Avaliação do processo de arraste de amônia como pré-tratamento de lixiviado de aterro sanitário para codisposição em reatores anaeróbios tipo UASB tratanto esgoto sanitário

Orientador: Prof. Dr. Miguel Mansur Aisse

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa : Curitiba, 07/03/2018

Inclui referências: p.179-199

Resumo: O tratamento combinado de lixiviado em estações de tratamento de esgoto, tem se destacado como uma alternativa capaz de reduzir os custos inerentes ao tratamento do lixiviado em aterros sanitários. Entretanto, substâncias como a amônia, presente em elevadas concentrações no lixiviado, podem causar efeitos negativos em sistemas anaeróbios. Isto posto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar o processo de arraste de amônia como pré-tratamento de lixiviado de aterro sanitário para codisposição em reatores anaeróbios tipo UASB tratando esgoto sanitário. Para tanto, o trabalho foi dividido em 2 fases, sendo a primeira referente aos ensaios em escala de bancada do processo de arraste de amônia, e a segunda responsável pelos ensaios do processo de codisposição de lixiviado, bruto e pré-tratado por arraste de amônia, em reatores UASB em escala de bancada. Ainda na segunda fase foram realizados ensaios de fitotoxicidade com sementes de Lactuca sativa no afluente e efluente dos reatores UASB utilizados no presente trabalho. O lixiviado coletado para a realização dos ensaios apresentou, em média, elevados valores de concentração de DQO (3.835 ± 836 mg.L-1), alcalinidade (10.114 ± 2.229 mg.L-1) e amônia (2.800 ± 631 mg.L-1). Os resultados da primeira fase, mostraram que 75% da amônia removida no tanque de arraste é influenciada pelo pH do meio, 17% é influenciada pelo gradiente de velocidade e 5% pela temperatura. Adicionalmente, o processo de arraste de amônia reduziu de forma significativa as concentrações de DQO, alcalinidade e cor do lixiviado. Tratando-se da segunda fase, a codisposição de lixiviado bruto no reator UASB tratando esgoto sanitário, com relações volumétricas de 2, 5 e 10%, não apresentou interferências significativas na estabilidade operacional do reator. Entretanto, as eficiências de remoção de DQO, para as relações volumétricas de 2, 5 e 10%, foram de 59, 55 e 51%, respectivamente. A codisposição de lixiviado pré-tratado no reator UASB, com relações volumétricas de 5 e 10%, também não apresentaram interferências significativas na estabilidade operacional do reator. As eficiências de remoção de DQO, para as relações de 5 e 10%, foram em média igual a 67 e 63%, respectivamente. Os ensaios de fitotoxicidade comprovaram que o lixiviado pré-tratado possui menos toxicidade do que o lixiviado bruto, e ainda que o reator UASB conseguiu diminuir os efeitos tóxicos decorridos do processo de mistura entre lixiviado (bruto e pré-tratado) e esgoto sanitário. A partir dos resultados obtidos no presente trabalho, pode-se destacar que o processo de arraste de amônia presente no lixiviado, permite que maiores relações volumétricas de lixiviado possam ser utilizadas no processo de codisposição, sem que ocorram interferências significativas nos sistemas anaeróbios em estações de tratamento de esgoto.

Abstract: The combined treatment of leachate in sewage treatment plants has been highlighted as an alternative capable of reducing the costs inherent to the treatment of leachate in landfills. However, substances such as ammonia, present in high concentrations in the leachate, can cause negative effects in anaerobic systems. Thus, the present work had the objective of evaluating the process of ammonia stripping as pre-treatment of landfill leachate for codisposition in anaerobic reactors type UASB treating sanitary sewage. For this, the work was divided into two phases, the first one being the bench scale tests of the ammonia stripping, and the second one responsible for the tests of the combined treatment of leachate, crude and pretreated by ammonia stripping, in bench scale UASB reactors. Also in the second phase, phytotoxicity tests were performed with Lactuca sativa seeds in the affluent and effluent of the UASB reactors used in the present work. The leachate collected to perform the tests showed, on average, high values of COD (3,835 ± 836 mg.L-1), alkalinity (10,114 ± 2,229 mg.L-1) and ammonia (2,800 ± 631 mg.L-1). The results of the first phase, showed that 75% of the ammonia removed in the stripping tank is influenced by the pH, 17% is influenced by the velocity gradient and 5% by the temperature. Additionally, the ammonia stripping process significantly reduced COD concentrations, alkalinity and color of the leachate. In the second phase, the combined treatment of crude leachate in the UASB reactor treating sanitary sewage, with volumetric ratios of 2, 5 and 10%, did not present significant interferences in the operational stability of the reactor. However, COD removal efficiencies for the volumetric ratios of 2, 5 and 10% were 59, 55 and 51%, respectively. The co-deposition of pretreated leachate in the UASB reactor, with volumetric ratios of 5 and 10%, also did not present significant interferences in the operational stability of the reactor. The COD removal efficiencies, for the 5 and 10% ratios, were on average equal to 67 and 63%, respectively. Phytotoxicity tests have shown that pretreated leachate has less toxicity than raw leachate and that the UASB reactor has been able to reduce the toxic effects of the leachate (raw and pretreated) and sanitary sewage. From the results obtained in the present work, it can be emphasized that the ammonia stripping process in the leachate allows higher volumetric leachate relations to be used in the combined treatment, without significant interferences occurring in the anaerobic systems in sewage treatment plants.