela 1 - Responsabilidade pelo gerenciamento de resíduos

    Origem do Resíduo Responsável

    Domiciliar Prefeitura

    Comercial Prefeitura*

    Público Prefeitura

    Serviços de saúde Gerador (hospitais, etc.)

    Industrial Gerador (indústrias)

    Portos, aeroportos e terminais rodoviários e ferroviários Gerador (portos, etc.)

    Agrícola Gerador (agricultor)

    Entulho Gerador

    *A prefeitura é responsável por quantidades pequenas (geralmente inferiores a 50Kg) de acordo com a

    legislação municipal específica. Quantidades superiores são de responsabilidade do gerador.

    Fonte: Manual de Gerenciamento Integrado, 3ª ed. CEMPRE.

    A Lei Federal Nº 12.305, de 2 de agosto de 2010, que constitui a Política Nacional de

    Resíduos Sólidos, conforme discorre no Artigo 13º, também classifica os resíduos sólidos

    devido a sua origem e periculosidade. Além do mais, a Política Nacional de Resíduos Sólidos,

    no seu Artigo 10º, dispõe sobre a responsabilidade pela gestão dos resíduos sólidos.

    3.3 Gestão Resíduos Sólidos

    É importante conhecer a quantidade e a qualidade dos resíduos sólidos para a prática

    de uma gestão eficaz, por isso a importância de caracterizá-los e quantificá-los. Incontáveis

    elementos intercedem nas características dos resíduos gerados, dentre eles diferentes níveis de

    renda, culturas, do mesmo modo o clima de uma designada região. Percebe-se também que

    diferentes grupos populacionais apresentam distintas qualidades e quantidades de resíduos.

    Inclusive, em países desenvolvidos o descarte de resíduos com potencialidade para a

    reciclagem é crescente do que em países em evolução (BIDONE e POVINELLI, 1999).

    Gera-se mais 300 g.hab/dia de resíduos de varrição, limpeza de logradouros e entulhos

    no Brasil. A vista disso, a média nacional de geração de RSU é de 900g.hab/dia. No entanto,

    há diversificação de acordo com a dimensão da cidade, sendo capaz de atingir até a

    1300g.hab/dia em cidades como Rio de Janeiro (PEÑIDO MONTEIRO et al.,2001).

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    Segundo a Pesquisa Nacional de Saneamento Básico - PNSB (IBGE, 2008) os

    conhecidos como “lixões”, vazadouros a céu aberto, continuavam sendo o destino final dos

    resíduos sólidos em 50,8% dos municípios brasileiros, notoriamente teve uma mudança

    relevante nos últimos 20 anos. Em 1989, eles constituíam o destino final de resíduos sólidos

    em 88,2% dos municípios. As regiões Nordeste (89,3%) e Norte (85,5%) registraram as

    maiores proporções de municípios que destinavam seus resíduos aos lixões, enquanto as

    regiões Sul (15,8%) e Sudeste (18,7%) evidenciavam os menores percentuais.

    Concomitantemente, ocorreu uma expansão no destino dos resíduos para os aterros sanitários,

    solução mais congruente, que alterou de 17,3% dos municípios, em 2000, para 27,7%, em

    2008.

    Ainda de acordo com Pesquisa Nacional de Saneamento Básico os 5.507 municípios

    brasileiros, 73,1%, isto é 4.026 têm população menor ou igual a 20.000 habitantes. Nestes

    municípios, 68,5% dos resíduos gerados são descartados em lixões e em locais alagados.

    Levando em consideração a quantidade de resíduos por eles produzido, relacionado ao total

    da produção brasileira, o estado é menos relevante, pois juntos coletam somente 12,8 % do

    total brasileiro (20.658 t/dia). Isto é uma parcela menor do que o produzido pelas 13 maiores

    cidades do país, com população acima de 1 milhão de habitantes. Só estas coletam 31,9 %

    (51.635 t/dia) do total de resíduos urbanos no Brasil, e têm seus locais de disposição final em

    melhor situação: apenas 1,8 % (832 t/dia) são destinados a lixões, o remanescente sendo

    destinado a aterros controlados ou sanitários.

    Conforme Cardoso (2005) devemos cercar de cuidados locais onde foram colocados

    resíduos de forma inadequada, pois estes devem ser considerados como locais com potencial

    de contaminação.

    Atual Pesquisa Nacional de Saneamento Básico (IBGE, 2008), verificou que

    diariamente no Brasil são coletados e/ou recebidos em locais de destinação final 259.547

    toneladas de resíduos sólidos, públicos e/ou domiciliares. Abundante parcela destes resíduos

    tem sido designada como destino final o solo, nas formas de aterros sanitários, aterros

    controlados e lixões.

    O percentual de municípios que destinavam seus resíduos a vazadouros a céu aberto

    caiu de 72,3% para 50,8%, enquanto os que utilizavam aterros sanitários cresceram de 17,3%

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    para 27,7%. Ao mesmo tempo, o número de programas de coleta seletiva dobrou, sobretudo,

    nas regiões Sul e Sudeste, onde, respectivamente, 46% e 32,4% dos municípios informaram

    ter coleta seletiva em todos os distritos.

    Tabela 2 - Destino final dos resíduos sólidos, por unidades de destino dos resíduos

    Brasil - 1989/2008

    Ano Destino final dos resíduos sólidos, por unidades de destino dos resíduos (%)

    Vazadouro a céu aberto Aterro controlado Aterro sanitário

    1999 88,2 9,6 1,1

    2000 72,3 22,3 17,3

    2008 50,8 22,5 27,7

    Fonte: IBGE, Diretoria de Pesquisas, Coordenação de População e Indicadores Sociais, Pesquisa Nacional de

    Saneamento Básico 1989/2008.

    3.4 Aterros Sanitários

    Podem ser conceituados os aterros sanitários como uma ferramenta urbana de

    infraestrutura, sendo parte de um sistema de engenharia sanitária e ambiental, destinado à

    disposição final e tratamento dos resíduos sólidos. Quando empregada corretamente esta

    tecnologia permite que os resíduos sejam confinados sob o solo, e que os gases e líquidos que

    resultam das reações químicas onde está incluso os processos de decomposição tenham o

    retorno ao meio ambiente causando o mínimo de impacto (NOGUEIRA; ROCHA, 2001).

    Os aterros sanitários de acordo com a ABNT NBR 8419/1992 têm como característica

    uma técnica de dispor resíduos urbanos no solo procurando minimizar os efeitos prejudiciais

    ao meio ambiente, este método utiliza concepções de engenharia para confinar a massa de

    resíduos no menor volume possível. Em virtude de o aterro sanitário aceitar qualquer tipo de

    resíduo de origem doméstica constituindo-se o método mais empregado em todo o mundo.

    O aterro sanitário é a disposição final de resíduos mais adequada, eficaz na destinação

    dos resíduos sólidos oriundos das atividades humanas. Este sistema tem se mostrado eficaz no

    controle dos resíduos e o monitoramento da geração dos lixiviados, possibilitando a

    diminuição dos danos ambientais, possibilitando o não comprometimento da fauna e flora e,

    também os recursos hídricos (TEIXEIRA, 2008).

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    3.5 Decomposições dos resíduos e formação do lixiviado

    Comumente, utiliza-se aos líquidos originados em locais de disposição de resíduos

    sólidos, como aterros sanitários, as seguintes denominações: chorume, sumeiro, chumeiro,

    lixiviado e percolado (IPT/CEMPRE, 2000). Embora estes termos sejam utilizados para

    designar o líquido proveniente das células de aterramento dos resíduos sólidos urbanos,

    existem diferenças nos significados de cada um deles. De acordo com vários autores, o termo

    lixiviado apresenta-se como o mais adequado para se denominarem os líquidos drenados em

    células de aterros sanitários, uma vez que engloba o líquido gerado a partir de fontes externas,

    como água da chuva, drenagem superficial ou ainda, na decomposição dos resíduos. Desta

    forma, a fim de estabelecer uma nomenclatura única, o termo lixiviado será adotado, a partir

    deste item, no desenvolvimento deste estudo.

    Não sendo o ponto final da problemática que contempla a disposição e o tratamento

    dos resíduos sólidos sua acomodação em aterros sanitários. Posteriormente acondicionado no

    interior das células dos aterros sanitários, inicia-se o processo de decomposição dos resíduos,

    originando biogás e um efluente líquido denominado lixiviado que, por expor grande risco de

    contaminação aos recursos hídricos e ao solo, requer tratamento compatível (PALMA et al.,

    2002).

    Fernandes (2006) faz consideração a respeito que o lixiviado de aterros sanitários tem

    origem quando o líquido, oriundo da chuva e do próprio resíduo que se decompõe, percola

    através da célula do aterro e se desloca em sentido do fundo e às laterais do aterro. O lixiviado

    transmove uma variedade de produtos químicos para as extremidades da célula no momento

    que escoa pelos resíduos. A Figura 1 na próxima página apresenta um esquema generalizado

    da formação do líquido lixiviado.

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    Figura 1 - Balanço hidrológico da formação do líquido lixiviado

    Fonte: FERNANDES (2006)

    Os aterros sanitários podem acumular volumes significativos de lixiviados, mesmo

    sendo realizados procedimentos operacionais utilizados com objetivo de minimizar o fluxo

    destes efluentes (RHEMAN, 2003).

    A composição dos resíduos determina a diversificação da qualidade do lixiviado do

    aterro sanitário, pela idade dos resíduos, pela profundidade das células do aterro, quantidade

    de oxigênio disponível e de umidade, entre outros fatores. Todos estes fatores influenciam

    diretamente na sua composição e, sendo assim, os lixiviados produzidos possuem uma

    composição variada e diretamente relacionada às condições do aterro em que foi produzido

    (REINHART; GROSH, 1998).

    Lema, Mendez e Blazquez (1988) observam que a idade do aterro sanitário

    interfere diretamente na composição do lixiviado. Usualmente os parâmetros como Demanda

    Química de Oxigênio (DQO), Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), DBO/DQO, pH,

    Sólidos Suspensos (SS), nitrogênio amoniacal, nitrogênio total e metais pesados, representam

    as características do lixiviado de aterros sanitários (RENOU et al., 2008).

    A composição química do lixiviado pode ter muita variação, em decorrência das

    peculiaridades particulares de cada local de disposição. O regime de decomposição dos

    resíduos sólidos em aterros intercorre em três fases: a primeira pode ser denominada de fase

    aeróbica, posteriormente, acontece à fase acetogênica ou acidogênica e, por último, a fase

    metanogênica (IPT, 2000).

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    Os líquidos perclorados de aterros sanitários podem ser classificados de acordo com

    a “idade” que possuem em:

    • Lixiviados Novos – elevada DQO (>10.000mgO2/L), pH ácido, relação

    DBO/DQO > 0.3, alta concentração de ácidos graxos e de compostos nitrogenados;

    • Lixiviados Estabilizados – menor concentração de matéria orgânica

    biodegradável (DQO

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    superiores a 0,4 evidenciam a predominância da fase acetogênica, e inferiores a 0,4

    confirmam a fase metanogênica.

    Repetidamente na prática as fases acetogênica e metanogênica não são bem

    delimitadas, uma vez que há o aterramento de resíduos novos, fato este que pode provocar o

    aumento da variabilidade na idade do material disposto. Igualmente não é raro encontrar as

    três fases ocorrendo de forma simultânea (IPT, 2000).

    Faz-se a necessidade de considerar as características da massa dos resíduos em

    particular a cada aterro sanitário, sendo que não existe um único tipo determinado de

    lixiviado, pois o lixiviado tem em sua composição diversas substâncias químicas oriundas

    destas características (KOERNER e SOONG, 2000).

    Conforme Tchobanoglous (1993) conforme Tabela 4 observam-se dados típicos da

    composição do lixiviado para aterros novos e antigos.

    Tabela 4 - Dados típicos de aterros novos e antigos

    Características Valores (mg/l)

    Novos aterros (menos de 2 anos) Aterros antigos

    (mais de 10 anos) Faixa de variação Típico

    DBO 2.000 - 30.000 10.000 100 - 200

    COT 1.500 - 20.000 6.000 80 - 160

    DQO 3.000 - 60.000 18.000 100 - 500

    Sólidos totais 200 - 2.000 500 100 - 400

    Nitrogênio orgânico 10 - 800 200 80 - 120

    Fósforo total 4 - 100 30 5 - 10

    pH 4,5 - 7,5 6 6,6 - 7,5

    Fonte: Tchobanoglous (1993)

    Soares (2006) conceitua como dinâmica de aterros sanitários a agregação de processos

    químicos, físicos e biológicos acontecidos na decomposição dos resíduos sólidos.

    McBean et al., (1995) salienta que a dinâmica dos processos de decomposição

    biológica de resíduos sólidos e sua complexidade tiveram seu reconhecimento somente na

    década de 1960, neste processo de decomposição existe um domínio dos processos

    biológicos.

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    Souto (2009) declara que:

    “A dinâmica de um aterro passa por mudanças ao longo do tempo. Desde os

    primeiros estudos sobre a decomposição dos resíduos se sabe que tanto o

    lixiviado quanto os gases emitidos pelo aterro variam ao longo do tempo.

    Essas variações, felizmente, apresentam padrões bem definidos, que

    permitiriam sua divisão em fases”.

    3.6 Influências meteorológicas na geração de lixiviados

    Koerner e Soong (2000) observam que a geração de lixiviados é mais propensa em

    áreas geográficas com elevadas taxas de precipitação em relação a áreas áridas ou semiáridas.

    Os autores atentam também que os manejos dos resíduos são significantes na originação do

    lixiviado, podendo haver uma redução do lixiviado com a cobertura diária durante a operação

    de preenchimento das células dos aterros.

    Qasim & Chiang (1996) asseguram que a influência na geração de lixiviados é

    determinada pelos fatores: escoamento superficial, precipitação anual, infiltração,

    transpiração, evaporação, composição do lixo, temperatura, altura do aterro, peso específico

    do lixo e umidade contida inicialmente nos resíduos.

    O contato físico entre a água e os resíduos resulta em mudanças estruturais, causando

    a decomposição física dos resíduos, assim como pelo arraste mecânico da água. Reações de

    precipitação, dissolução, oxidação, mudanças de pH entre outras reações químicas possíveis,

    alteram a massa no processo de decomposição química (MCBEAN et al., 1995).

    O volume de lixiviado gerado num aterro varia sazonalmente em função das condições

    climáticas regionais e da forma de drenagem local, da quantidade de precipitação

    pluviométrica, da evapotranspiração, sendo influenciado pela temperatura, da permeabilidade

    do material de cobertura empregado, de haver cobertura para as células, da cobertura vegetal

    da área do aterro e ainda de muitos outros fatores. (MANUAL DE GERENCIAMENTO

    INTEGRADO DE RESÍDUOS SÓLIDOS, 2001).

    Segundo Reichert, Cotrim e Rodrigheri (2002), os fatores que influenciam no volume

    de lixiviado gerado são diversos: o percentual de umidade dos resíduos no momento do

    aterramento, a evapotranspiração, a escala de compactação dos resíduos, a predisposição de

    retenção de água dos resíduos, a característica da cobertura dos resíduos (espessura, material e

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    periodicidade), o escoamento superficial, a infiltração e apontando-se com especial destaque o

    clima regional (regime de chuvas, umidade relativa do ar, velocidade dos ventos,

    temperatura).

    De forma simplificada, pode-se afirmar que a quantidade de lixiviado a ser drenado

    depende, principalmente, da precipitação na área do aterro, do escoamento superficial da água

    de chuva em virtude da declividade e das características da cobertura superficial do aterro.

    Regiões com alta pluviosidade tendem a gerar maior volume de lixiviado. (RODRIGUES,

    2004).

    É evidente que os parâmetros meteorológicos influenciam na vazão de lixiviados

    sendo que a precipitação pluviométrica reflete a maior contribuição individual na produção de

    lixiviados. A situação mais crítica verifica-se durante períodos de chuva leve perdurante um

    longo período de tempo. Pequenas rajadas de chuvas intensas, no momento de uma

    tempestade, ocasionam em uma ligeira saturação do material de cobertura resultando

    escoamento da chuva em excesso, induzindo a uma pequena infiltração de líquidos

    (CANZIANI e COSSU, 1989).

    Presume-se um elemento crítico no projeto de um aterro sanitário a gestão dos

    lixiviados durante a sua coleta e tratamento, tanto da perspectiva técnica quanto econômica.

    Os mais importantes critérios meteorológicos que induzem a vazão do lixiviado são a

    precipitação, a temperatura do ar e a umidade relativa (SHROFF e HETTIARATCHI, 1998).

    3.7 Tratamentos do lixiviado

    A infiltração sem controle do lixiviado no ambiente ocasiona, com frequência,

    poluição dos recursos hídricos superficiais, subterrâneos e do solo, sendo muito importante

    tratar o lixiviado gerado nos aterros sanitários, pois estes possuem um dos maiores potenciais

    de impacto ambiental (ISLAM e SINGHAL, 2002).

    A infiltração dos lixiviados no solo provocam efeitos considerados como o máximo

    impacto ambiental que um aterro sanitário pode externar. Devido a esta razão, a legislação

    aspira a definir métodos de evitar a contaminação por lixiviados tanto nas águas superficiais

    quanto subterrâneas. Desta forma, os aterros sanitários deverão ser inseridos em locais

    naturalmente ou artificialmente impermeáveis (CANZIANI; COSSU, 1989).

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    Em consideração ao seu potencial poluidor e a fim de evitar maiores riscos de

    contaminação do solo e das águas subterrâneas e superficiais, os lixiviados devem ser tratados

    antes de serem lançados no meio ambiente. Contudo, uma vez que suas características são

    muito diversas, seu tratamento representa um grande desafio na elaboração dos projetos de

    aterros sanitários (FERREIRA; GIORDANO; RITTER, 2002).

    Devemos levar em consideração que a massa de resíduos depositados no aterro

    sanitário influi diretamente nas características do lixiviado. Também, a quantidade de água

    infiltrada na célula do aterro sanitário os graus de compactação modificam de forma

    qualitativa e quantitativa o lixiviado (QASIN e CHIANG, 1996). Os autores igualmente

    observam que o não tratamento adequado do lixiviado que eventualmente possuem em sua

    massa de resíduos aterrados substâncias perigosas podem ocasionar graves problemas

    ambientais.

    Para Koerner e Soong (2000) há imprescindivelmente três tipos de estratégias de

    remoção do lixiviado: por demanda, recirculação do lixiviado e sem nenhum tipo de

    tratamento (em aterros sanitários abandonados).

    Renou et al. (2008), investigam em seu estudo, a evolução e os diferentes tipos de

    tratamento utilizados para estabilizar e tratar o lixiviado.

    Os autores fazem classificação referente aos tipos de tratamento:

    ● Tratamentos convencionais;

    ● Tratamento biológico;

    ● Tratamento físico-químico;

    ● Tratamento combinado com esgoto doméstico;

    ● Reciclagem ou recirculação;

    ● Transferência de lixiviado;

    ● Novos tratamentos:

    ● Nano filtração;

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    ● Microfiltração;

    ● Ultra filtração - Biorreatores com membrana de separação;

    ● Osmose reversa.

    A escolha do tipo de tratamento para o lixiviado não deve depender somente da sua

    composição, mas devem ser levados em consideração os custos de implantação e forma

    operação da planta de tratamento de efluentes.

    Pelo baixo custo de operação e manutenção e facilidade na operação, observa-se que o

    tratamento biológico, utilizando-se lagoas de tratamento, é amplamente utilizado já que

    podem suportar grandes variações na concentração do efluente e por fazerem a remoção de

    forma efetiva de compostos orgânicos, nitrogênio, fósforo, sólidos suspensos e

    microrganismos patogênicos (MAYNARD et. al., 1999).

    As metodologias empregadas no tratamento de lixiviados podem ser biológicas e ou

    físico químicas. O tratamento biológico do lixiviado propicia e objetiva transformar os

    constituintes orgânicos em compostos estáveis, não putrescíveis, com remoção eficiente de

    DBO, DQO e nitrogênio amoniacal do líquido tratado. Desta forma, cabe à engenharia,

    fornecer condições ao meio, para que o fenômeno da biodegradação ocorra espontaneamente,

    através da ação de microrganismos (bactérias, protozoários, algas e fungos). A biodegradação

    nos lixiviados é um processo catabólico, realizado de forma oxidativa ou fermentativa. Para o

    tratamento biológico atualmente, utilizam-se sistemas de lagoas de estabilização (anaeróbia,

    facultativa e de maturação), lagoas aeróbias de mistura completa, filtro biológico aeróbio

    (através de meio suporte) e reatores anaeróbios associados a membranas (FERNANDES et

    al., 2006).

    O tratamento dos lixiviados por processos físico químicos apresentam-se como uma

    alternativa de diminuição da carga poluente destes efluentes. Assim, têm-se os processos de

    coagulação, floculação decantação, flotação e oxidação química. Estas alternativas podem ser

    empregadas isoladamente ou em conjunto com a finalidade de obter um efluente final dentro

    dos padrões de lançamento (CASTILHOS Jr. 2006).

    No Brasil, para o tratamento do lixiviado utiliza-se com mais frequência sistemas de

    tratamento por lagoas de estabilização em série (anaeróbias, facultativas, aeradas)

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    principalmente devido à simplicidade de operação e manutenção. Há ainda, a possibilidade de

    recirculação do lixiviado para o aterro, apresentando-se como forma parcial de tratamento e

    posteriormente, a aspersão do lixiviado sobre o solo como forma de disposição final. Os

    lixiviados recirculados se atenuam e diluem os compostos produzidos pela atividade biológica

    e por outras reações físicas e químicas que ocorrem dentro do aterro sanitário (PIÑEDA,

    1998).

    De maneira geral, procurando reproduzir os fenômenos observados na natureza,

    utilizam-se sistemas de lagoas, não havendo necessidade de se utilizar equipamentos

    mecânicos. Apresentam inúmeras vantagens sua utilização, simplicidade na operação e

    manutenção, dentre as quais se destacam os baixos custos para construção (MORENO et al.,

    1988; MENDONÇA, 2000), confiabilidade operacional (não sendo necessário operadores

    com capacitação especial), além da redução de patógenos, alta remoção de carga orgânica. É

    um método simples, natural e importante para o tratamento de efluentes, sendo utilizada em

    muitos aterros sanitários no tratamento de lixiviados (HAMADA; MATSUNAGA, 2000).

    Processos hidrodinâmicos e bioquímicos, nas lagoas de estabilização, são

    influenciados por condições climatológicas como precipitação, evaporação, ventos, insolação

    e temperatura. Apresentam-se como fatores primordiais no processo de fotossíntese a

    intensidade e duração da radiação solar, tendo um considerável favorecimento em regiões de

    clima tropical e subtropical, como é o caso do Brasil. Existe a necessidade de disponibilidade

    de área territorial e clima favorável em virtude das lagoas serem um sistema natural.

    Tornando relevantes os estudos regionais a respeito do processo com objetivo de aperfeiçoar

    o processo natural (GOTARDO, 2005).

    3.8 Descrições do município onde se situa a área de estudo

    O município de Lajeado localiza-se na Encosta Inferior do Nordeste, região centro-

    leste do Estado do Rio Grande do Sul conforme Figura 2. Fazendo parte da região geopolítica

    denominada Vale do Taquari, Lajeado é considerada a principal cidade região do Vale do

    Taquari que tem em sua composição 36 municípios e aproximadamente 326 mil habitantes

    (IBGE, 2010). Dados da Prefeitura Municipal de Lajeado fazem a estimativa que vem do

    setor industrial 42% do PIB (Produto Interno Bruto) do município, sendo este fortemente

    constituído pelas indústrias do ramo alimentício.

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    Figura 2 - Localização do município de Lajeado

    Fonte: Prefeitura Municipal de Lajeado (2014)

    A cidade localiza-se geograficamente entre as coordenadas 29° 24’ 06’’ e 29° 29’ 52’’

    de latitude sul e 51° 55’ 06’’ e 52° 06’ 42’’ de longitude oeste.

    Distante aproximadamente de 120 km de Porto Alegre capital do Estado, Lajeado

    dispõe em sua área geográfica de 90.087 km² e população de 71.445 habitantes, destes 71.180

    urbana e 265 rural (IBGE, 2010).

    3.9 Caracterizações do clima da área de estudo

    Köppen (1936), através de seu sistema de classificação, enquadra o Rio Grande do Sul

    na zona fundamental temperada (“C”) e no tipo fundamental (“Cf”) ou temperado úmido.

    Moreno (1961) faz a subdivisão do tipo “Cf” em outros dois gêneros “Cfa” e “Cfb”,

    sendo que o gênero “Cfa” tem por característica chuvas durante todos os meses do ano,

    expondo temperatura superior a 22°C, no mês mais quente, e superior a 3°C, no mês mais

    frio. O gênero “Cfb” expõe no mês mais quente do ano temperatura inferior a 22°C e no mês

    mais frio superior a 3°C, apresentando durante todos os meses do ano chuva.

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    Britto et al. (2008), acreditam que o estado do Rio Grande do Sul, localizado na faixa

    subtropical, expõe um clima que transita entre o temperado e tropical. O autor ainda faz

    consideração que o Estado, por pertencer à porção Sul do Brasil, apresenta uma estação

    térmica fria em virtude de massas de ar polar ter atuações.

    Diversos sistemas de tempo, fundamentais na imposição das chuvas, acometem o Rio

    Grande do Sul, uma vez que sistemas frontais circulam sobre a Região Sul do Brasil no

    decorrer do ano. Existe a estimativa que 5 a 7 frentes frias, em média, circulam pela região

    mensalmente, tendo efeito sobre a precipitação pluviométrica (OLIVEIRA, 1986).

    Nimer (1989) conceitua o clima do estado do Rio Grande do Sul como mesotérmico,

    não tendo uma exata definição de estação seca ou chuvosa. O autor salienta que a média

    anual de precipitação no Estado varia entre 1200 mm na faixa litorânea a 1900 mm na faixa

    norte do Estado, tendo a possibilidade de alcançar 2000 mm na borda da escarpa, em locais

    como São Francisco de Paula.

    Segundo Britto et al. apud NIMER, 1989 em grande parte do estado as temperaturas

    médias anuais ficam abaixo de 20°C, nas maiores altitudes podendo ser inferior a 14°C. No

    mês de julho as médias das temperaturas mínimas são inferiores a 10°C na maior parte do Rio

    Grande do Sul, por conseguinte no verão na parte oeste e central do estado as médias das

    temperaturas máximas chegam a ultrapassar os 32°C.

    Diedrich, et al. (2007) constatam:

    Segundo as estimativas geradas, a temperatura média anual para o Vale do

    Taquari está entre 16,75°C, na porção norte, e 19,61°C, na parte centro-sul.

    A média mínima da temperatura anual estimada é de 11,67°C na parte norte,

    a 14,43°C na parte sul. A temperatura média máxima anual é de 21,8°C na

    parte norte, a 26°C na parte sul.

    3.10 O Aterro Sanitário de Lajeado

    De acordo com referências da Secretaria do Meio Ambiente (SEMA, 2014) o aterro

    sanitário de Lajeado está distante do centro urbano do município aproximadamente 3 km.

    Posteriormente uma parcela da atual área teve sua utilização em forma de lixão a céu

    aberto, sendo que consiste em um aterro controlado atualmente. A Prefeitura Municipal de

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    Lajeado obteve as licenças (prévia, de instalação e de operação), junto a Fundação Estadual

    de Proteção Ambiental (FEPAM) a partir do ano de 1996 para o atual aterro sanitário. A

    partir deste ano houve uma nova estruturação das instalações do aterro sanitário, entre elas

    melhorias na estação de tratamento de efluentes, medidas previstas no projeto de

    licenciamento para a recuperação da área do antigo lixão (SEMA, 2014).

    O aterro sanitário recebe diariamente cerca de 52 toneladas de resíduos sólidos

    domésticos. Através de levantamento dados de pesagem da administração do aterro sanitário,

    no ano de 2013 destinaram-se ao aterro 1.440 toneladas mensais de resíduos (SEMA, 2014).

    Conforme caracterização dos resíduos sólidos domésticos destinados ao aterro

    sanitário de Lajeado, através da coleta regular, Konrad et al. (2010) observaram:

    O material orgânico correspondeu ao maior percentual (46% em peso).

    Após esse valor, os maiores percentuais foram das fraldas (11%), plástico

    filme (9%) e papel higiênico (8%). Os demais resíduos da coleta regular

    representaram materiais que se em bom estado, poderiam ser encaminhados

    para a reciclagem, totalizando cerca de 20% dos resíduos da coleta, além de

    trapos, madeira, isopor e rejeitos, o que representou aproximadamente 6%

    dos mesmos (Konrad et. al., 2010).

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    Figura 3 - Célula de disposição de RSU utilizada atualmente

    Fonte: Autor

    O aterro de Lajeado possui uma estação de tratamento de efluentes (ETE) através de

    tratamento biológico convencional onde é realizado a tratamento do lixiviado. A ETE é

    constituída por lagoa de anaeróbia, lagoa aeróbia, decantador e sistema com a utilização de

    ozônio para o polimento do efluente pós-tratamento (Figura 4).

    Figura 4 - Sistema de Tratamento de Efluentes - ETE

    Fonte: SEMA Lajeado RS

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    Através da Figura 5, observa-se por meio de vista aérea a área do aterro sanitário de

    Lajeado. Imagem do mês de janeiro de 2013.

    Figura 5 – Vista aérea do Aterro Sanitário de Lajeado RS

    Fonte: Google Earth (2014)

    Atualmente a área da célula 1 já recebeu as medidas de recuperação exigidas pelo

    órgão ambiental estadual (FEPAM) e está lacrada. Existe a possibilidade de observar também

    a célula do aterro em atividade e que está em fase de encerramento (célula 2) após 11 anos de

    atividades, esta apresenta uma área de 150 m x 100 m (15.000 m²), sendo a área objeto de

    estudo, a qual possuiu drenagem de lixiviado com vazão contínua no ponto de medição.

    Salienta-se que esta célula respeita todos os critérios legais e técnicos de instalação e

    operação, com o objetivo de minimizar a degradação ambiental do local. No ponto célula 3

    CÉLULA 1

    CÉLULA 2

    CÉLULA 3

    LAGOA ANAERÓBICA LAGOA AERÓBICA

    PONTO MEDIÇÃO VAZÃO E COLETA

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    está em fase de conclusão a impermeabilização para uma nova célula para entrar em operação,

    não sendo possível sua visualização na imagem. Na imagem também se visualiza a Estação de

    Tratamento de Efluentes, composta por uma lagoa de tratamento anaeróbico, uma lagoa de

    tratamento aeróbia e um decantador. É possível também o ponto de medição da vazão do

    lixiviado (SCHNEIDER, 2010).

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    4 METODOLOGIA

    O presente estudo foi desenvolvido através do levantamento de informações a respeito

    do comportamento do lixiviado no aterro sanitário de Lajeado objetivando mensurar as

    variações da carga orgânica, à vazão de lixiviado conforme as oscilações dos elementos

    meteorológicos: precipitação pluviométrica e temperatura ambiente.

    A relevância de se adquirir as informações a respeito destas oscilações é resultado da

    ampla complexidade de se operar uma planta de tratamento para lixiviado quando as

    alternâncias de vazão de efluente são significativas. Além de que, locais onde as alternâncias

    dos elementos meteorológicos são significativas, da mesma forma denotam um desafio para o

    tratamento do lixiviado.

    Para a concretização deste estudo, foram utilizados os valores de medição de vazão

    automatizada obtidos através de um medidor Parshall dotado de sensor ultrassônico, sendo

    este um equipamento de fácil operação e que proporciona medições de forma confiável e

    periódica. Para se determinar as oscilações dos elementos meteorológicos foram aplicados os

    dados adquiridos desde o Centro de Informações Hidrometeorológicas (CIH) da UNIVATES,

    e de um pluviômetro instalado na área do aterro sanitário para conferência de pluviometria no

    local.

    4.1 Equipamentos

    No presente estudo se utilizou vários equipamentos para acompanhamento dos

    parâmetros meteorológicos e também para realização das análises físico químicas em

    laboratório.

    4.1.1 Pluviômetro

    O pluviômetro foi empregado para colher e medir a quantidade de chuva. Sendo que o

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    equipamento determina a quantidade de chuva precipitada, este equipamento é elementar para

    estudos meteorológicos e hidrológicos, uma vez que o equipamento instalado tem somente o

    objetivo de conferir a pluviometria no local, relacionado com as informações do Centro de

    Informações Hidrometeorológicas da UNIVATES.

    Figura 6 - Pluviômetro J. Prolab, usado para medir quantidade de precipitação

    pluviométrica em mm.

    Fonte: Autor

    4.1.2 Medidor de vazão

    O medidor de vazão que foi utilizado neste trabalho é composto por um medidor Calha

    Parshall de 1” dotado de um sensor ultrassônico. A Figura 7 apresenta ponto de medição da

    vazão do lixiviado no aterro sanitário de Lajeado RS, onde foi instalado o medidor

    ultrassônico.

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    Figura 7 - Ponto de Medição Vazão do lixiviado no Aterro Sanitário Lajeado RS

    Fonte: KUNZEL (2010)

    O medidor Parshall foi arquitetado pelo engenheiro R. L. Parshall, sendo que este

    tinha a irrigação como objetivo principal, todavia, analisadas suas vantagens o medidor faz-se

    útil para diversos fins. Na atualidade tem sido muito utilizado para se medir vazão nas ETE.

    O medidor Parshall compreende-se basicamente numa seção estrangulada, denominada

    garganta e uma seção divergente organizadas em planta. Sua parte inferior é em nível na

    seção convergente em declive na garganta e em aclive na seção divergente (AZEVEDO

    NETTO et al., 1998).

    Utilizou-se um sensor ultrassônico da Pepperl + Fuchs, modelo UB1000-18GM75-I-

    15, que opera em uma faixa de 70-1000 mm, resolução de 0,35 mm, 1% de erro máximo de

    fundo de escala e temperatura de operação entre -20 a 70°C (PEPPERL+FUCHS, 2009). O

    sensor ultrassônico realizou a leitura a cada 15 minutos, apresentado o resultado em m³/h.

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    Figura 8 - Sensor ultrassônico UB1000-18GM75-I-V15

    Fonte: Autor (2014).

    4.1.3 Local de coleta de amostra para análises

    Para realização das análises em laboratório utilizou-se como local de coleta das

    amostras a saída do lixiviado da célula em uso no aterro sanitário de Lajeado, sendo que este

    local também é a entrada do efluente para estação de tratamento.

    Figura 9 - Local de coleta de amostras para análises

    Fonte: Autor, (2014).

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    4.1.4 Determinação do PH

    Utilizou-se um pHmetro marca DIGIMET DM-20 para determinar o pH e a temperatura

    (Figura 10).

    Figura 10 - Aparelho para Medição do Potencial Hidrogeniônico (pH)

    Fonte: O autor (2014).

    4.1.5 Determinação de Umidade

    As amostras foram todas pesadas inclusive os cadinhos vazios, com a utilização de

    uma balança de precisão marca SHIMADZU modelo AW 220, para determinação de umidade

    e quantidade de sólidos das amostras, ilustrada na Figura 11.

    Figura 11 - Balança de Precisão

    Fonte: O autor (2014).

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    4.1.6 Determinação de Sólidos Totais

    Para a determinação dos sólidos totais foi utilizada a metodologia AOAC (Association

    off Official Analythical Chemistry). As amostras foram colocadas em cadinhos de porcelana

    antemão tarados e em seguida pesados com o substrato em seu interior para se obter o peso

    úmido do material. Posteriormente colocou-se os cadinhos na estufa marca SP Labor modelo

    SP-400, ilustrada na (Figura 12), sob uma temperatura de 105°C por 24 horas, para se

    determinar a matéria seca.

    Figura 12 - Estufa Micro Processada para Esterilização e Secagem

    Fonte: O autor (2014).

    Posteriormente, os cadinhos foram resfriados em um dessecador e pesados, obtendo-se

    o valor do material seco, conforme a Figura 13.

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    Figura 13 - Dessecador para Equalização da Temperatura

    Fonte: O autor (2014).

    4.1.7 Determinação Sólidos Voláteis

    Para a determinação dos sólidos voláteis igualmente utilizou-se a metodologia AOAC.

    O valor dos sólidos voláteis foi mensurado desde o material seco obtido na determinação dos

    sólidos totais. Na determinação dos sólidos fixos, o material seco foi levado à mufla marca SP

    Labor modelo SP-1200, ilustrada na (Figura 14) sob a temperatura de 550°C por oito horas.

    Figura 14 - Forno Mufla SP Labor onde foi verificado os sólidos voláteis

    Fonte: O autor (2014).

    Posteriormente as amostras foram resfriadas no dessecador e pesadas, obtendo-se o

    peso das cinzas.

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    4.1.8 Determinação Nitrogênio

    Para determinação de Nitrogênio utilizou-se a Metodologia PHA/AWWA.

    Figura 15 - Destilador onde determinou-se o Nitrogênio

    Fonte: O autor (2014).

    4.1.9 Determinação Demanda Química de Oxigênio (DQO)

    Para determinação da Demanda Química de Oxigênio (DQO) foi utilizada a

    metodologia PHA/AWWA, Banho Ultratermostático e Chapa Aquecedora com

    Condensadores do tipo Sebelin.

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    Figura 16 - Banho ultratermostizado SL-152\10, Marca SOLAB

    Fonte: O autor (2014).

    4.1.10 Determinação de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)

    Para obtenção de indicadores de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), fez-se

    utilização do equipamento manométrico, sem uso de mercúrio. Sendo utilizado o

    equipamento OXITOP o qual é baseado na medição de pressão em um sistema fechado.

    Figura 17 - OXITOP para determinação DBO

    Fonte: O autor (2014).

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    4.1.11 Determinação de Carbono

    Utilizou-se para análise de Carbono aparelho específico de medição de carbono

    orgânico total (COT) marca SHIMADZU disponível junto ao Núcleo de Eletroquímica e

    Materiais Poliméricos (NEMP), no Centro Universitário UNIVATES;

    4.1.12 Determinação da Turbidez

    Para determinação da turbidez foi utilizado um Turbidímetro Modelo DM TU,

    utilizado para medir a turbidez de um liquido de acordo EPA por método neofolométrico

    baseado na leitura por detector a 90º. Com as seguintes características:

    Lâmpada de tungstênio;

    Faixa de medição: 0,1000 NTU

    Precisão: +ou- 2%

    Repetitividade +ou-: 1%

    Luz espúria

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    4.1.13 Determinação da Condutividade

    Para análise dos parâmetros de condutividade foi usado um Condutivímetro aparelho

    de bancada w120 - BEL Engineering, utilizado para medir a condutividade, a determinação

    está relacionada com a quantidade de sais dissolvido no meio liquido, permite avaliar a

    presença de sólios de uma amostra.

    Figura 19 - Condutivímetro W120 – BEL utilizado para análise condutividade

    Fonte: Autor (2014).

    4.1.14 Determinação da Temperatura de coleta

    No momento da realização da coleta de amostra verificou-se a temperatura do

    lixiviado no local através de termômetro digital modelo 1120-6113 GTECH.

    Figura 20 - Termômetro Digital G-Tech – utilizado para verificação temperatura

    Fonte: Autor (2014).

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    4.1.15 Periodicidade das Campanhas para coleta de Amostras e execução das Análises

    A coleta de amostras foi realizada nos meses de agosto, setembro e outubro de 2014,

    sendo realizada uma coleta a cada dez dias em média, perfazendo cinco campanhas de

    análises. As coletas e as análises foram realizadas pelo autor do presente estudo. A coletas

    das amostras foram de acordo com as NBR 9897/1987 e NBR 9898/1987.

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    5 RESULTADOS E DISCUSSÕES

    Integralizado o presente estudo foram encontrados os resultados descritos abaixo, os

    quais servirão para discussões e como informações para contribuir em futuros trabalhos de

    estudos em aterros sanitários, bem como para análises no momento de dimensionamento ou

    aprimoramento de ETE do local.

    5.1 Resultados obtidos através do monitoramento de fatores meteorológicos e vazão

    Os dados de leitura obtidos pelo monitor de vazão, médias das temperaturas mínimas e

    médias das temperaturas máximas fornecidas pelo Centro de Informações

    Hidrometeorológicas da UNIVATES durante o período de levantamento de dados para

    análises e discussões são apresentados na Tabela 04.

    Tabela 5 - Resultados monitoramento fatores meteorológicos e vazão

    Período

    Médias das

    temperaturas

    Mínimas (°C)

    Médias das

    temperaturas

    Máximas (°C)

    Precipitação

    acumulada

    (mm)

    Vazão acumulada

    (m³)

    15/08/2014 a

    31/08/2014 12,20 24,40 68,00 156,00

    01/09/2014 a

    30/09/2014 15,20 24,20 329,30 317,00

    01/10/2014 a

    15/10/2014 16,64 26,70 157,10 182,40

    Fonte: O autor

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