Utilização de nanofiltração e osmose inversa no tratamento de lixiviado de aterro sanitário
Resumo
Um dos principais problemas relacionados ao gerenciamento de resíduos sólidos é o efetivo tratamento dos líquidos lixiviados produzidos em aterros sanitários. O volume gerado e a concentração do lixiviado produzido variam sobremaneira ao longo da vida do aterro. Além disso, o lixiviado é uma matriz aquosa potencialmente poluidora e de extrema complexidade, por apresentar grande variabilidade em sua composição, desta forma, o seu tratamento se torna igualmente complexo, visto que depende diretamente do tipo de resíduo que o origina. Este estudo teve como objetivo avaliar a viabilidade técnica de duas rotas de tratamento para o lixiviado proveniente do Aterro Sanitário de Seropédica (RJ). Neste contexto, foram investigados o processo de coagulação/floculação (pré-tratamento) seguido por nanofiltração (Rota 1) e o processo de osmose inversa no tratamento do lixiviado bruto (Rota 2). No processo de coagulação/floculação com cal, para uma concentração de 10 g.L-1 de CaO foram obtidos percetuais de remoção de 54% de Carbono Orgânico Total (COT) e 33% de Demanda Química de Oxigênio (DQO). Durante o pré-tratamento do lixiviado também avaliou-se o arraste de nitrogênio amoniacal (N-NH3) durante agitação de 50 rpm por 6 horas, obtendo-se percentual de remoção de 71%. Usando a Rota 1 foram obtidos percentuais de remoção global de 89%, 94% e 91% em termos de COT, DQO e absorbância a 254 nm (ABS 254 nm), respectivamente. A concentração de Substâncias Húmicas (SH) foi reduzida consideravelmente (80%), alcançando valor final de 83 mg.L-1. Em relação à Rota 2, realizou-se processo de osmose inversa (Membrana BW30-4040 e pressão operacional de 20 bar) para tratamento do efluente bruto. Foram obtidos percentuais globais de remoção de 75% de COT, 79% de DQO e 83% de ABS 254 nm. Além disso, a remoção de N-NH3 (73%) foi superior a Rota 1. Em contrapartida, embora significativo, o valor percentual de remoção de SH (44%) foi inferior ao obtido na Rota 1. Neste estudo, a aplicação de ambas as rotas de tratamento propostas demonstrou-se satisfatória para remoção de matéria orgânica, compostos recalcitrantes e nitrogênio amoniacal do lixiviado, dentro de suas especificidades e limitações.
Introdução
Um dos principais problemas relacionados ao gerenciamento de resíduos sólidos é o efetivo tratamento dos líquidos lixiviados produzidos em aterros sanitários. O volume gerado e a concentração do lixiviado produzido variam sobremaneira ao longo da vida do aterro. Além disso, o lixiviado é uma matriz aquosa potencialmente poluidora e de extrema complexidade, por apresentar grande variabilidade em sua composição, desta forma, o seu tratamento se torna igualmente complexo, visto que depende diretamente do tipo de resíduo que o origina.
Dentre os processos empregados no tratamento de lixiviados de aterros sanitário, destacam-se os processos biológicos (lagoas de estabilização, lodos ativados e filtros biológicos) e os processos físico-químicos (oxidação química, adsorção em carvão ativado, coagulação/floculação e precipitação química) (RENOU et al., 2008). Além das Estações de Tratamento de Esgotos (ETE) que operam tratando o lixiviado em conjunto com esgotos sanitários (ZHANG et al., 2013).
Segundo Renou et al. (2008), a aplicação do processo de coagulação/floculação com cal no tratamento de lixiviado, reduz de 15 a 30% a salinidade deste efluente e diminui a concentração de Substâncias Húmicas (SH) através da precipitação de ácidos húmicos. Além disso, o processo de coagulação/floculação com cal produz um lodo quimicamente inerte que pode ser armazenado em local apropriado (RENOU et al., 2008).
Os Processos de Separação por Membranas (PSM) têm sido utilizados nos mais diferentes setores de atividade na indústria química, na área médica, passando pela biotecnologia, indústria alimentícia, farmacêutica e tratamento de águas industriais e municipais (HABERT et al., 2006). Segundo Moravia et al. (2010), os PSM nas últimas décadas tiveram destaque, principalmente nos países europeus, onde Gierlich e Kolbach (1998) mencionavam esta tecnologia no tratamento de lixiviados de aterros sanitário.
Zhang et al. (2013) avaliaram a aplicação de duas rotas de tratamento de lixiviado. O processo combinado composto por Processo Oxidativo Avançado (POA) de Fenton, Biorreator de Membrana (MBR) e sistema de osmose inversa (OI) e a rota composta por sistema simples de OI. Durante processo combinado, o POA foi eficiente na remoção de compostos orgânicos recalcitrante, porém, pouco eficiente na remoção de N-NH3 (10%). Em etapa posterior, através da utilização do MBR, obteve-se remoção média de N-NH3 de 80%. Por fim, a aplicação da OI foi satisfatória para enquadrar o efluente nos valores requeridos para descarte. O sistema simples apresentou eficiência de remoção de 50%, 40% e 15% em termos de COT, DQO e N-NH3, respectivamente, porém, ainda assim, não foram atingidos os limites de descarte estabelecidos. Os autores observaram também que a utilização do processo combinado reduziu significativamente problemas de fouling da membrana de OI.
No Brasil, o tratamento de lixiviado do Centro de Tratamento de Resíduos de Candeias (PE) e do Aterro Metropolitano de Gramacho (RJ) contam com uma unidade de nanofiltração como etapa final no tratamento do efluente (GIORDANO et al., 2011), assim como no Aterro de Seropédica (RJ). A estação de tratamento de lixiviado de São Gonçalo (RJ) realiza a pré-filtração seguida de OI em três etapas para tratamento do lixiviado (HAZTEC, 2016).
Sendo assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a viabilidade técnica de duas rotas de tratamento para o lixiviado proveniente do Aterro Sanitário de Seropédica (RJ). Neste contexto, foram investigados o processo de coagulação/floculação como pré-tratamento para o processo de nanofiltração (NF) (Rota 1) e o processo de osmose inversa (OI) no tratamento do lixiviado bruto (Rota 2).
