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Avaliação do processo de coagulação-floculação de lixiviado de aterro sanitário pré-tratado biologicamente utilizando quitosana e sulfato de alumínio como coagulantes

Publicado em 21/03/2017 às 14:54:04

Resumo

Os lixiviados de aterros sanitários apresentam elevadas concentrações de nitrogênio amoniacal, matéria orgânica biodegradável e compostos recalcitrantes, que não permitem seu descarte no meio ambiente sem tratamento prévio. Como alternativa complementar ao tratamento biológico desse efluente, diferentes processos físicoquímicos têm sido desenvolvidos para reduzir as concentrações de matéria orgânica recalcitrante presentes nos lixiviados de aterro sanitário. Para tanto, a presente pesquisa buscou avaliar a eficiência do processo de coagulação-floculação quanto à remoção dessa matéria orgânica presente em lixiviado pré-tratado biologicamente utilizando quitosana e sulfato de alumínio como coagulantes. Durante a realização dos ensaios, o efluente coletado de um sistema de lodo ativado operado em bateladas seqüenciais em escala piloto, instalado na área do Aterro Sanitário Integrado Camaçari e Dias D’avila, foi submetido ao tratamento físico-químico com os coagulantes quitosana e sulfato de alumínio (Al2(SO4)3.14 H2O) em equipamento de testes de jarros. Para avaliar a eficiência do processo físico-químico, foi aplicada a metodologia estatística de planejamento experimental, a fim de obter as melhores condições de processo que fornecessem eficiências de remoção significativas da matéria orgânica recalcitrante por meio dos parâmetros cor verdadeira e turbidez. Posteriormente, foram realizados alguns ensaios de toxicidade aguda com Lemna minor e Poecilia reticulata. Os resultados mostraram que, nas faixas testadas, apenas as variáveis de controle concentração de coagulante (C) e o valor do pH de dosagem foram significativas para o processo, uma vez que as condições de mistura (Gmr, Gf, Tmr e Tf) não influenciaram nas variáveis respostas. Utilizando a quitosana como coagulante, alcançou-se valores médios de eficiência de remoção de cor verdadeira e turbidez iguais a 73% e 94%, respectivamente, com dosagem de 480 mg.L-1 e valor de pH 8,5. Quanto ao uso do coagulante químico, foram alcançados valores médios de eficiência de remoção de cor verdadeira e turbidez iguais a 87% e 93%, respectivamente, com dosagem de 146 mg Al+3.L-1 e valor de pH 8,5. Após os ensaios ecotoxicológicos, constatou-se que o efluente pós-tratado utilizando quitosana foi mais tóxico aos organismos aquáticos.

Introdução

De acordo com a Pesquisa Nacional de Saneamento Básico (PNSB) realizada no ano de 2008 pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) (BRASIL, 2010a), aproximadamente, 168 mil toneladas de resíduos sólidos produzidos por dia são destinadas aos aterros sanitários.

Ao longo do tempo, essa massa de resíduos disposta nos aterros passa por transformações de natureza química, física e biológica. A combinação dessas transformações conduz à geração de compostos orgânicos e inorgânicos, que, juntamente com a água de chuva que infiltra na massa aterrada, microrganismos e outros materiais biológicos, produz um líquido de cor escura, odor desagradável, altamente poluidor, de composição variada e complexa, denominado lixiviado de aterro sanitário.

O lixiviado é basicamente composto por material orgânico dissolvido, ácidos graxos voláteis, compostos recalcitrantes, macro componentes orgânicos, e, eventualmente, metais pesados e compostos xenobióticos (KJELDSEN et al., 2002). Ao atingir o lençol freático ou as águas superficiais, estas substâncias podem afetar todo o ecossistema aquático e, até mesmo, os seres humanos e animais que fazem uso dessas águas.

Diante disso, diferentes técnicas de tratamento têm sido desenvolvidas nos últimos anos para minimizar os contaminantes tóxicos presentes no lixiviado, cumprindo exigências legais que se apresentam cada vez mais restritivas.

No Brasil, a Resolução nº. 430 de 2011 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) (BRASIL, 2011) estabelece que os efluentes de qualquer fonte poluidora só poderão ser lançados em corpos receptores após o devido tratamento, desde que obedeçam aos padrões e condições pré-estabelecidos e não possua potencial para causar efeitos tóxicos aos organismos aquáticos presentes no corpo d’água.

Para remover a maior parte da matéria orgânica biodegradável e do nitrogênio amoniacal, os sistemas biológicos, devido ao baixo custo e larga aplicabilidade, têm sido amplamente utilizados. Entretanto, para o tratamento de águas residuárias que apresentam elevadas concentrações de matéria orgânica recalcitrante, o tratamento biológico requer tratamento complementar por processos físico-químicos.

O processo de coagulação-floculação-sedimentação pode ser empregado como alternativa de pós-tratamento para a remoção dos compostos recalcitrantes que não foram removidos pelo tratamento biológico. Contudo, os coagulantes químicos comumente usados nesse tipo de processo, como sulfato de alumínio, têm levantado alguns questionamentos de ordem ambiental por causa de sua natureza química.

Pesquisas mostram que as elevadas dosagens requeridas com o uso desses coagulantes proporcionam o aumento da quantidade de lodo químico não biodegradável produzido e/ou aumento da concentração de metais no efluente tratado, que por sua vez conduzem ao aumento da sua toxicidade. Dessa forma, aos poucos, os coagulantes naturais têm constituído uma alternativa viável ao uso dos coagulantes químicos.

Um dos mais promissores polímeros orgânicos de natureza catiônica que tem sido aplicado é a quitosana. Entretanto, pouco se sabe acerca da utilização deste biopolímero no tratamento de águas residuárias, principalmente de lixiviado de aterro sanitário. Devido a essa lacuna de conhecimento, a rede de Tratamento de Lixiviado (TRATALIX) contempla o presente projeto de pesquisa entre outros temas relativos ao tratamento de lixiviado de aterro sanitário.

Esta pesquisa pretende responder à seguinte questão:

  • O processo de coagulação-floculação utilizando o coagulante quitosana é uma alternativa de pós-tratamento eficiente para remover a matéria orgânica recalcitrante presente no lixiviado de aterro sanitário tratado biologicamente?

Assim, as hipóteses desta dissertação são:

  • O pós-tratamento por processo de coagulação-floculação utilizando a quitosana apresentará resultados satisfatórios quanto à eficiência de remoção da matéria orgânica recalcitrante presente no lixiviado de aterro sanitário tratado biologicamente.
  • O emprego da quitosana como coagulante permitirá a obtenção de um efluente com características físico-químicas e toxicológicas que atendam as condições e padrões previstos na resolução CONAMA 430/2011.

Autora: Inara Oliveira do Carmo Nascimento.

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