Chorume Biogas

CHORUME E BIOGSDE

ATERROS SANITRIOS

Aterros para Resduos

Sistemas com capacidade de receber e acondicionar por longo perodo os resduos slidos de forma segura e confivel

1.1. Chorume: gerao, drenagem, tratamento e Chorume: gerao, drenagem, tratamento e destinao finaldestinao final

2.2. Cobertura e drenagem superficialCobertura e drenagem superficial3.3. Biogs: gerao, drenagem e potencial Biogs: gerao, drenagem e potencial 3.3. Biogs: gerao, drenagem e potencial Biogs: gerao, drenagem e potencial

energticoenergtico

1.1. Chorume: gerao, drenagem, Chorume: gerao, drenagem, tratamento e destinao finaltratamento e destinao finaltratamento e destinao finaltratamento e destinao final

Definio de ChorumeDefinio de Chorume

Fase lquida da massa aterrada de resduos, que percola atravs desta removendo materiais dissolvidos ou suspensosou suspensos Outros denominaes comuns: Percolado Lixiviado

GeraoGerao Lquido drenado do aterro, que supera a capacidade de

campo da massa aterrada de resduos, resultante de: Decomposio da matria orgnica biodegradvel Lquidos livres provenientes de alguns resduos aterrados Lquidos livres provenientes de alguns resduos aterrados gua proveniente do sub-solo (aqfero fretico), que

infiltra no aterro gua pluvial que infiltra no aterro (parcela mais

significativa) Tambm existe perda de gua na forma de vapor, que sai

juntamente com o biogs

Na prtica, considera-se apenas a parcela de gua pluvial que percola atravs da camada de cobertura do aterro

Balano hdricoBalano hdricoPrecipitao (P)

Escoamentosuperficial (ES)Evapotranspirao (ER)

Cobertura Armazenamento (AS)Infiltrao (I)

Lquido drenado (chorume)

Lixo aterrado

Drenagem

Percolado

!"#

$% &'

Precipitao (P), em valores mdios mensais;

Evapotranspirao potencial (EP)-obtida de modelos, com dados mensais;

Escoamento superficial (ES = C.P), (C relacionado s caractersticas do solo como compactao, presena de gua e declividade);

Precipitao (P)

Escoamento superficial (ES)Evapotranspirao (ER)

Cobertura

Lixo aterrado

Armazenamento (AS)

Percolado

Infiltrao (I)

gua e declividade); Infiltrao Infiltrao (I = P-ES), referente

valores mdios de infiltrao; (I EP) : Diferena entre as

quantidades de gua infiltrada e evapotranspirada;

Perda potencial de gua acumulada, neg(I-EP), referente soma mensal dos valores negativos de (I - P) tpico em meses secos;

Armazenamento de gua no solo (AS), capacidade de campo;

Troca de armazenamento de gua no solo (AS), representativo da variao da quantidade de gua armazenada no solo, ms a ms;

Evaporao (evapotranspirao) real, que a quantidade real de perda de gua durante dado ms: para meses secos: ER = EP + [(I- EP) - AS]; para meses chuvosos: ER = EP;

Percolao (PER = P - ES - AS - ER)

Lquido drenado (chorume)Drenagem

Parmetro

(mm)

Meses

Anualjan fev mar abr maio jun jul ago set out nov dezEP 121 110 110 82 61 50 48 64 76 93 103 115 1.033

P 256 202 190 108 57 31 12 19 66 117 138 232 1.426

C' 0,18 0,18 0,18 0,15 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,15 0,18 0,18

ES 46 36 34 16 7 4 1 2 8 18 25 42

I 210 166 155 92 50 27 10 16 58 99 113 190 1.187

I-EP 89 56 45 10 (11) (23) (38) (48) (18) 6 10 75 154neg(I-EP) - - - - (11) (34) (72) (119) (137) - - -AS 50 50 50 50 46 40 31 22 20 50 50 50

AS - - - - (4) (6) (9) (9) (2) 30 - -ER 121 110 110 82 54 33 19 25 60 93 103 115 926

PER 89 56 45 10 - - - - - - 10 75 285

(#)

Clula

rea ocupada

(m2)

Meses

Anualjan fev mar abr maio jun jul ago set out nov dez

C-1 47.324 4.213 2.630 2.151 454 - - - - - - 462 3.559 13.468

C-2 81.351 7.243 4.521 3.698 780 - - - - - - 794 6.117 23.152

C-2A 83.569 7.440 4.644 3.798 801 - - - - - - 816 6.284 23.783C-2A 83.569 7.440 4.644 3.798 801 - - - - - - 816 6.284 23.783

C-2B 83.569 7.440 4.644 3.798 801 - - - - - - 816 6.284 23.783

C-3 103.303 9.197 5.741 4.695 990 - - - - - - 1.008 7.768 29.399

C-3A 105.033 9.351 5.837 4.774 1.007 - - - - - - 1.025 7.898 29.891

C-3B 105.033 9.351 5.837 4.774 1.007 - - - - - - 1.025 7.898 29.891

C-3C 105.033 9.351 5.837 4.774 1.007 - - - - - - 1.025 7.898 29.891

$*+

#

,--...///0/(--1-2-121/

#

,--.../(//(/(--&/#345%

#

,--...///0/(--"/#

2667"18719:8"7

#

,--.../(//(/(--&/#345%

#

,--.../#//0/(-;(-(#/&-3

Qualidade do chorumeQualidade do chorume

I II III IV VFases

C

o

m

p

o

s

i

o

d

o

c

h

o

r

u

m

e

DQO

C

o

m

p

o

s

i

o

d

o

c

h

o

r

u

m

e

Tempo

pHcidosvolteis

Fe, Zn

Valores (mg/l) Caractersticas Novos aterros (menos de 2

anos) Aterros antigos

Faixa de variao

Tpico (mais de 10 anos)

DBO5 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 DQO 3.000-60.000 18.000 100-500 Slidos supensos totais 200-2.000 500 100-400 Nitrognio orgnico 10-800 200 80-120 Nitrognio amoniacal 10-800 200 20-40 Nitrato 5-40 25 5-10 Fsforo total 4-100 30 5-10 Alcalinidade como CaCO3

1.000-10.000 3.000 200-1.000

pH 4,5-7,5 6 6,6-7,5 Dureza total como CaCO3

300-10.000 3.500 200-500

Tratamento de chorumeTratamento de chorume Grande variao na qualidade e quantidade Sazonais Anuais Operacionais Operacionais Qualidade dos resduos Limitaes no co-tratamento com esgotos ETEs no esto dimensionadas para tanto Legislao mais apertada (CONAMA 357/05) Tecnologias esto disponveis Soluo: Estratgia de manejo Flexibilidade do sistema

Precipitao qumica

Ammonia Stripping

Filtro anaerbio

Chorume novo Se muito N-NH 3 e

metais

Chorume novo Se DBO acima de

10.000 mg/l

Sistema de tratamento

Caractersticas do chorume Local de lanamentoTipo de tratamento

Lagoa aerada

Lodo ativado oufiltro biolgico

Lagoa facultativa

Clorao

Tratamento tercirio

Chorume intermedirio Se DBO em

centenas de mg/l

Chorume velho Se DBO em torno de

100 mg/l

Sistema de tratamentode esgotos

Grandes rios ou solo

Crregos e ribeires2 =>??@

6.000

8.000

10.000

12.000C

o

n

c

e

n

t

r

a

o

(

m

g

/

l

)

15.000

20.000

25.000

30.000

V

o

l

u

m

e

a

n

u

a

l

d

e

c

h

o

r

u

m

e

(

m

3

)

Decaimento da DBO

Volume anual de chorume

-

2.000

4.000

2003 2008 2013 2018 2023

Ano

C

o

n

c

e

n

t

r

a

o

(

m

g

/

l

)

-

5.000

10.000

V

o

l

u

m

e

a

n

u

a

l

d

e

c

h

o

r

u

m

e

(

m

C=18.221, k=0,6 Volume de chorume (m3)

Simulao de aterro, quanto a gerao de chorume e variao de sua qualidade

Decaimento da DBO

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

90.000C

a

r

g

a

o

r

g

n

i

c

a

(

k

g

)

0

-

10.000

20.000

30.000

40.000

2003 2008 2013 2018 2023

Ano

C

a

r

g

a

o

r

g

n

i

c

a

(

k

g

)

Simulao de aterro, quanto a carga orgnica

Consideraes

5

Drenagem de chorumeDrenagem de chorume 7(#D 7D0 7D0 (0 *(B(C,0

30 cm

60 cm

15 cm60 cm

Liner

Brita ou cascalhoGeotxtil

Tubo coletor

Camada drenante

Brita ou cascalho

1 mGeotxtil

Dreno de chorume

Interceptaes e drenos em declive Planos em declive

ImpermeabilizaoDirecionamento do

chorume

(a) (b)

(c)

Geomembrana4

1

Tubulao de drenagem

Solo de proteoda geomembrana

Areia grossa

Solo argiloso compactado

Geotxtil

Brita

Geomembrana

Reforo de Geomembrana

Tubo dreno

Drenagem de Chorume

Parmetros: A taxa de escoamento de chorume; O espaamento entre os drenos; O espaamento entre os drenos; A declividade do liner; e A espessura e permeabilidade da camada de

drenante. Fundamento: reduo da lmina lquida sobre o

liner, para evitar aumento de presses e vazamentos

Dreno

y

L

p

y

x

o

piceNA

Liner

z

cccc

Dy

++= 2

2

max tantan1tan

2

( ) tantan2

2max += c

Dy

6&>?E+,

6F>?EG,

Dreno

D

x

yo

% -F %

2.2. Cobertura e drenagem superficialCobertura e drenagem superficial

Cobertura finalCobertura final Objetivos Minimizao da infiltrao de gua do

escoamento superficial;escoamento superficial; Limitar o escape de gases no controlados; Eliminar a possibilidade de proliferao de

vetores; Limitar o risco potencial do aparecimento de fogo; Prover uma superfcie adequada para

recomposio vegetal.

(a) (b)

Solo de cobertura (60 cm)

GeotxtilAreia ou pedrisco paradrenagem (30 cm)Geomebrana

Solo de sub-basecompactada (60 cm)

Resduos


GeotxtilGeonet (drenagem)

GeomembranaSolo de sub-basecompactada (60 cm)

Resduos

Solo de cobertura

(c) (d)


GeotxtilAreia ou pedrisco paradrenagem (30 cm)

GeomebranaArgila compactada(60 cm) ou compsito


Resduos

Solo de cobertura(30 a 60 cm)

Solo (1,5 a 2,4 m)

Geomebrana


Resduos

Sugestes de Tchobanoglous

Camada para vegetao

Argila compactada(barreira hidrulica)

Camada drenante

Geotxtil

Dreno de gs

60 cm

60 cm

min. 15 cm

Camada para vegetao

Geotxtil

Geotxtil

60 cm

GeomembranaGeotxtilGeogrid (p/ gs)

Material de cobertura

Resduos

Geotxtil

60 cm

Composio da camada de cobertura do Tipo I e II, segundo McBean et al (1995).


Resduos

Geotxtil

60 cm

Drenagem superficial To importante quanto o controle de chorume

o controle de guas pluviais Princpios bsicos: Princpios bsicos: Impedir a entrada de gua externa ao aterro Afastar o mais rpido possvel as guas que

precipitam sobre o aterro (declives adequados) Camadas intermedirias exigem drenagem

provisria eficiente

3.3. Biogs: gerao, drenagem e Biogs: gerao, drenagem e potencial energticopotencial energticopotencial energticopotencial energtico

Componente Porcentagem (base seca) Metano 45-60 Dixido de Carbono 40-60 Nitrognio 2-5 Oxignio 0,1-1,0 Sulfetos, dissulfetos, mercaptanas, etc. 0-0,1

Componente Porcentagem (base seca) Metano 45-60 Dixido de Carbono 40-60 Nitrognio 2-5 Oxignio 0,1-1,0 Sulfetos, dissulfetos, mercaptanas, etc. 0-0,1 Sulfetos, dissulfetos, mercaptanas, etc. 0-0,1 Amnia 0,1-1,0 Hidrognio 0-0,2 Monxido de Carbono 0-0,2 Outros 0,01-0,6

Sulfetos, dissulfetos, mercaptanas, etc. 0-0,1 Amnia 0,1-1,0 Hidrognio 0-0,2 Monxido de Carbono 0-0,2 Outros 0,01-0,6

CH4

CO2N2

I II III IV VFases

C

o

m

p

o

s

i

o

d

o

g

s

(

%

e

m

v

o

l

u

m

e

)

100

80

60

H2O2

N2

O2

C

o

m

p

o

s

i

o

d

o

g

s

(

Tempo

40

20

0

Fase I - AdaptaoFase II - Transio

Fase III - Fase cidaFase IV - Metanognese

Fase V - Fase de Maturao

0 1 2 3 4 5 6

T

a

x

a

d

e

p

r

o

d

u

o

d

e

g

s

(

N

m

/

a

n

o

)

3

Tempo (anos)

3/4h

2/4h

1/4h

h

5

10

15

Gs produzido pelo materialrapidamente degradvel

Total

T

a

x

a

d

e

p

r

o

d

u

o

d

e

g

s

,

(

N

m

/

a

n

o

)

3

Material rapidamente degradvel

10 6 11 16Tempo (anos)

h

7/10h4/5h

T

a

x

a

d

e

p

r

o

d

u

o

d

e

g

s

(

N

m

/

a

n

o

)

3

1 5 10 15 20 10

Gs produzido pelo materiallentamente degradvel

T

a

x

a

d

e

p

r

o

d

u

o

d

e

g

s

,

(

N

m

/

a

n

o

)

Tempo (anos)

0

Material lentamente degradvel

Composio

Total = cumulativo

Componente Cate-goria

Massa (base mi-da)

Umida-de

Tpica(%)

Elemen-to

C H O N S Cin-zas

Pesoatmico

12,01 1,01 16 14,01 32,07

Massa(b. seca) Porcentual tpico base seca

Restos de Alimento

R 55,0 70,0 16,50 48,0 6,4 37,6 2,6 0,4 5,0

Papel, papelo R 21,0 6,0 19,74 44,0 6,0 44,0 0,3 0,2 6,0

Txteis L 5,0 10,0 4,50 55,0 6,6 31,2 4,6 0,15 2,5

Madeira L 1,1 20,0 0,88 49,5 6,0 42,7 0,2 0,1 1,5

Plstico N 8,9 2,0 8,72 60,0 7,2 22,8 0 0 10,0

3242dcba dNHCO8d3c2ba4CH

8d3c2ba4OH

4d3c2ba4NOHC +

+++

+

++

Item Reagentes Produtos

C H O N H2O CH4 CO2 NH3

a b c d 18 16 44 17,04

Formulao de rapidamente degradveis (R)

40 64 27 1 11 21 19 1

Formulao de lentamente degradveis (L)

16 23 7 1 7 9 7 1

Pesos moleculares dos componentes (R)

982,1 201,1 332,9 833,2 17,0

Pesos moleculares dos componentes (L)

352,3 134,6 141,2 328,7 17,0

3x106

4x106

5x106P

r

o

d

u

o

e

s

t

i

m

a

d

a

d

e

g

a

s

e

s

(

N

m

3

/

a

n

o

)

2005 2010 2015 2020 2025 20300

1x106

2x106

P

r

o

d

u

o

e

s

t

i

m

a

d

a

d

e

g

a

s

e

s

Tempo (anos)

747 HI7,4J5"""5K,(7L >??M

( ) ( ) ( ) ( )=

=

26"M=N=O,*O/"MP

, 5PC, 50PC, 50P7Q, 5&P5, 50*BP7"C, 5(AB07"P"5, 5PND=&, R)AD&P7"D, 5(AB0)DPLD, &)DPD, ")&, )&SPO,

Queimador

Tubo galvanizado

Ancoragem

Tubo de concreto armadoTela de ao soldado

Camada de cobertura intermediria

BritaGeotxtil

RESDUOS

Tubo flexvel 100 mm

Camada deconcreto 2,5 cm

Amostrador de gs

Max. 0,025 a 0,05 HArgila compactadamanualmente

Cobertura final

Solo de acabamento Tubo de PVC 100 mm

RESDUOS

RESDUOS

Brita

Geotxtil

Camada de proteo da geomembrana

Camada de solo compactado

Tubo drenoAreia grossaBrita

GeotxtilRebaixo sob o dreno

Resduos Brita

Tubo de PVC de 150a 200 mm ranhurado

Max. 0,025 a 0,05 H(H = espess. da

camada de resduos)Selo de bentonitasobre geotxtil

Tubulao principal

manualmente


Solo compactado

0

,

6

m

3

,

0

m

Botijo de gs(opcional)

Queimador (flare)

Protetor de chama

1 m de selo de areiacom bentonita

30 cm

mn. 1,0 m

Camada de coberturafinal

Tubo de PVC100 a 150 mm

Tubo perfurado de ao ou PVC50 a 75 mm

Luva (adaptador)

V

a

r

i

v

e

l

0

,

6

m

0,6 m

Brita 2 ou 3

sobre geotxtil

Resduos

final

Tubo perfurado4 x 12 mm

a cada 150 mm

Tubo de 200 mm

1,2 m de pedrisco

Geotxtil (opcional)

Aproveitamento energticoAproveitamento energtico

O gs bruto de aterro apresenta um poder calorfico entre 15.000 e 22.400 kJ/m3, enquanto o gs natural aproximadamente 37.000 kJ/m3 O tratamento inclui a remoo de condensado

(umidade), particulados, gs carbnico, sulfeto de hidrognio e nitrognio Problemas associados ao processamento: corroso,

condensao, e variao na quantidade

Documents

Chorume Biogas