Avaliação da tratabilidade de lixiviado de aterro sanitário combinado com esgoto sanitário em reator anaeróbio tipo UASB

Orientador: Prof. Dr. Miguel Mansur AisseTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa : Curitiba, 29/03/2019Inclui referências: p. 189-211Resumo: Caracterizado por ser uma matriz aquosa complexa, o lixiviado de aterro sanitário pode apresentar riscos de poluição em corpos hídricos, se não gerenciado de forma adequada. Uma das opções é sua codisposição em Estações de Tratamento de Esgotos Sanitários. Contudo, estudos devem ser realizados para averiguar a viabilidade de tal prática, sobretudo, quanto ao comportamento da matéria orgânica do lixiviado bruto. O presente trabalho teve como objetivo a avaliação da tratabilidade de lixiviado de aterro sanitário combinado com esgoto sanitário em reator anaeróbio tipo UASB. As etapas da pesquisa foram, primeiramente caracterizar o lixiviado bruto por parâmetros físicos, químicos e biológicos tradicionais e por parâmetros coletivos específicos, como DQO inerte e matéria orgânica dissolvida (MOD). A segunda etapa consistiu em avaliar a influência do lixiviado adicionado ao esgoto sanitário (até 20 % v/v), na biodegradação anaeróbia, em reatores de bancada. Na terceira etapa foi avaliado o comportamento do reator tipo UASB (150 L), operado com TDH de 8 h, na codisposição do lixiviado, em porcentagens de 2%, 5% e 10%. Na quarta etapa foram avaliadas as modificações da MOD no tratamento em reator UASB e na quinta etapa foi avaliada a qualidade do lodo anaeróbio visando a disposição agrícola. Os resultados indicam que as amostras de lixiviados apresentaram características distintas entre as coletas, com relação DBO/DQO superior a 0,27, DQO inerte superior a 30% e nitrogênio amoniacal acima de 1792 mg L-1. Os ensaios de biodegradabilidade anaeróbia destacaram que relações volumétricas de lixiviado superiores a 5% podem interferir de forma significativo no tratamento. A avaliação qualitativa da MOD, no lixiviado, possibilitou monitorar a degradação e a alteração da matéria orgânica lábil, em função do tempo de armazenamento. Os resultados da codisposição, em reatores tipo UASB, demonstraram que o lixiviado não interferiu de forma significativa no tratamento do esgoto, com porcentagem de 2% e 5%, sendo as eficiências em termos de DQO de 53% e 49%, respectivamente. Contudo, para 10% de lixiviado, obteve-se remoção média de DQO de 37% devido a adição de possíveis substâncias tóxicas, como a amônia. Constatou-se elevados valores de cor verdadeira e SDT no efluente, reiterando necessidade de pós-tratamento. As análises espectroscópicas da MOD indicaram que a refratabilidade aumenta conforme maior porcentagem de lixiviado é adicionada. No efluente, de cada etapa, foi possível notar características tanto de matéria orgânica lábil, como refratária. A fluorescência pode ser usada na caraterização da MOD em efluentes e dar indícios da eficiência de remoção desses compostos, junto com os parâmetros COD, DQO e DBO, oferecendo um método complementar de avaliação. A adição de lixiviado com esgoto, por cerca de 2 anos, alterou as concentrações de substâncias inorgânicas no lodo anaeróbio e inviabilizou o uso agrícola, pois as concentrações de Zn resultaram acima aos valores estabelecidos nas resoluções brasileiras. Palavras chave: Codisposição, Espectroscopia, Lodo anaeróbio, Parâmetros coletivos específicos.Abstract: Characterized as a complex aqueous matrix, landfill leachate may present pollution risks in a hydrous body if not properly managed. One of the options is the codisposition of the leachate with sanitary sewage, although further studies should be carried out to ascertain the feasibility of such practice, especially concerning the behavior of the organic matter of the raw leachate in this treatment. The present thesis had the objective of evaluating the treatability of landfill leachate combined with sanitary sewage from anaerobic UASB reactor. The stages of the research were first to characterize the raw leachate through the physical, chemical and biological parameters and, through the specific collective parameters, as inert COD and dissolved organic matter (DOM). The second step was to assess the influence of the leachate added to sewage (up to 20% v/v), on anaerobic biodegradation, bench reactors. In the third step, the behavior of the UASB reactor (150 L) was evaluated, operating with 8 h DHT, in the leachate codisposition in sanitary sewage, in percentages of 2%, 5% and 10% v / v. The fourth step evaluated the modifications of the DOM in the anaerobic treatment in UASB reactor and the fifth stage, the quality of the anaerobic sludge was evaluated aiming the agricultural layout. The results indicated that the samples of leachates evaluated presented very different characteristics from one collection to another, with BOD/COD ratio above 0.27, inert COD of more than 30% and ammonia concentration of 1.792 mg L-1. The anaerobic biodegradability tests with raw leachate and sanitary sewage have highlighted that volumetric ratios higher than 5%, can interfere significantly in the treatment performance. The qualitative evaluation of the DOM, in the leachate, allowed monitoring the degradation and the alteration of the labile organic matter, as a function of storage time. The results of the codisposition, in UASB reactors, showed that the leachate did not significantly interfere in the treatment of sewage, with a percentage of 2% and 5%, with COD efficiencies of 53% and 49%, respectively. However, for the 10% leachate percentage, COD average removal was 37% due to the addition of possibly toxic substances, such as ammonia. High values of true color and TDS were observed in the effluent due to the addition of the leachate, observing the need for post-treatment of the effluent. The spectroscopic analyses of the DOM indicated that the retractability increases as a higher percentage of leachate are added. In the effluent, from each stage, it is possible to note the characteristics of both labile organic matter and refractory organic matter. Fluorescence can be used to characterize the DOM in effluents and provide evidence of the removal efficiency of these compounds, together with the DOC, COD and BOD parameters, offering a complementary method of evaluation. The addition of leachate with sewage in a UASB reactor, for about two years, altered the concentrations of inorganic substances in the anaerobic sludge and made agricultural use unfeasible, since the Zn concentrations are above the limits established in the Brazilian resolutions. Keywords: Codisposition, Spectroscopy, Anaerobic sludge, Specific collective parameters