Tratamento de Lixiviados de Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos através de Eletro-oxidação

Abstract

A deposição de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) em aterros sanitários constitui um dos maiores desafios e adversidades aos ecossistemas, pela facilidade de se produzirem águas lixiviantes com elevada carga orgânica, contaminadas com poluentes e com compostos recalcitrantes. Estes lixiviados devem ser devidamente tratados antes de serem descarregados para o meio ambiente e dadas as suas características, não podem ser tratados apenas com recurso aos métodos biológicos. Neste sentido, este trabalho, realizado laboratorialmente na empresa VentilAQUA, tem como objetivo avaliar um processo eletroquímico, mais especificamente a eletro-oxidação, como solução de tratamento de lixiviados de aterros de RSU. As amostras de lixiviado em estudo resultam de diferentes aterros e foram submetidas a diferentes ensaios, onde foram avaliados os parâmetros mais relevantes ao processo. Nesse âmbito, recorrendo a um reator com volume útil igual a 600 mL e a Ânodos Dimensionalmente Estáveis (Dimensionally Stable Anodes- DSA), pretendeu-se estudar o efeito do tempo de operação (60 min<t<120 min), a influência da densidade de corrente (5 mA/cm2<J<29 mA/cm2), o número de elétrodos (N=3 e NE=5) e o efeito que a carga poluente de cada amostra tem na eficiência do processo de eletro-oxidação. Da análise dos resultados, verificou-se que o processo é favorecido com o aumento da densidade de corrente e com o aumento do número de elétrodos, chegando a atingir percentagens de remoção de N-Kjeldahl superiores a 90% em 60 min. A remoção de carência química de oxigénio (Chemical Oxygen Demand – COD) não foi tão eficaz e verificou-se uma menor velocidade de remoção relativamente ao N-Kjeldahl, alcançando 68% como máximo de remoção, sendo que na maioria dos ensaios as percentagens de remoção de COD rondaram os 25%. Analisou-se ainda o custo energético, em particular, o custo referente à remoção de azoto, tendo-se, assim optado pela solução ótima de operação: t = 60 min; J = 15 mA/cm2; NE = 5. Esta hipótese culminou a resultados plausíveis a custo acessível, variável entre 1,58–5,10€/kg N removido. Para lixiviados com elevada carga orgânica verificou-se que será necessário aplicar-se um pré-tratamento, que permitirá uma maior eficiência do processo de eletro-oxidação. De salienta, que no final deste trabalho, as amostras de lixiviado foram ainda sujeitas a um tratamento biológico, realizado no âmbito de outro projeto na empresa VentilAQUA. Na sua generalidade, o processo de eletro-oxidação deste trabalho apresentou as eficiências aceitáveis do ponto de vista industrial, podendo vir a ser implementado no futuro à escala industrial.

The disposal of Municipal Solid Waste (MSW) in sanitary landfills is one of the main challenges and adversities to the ecosystems due to the leachate formation with a high organic charge, containing pollutants and recalcitrant compounds. These leachates must be dully treated before released onto the environment. Considering their characteristics, biological methods are not efficient to treat leachates from landfills. This study, supported by VentilAQUA laboratories, aims to evaluate an electrochemical process ⸺ electrooxidation, to depurate leachates formed in landfill from MSW. The leachate samples used in this study were collected in different landfills and were subject to diverse experiments, in which the most relevant parameters to the process were evaluated. Thus, by using a reactor with a useful volume of 600 mL and Dimensionally Stable Anodes (DSA), it was possible to study the operation time (60 min <t< 120 min), the current density (5mA/cm2 <J<29 mA/cm2), the number of operating electrodes (N=3 and NE=5), and the effect of polluting load.Through the analysis of the results, it was verified that the process is favored with the increase of both the current density and electrode number, reaching percentages of N-Kjeldahl removal superior to 90% after 60 minutes. The removal efficiency of Chemical Oxygen Demand (COD) did not reach these values and its rate of removal was inferior comparative to N-Kjeldahl, obtaining 68% as the maximum percentage efficiency, however the overall were around 25%. Furthermore, the energetic cost of nitrogen removal was analyzed, reaching the following optimal operating condition: t=60 min, J= 15 mA/cm2; NE=5 at an affordable cost ranging from 1.58–5.10 €/kg N removed. It was also verified that for high organic load in the leachates, a pre-treatment will be required to attain higher efficiency. By the end of this study, the leachate samples were also treated through a biological treatment, in the scope of another VentilAQUA project, where good results were achieved.Globally, the implemented process of electrooxidation presented good efficiencies and may be implemented in the future at an industrial scale.