Tratamento de lixiviado de aterro sanitário utilizando torre de Air Stripping e adsorção em leito fixo.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: GOMES, Naiara Angelo.
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/28734
Resumo: O tratamento de lixiviado de aterro sanitário se configura como um dos principais desafios enfrentados na gestão de resíduos sólidos urbanos, em virtude desse subproduto ser heterogêneo e apresentar uma composição complexa e variável. Assim, a presente pesquisa investigou os processos de air stripping e Adsorção em Leito Fixo (ALF) para tratar o lixiviado de um Aterro Sanitário localizado no Semiárido Brasileiro. Para isso, confeccionou-se uma torre e colunas de ALF utilizando peças de policloreto de vinila, com dimensões de 1,50 x 0,15 m e 0,70 x 0,05 m (altura total e diâmetro, respectivamente). A torre foi recheada com anéis de eletroduto corrugado de 0,03 x 0,02 m (comprimento e diâmetro interno), tendo como alimentação o fluxo intermitente com recirculação e uma relação gás (G):líquido (L) de 140. Já as colunas de adsorção foram empacotadas com uma composição de Carvão Ativado Granular comercial (CAGc) e Argila Bentonítica cálcica (ABc) determinada por meio de um planejamento fatorial e a taxa de fluxo aplicada variou de 8 a 22 mL min-1, para alturas de leito de 0,65 m. Realizaramse cinco experimentos em batelada (Exp-1, Exp-2, Exp-3, Exp-4 e Exp-5) na torre, enquanto as colunas trataram os efluentes finais resultantes dos Exp-2 (C1), Exp-3 (C2), Exp-4 (C3) e Exp- 5 (C4). A razão G:L manteve-se constante no air stripping, entretanto, o potencial hidrogeniônico (pH) dos lixiviados foi ajustado para 10 ± 1 e 12 ± 1, com cal hidratada comercial do tipo I (Exp-2 e Exp-3) e hidróxido de sódio padrão analítico (Exp-4 e Exp-5). O desempenho dos métodos de tratamento estudados foi analisado mediante o monitoramento de indicadores físico-químicos e fitotóxicológicos. Com base nos resultados determinados, verificou-se que, nos experimentos realizados na torre, as remoções de Nitrogênio Amoniacal Total (NAT) e os coeficientes de transferência de massa volumétrica (kLa) foram de 99% e 0,030 h-1 (Exp-1); 98% e 0,061 h-1 (Exp-2); 98% e 0,091 h-1 (Exp-3); 98% e 0,093 h-1 (Exp-4) e 97% e 0,097h-1 (Exp-5). As remoções e as capacidades adsortivas dinâmicas das C1, C2, C3 e C4 diminuíram com o tempo de operação, em função da saturação do leito adsorvente composto por CAGc (75%) + ABc (25%). Logo, as capacidades máximas de adsorção (qTh) e as constantes de velocidade de Thomas (KTh) do Cr, Cu e Ni, nas colunas de ALF, variaram de 0,84 a 1,59 mg kg-1 e 0,007 a 0,037 L mg-1 min-1; 4,83 a 8,45 mg kg-1 e 0,02 a 0,011 L mg-1 min-1; e 0,32 a 1,59 mg kg-1 e 0,009 a 0,067 L mg-1 min-1, respectivamente. Portanto, os métodos air stripping e ALF demostraram ser eficientes e com perspectivas promissoras à aplicação prática, pois, removeram a teores ambientalmente aceitáveis o NAT, Cr, Cu, Ni e reduziram significativamente a demanda química de oxigênio de lixiviado de aterro sanitário de região semiárida.
id UFCG_71d2b93a765b79a6f889ac4a94bdb321
oai_identifier_str oai:localhost:riufcg/28734
network_acronym_str UFCG
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
repository_id_str 4851
spelling Tratamento de lixiviado de aterro sanitário utilizando torre de Air Stripping e adsorção em leito fixo.Sanitary landfill leachate treatment using Air Stripping tower and fixed bed adsorption.Lixiviado de aterro sanitário - tratamentoTorre de Air StrippingAdsorção em leito fixoEngenharia de Recursos Hídricos e SanitáriaTorre de Air StrippingAdsorção em leito fixoEngenharia de Recursos Hídricos e SanitáriaLandfill leachate - treatmentAir Stripping TowerFixed bed adsorptionEngineering of Water and Sanitary ResourcesAir Stripping TowerFixed bed adsorptionEngineering of Water and Sanitary ResourcesEngenharia CivilO tratamento de lixiviado de aterro sanitário se configura como um dos principais desafios enfrentados na gestão de resíduos sólidos urbanos, em virtude desse subproduto ser heterogêneo e apresentar uma composição complexa e variável. Assim, a presente pesquisa investigou os processos de air stripping e Adsorção em Leito Fixo (ALF) para tratar o lixiviado de um Aterro Sanitário localizado no Semiárido Brasileiro. Para isso, confeccionou-se uma torre e colunas de ALF utilizando peças de policloreto de vinila, com dimensões de 1,50 x 0,15 m e 0,70 x 0,05 m (altura total e diâmetro, respectivamente). A torre foi recheada com anéis de eletroduto corrugado de 0,03 x 0,02 m (comprimento e diâmetro interno), tendo como alimentação o fluxo intermitente com recirculação e uma relação gás (G):líquido (L) de 140. Já as colunas de adsorção foram empacotadas com uma composição de Carvão Ativado Granular comercial (CAGc) e Argila Bentonítica cálcica (ABc) determinada por meio de um planejamento fatorial e a taxa de fluxo aplicada variou de 8 a 22 mL min-1, para alturas de leito de 0,65 m. Realizaramse cinco experimentos em batelada (Exp-1, Exp-2, Exp-3, Exp-4 e Exp-5) na torre, enquanto as colunas trataram os efluentes finais resultantes dos Exp-2 (C1), Exp-3 (C2), Exp-4 (C3) e Exp- 5 (C4). A razão G:L manteve-se constante no air stripping, entretanto, o potencial hidrogeniônico (pH) dos lixiviados foi ajustado para 10 ± 1 e 12 ± 1, com cal hidratada comercial do tipo I (Exp-2 e Exp-3) e hidróxido de sódio padrão analítico (Exp-4 e Exp-5). O desempenho dos métodos de tratamento estudados foi analisado mediante o monitoramento de indicadores físico-químicos e fitotóxicológicos. Com base nos resultados determinados, verificou-se que, nos experimentos realizados na torre, as remoções de Nitrogênio Amoniacal Total (NAT) e os coeficientes de transferência de massa volumétrica (kLa) foram de 99% e 0,030 h-1 (Exp-1); 98% e 0,061 h-1 (Exp-2); 98% e 0,091 h-1 (Exp-3); 98% e 0,093 h-1 (Exp-4) e 97% e 0,097h-1 (Exp-5). As remoções e as capacidades adsortivas dinâmicas das C1, C2, C3 e C4 diminuíram com o tempo de operação, em função da saturação do leito adsorvente composto por CAGc (75%) + ABc (25%). Logo, as capacidades máximas de adsorção (qTh) e as constantes de velocidade de Thomas (KTh) do Cr, Cu e Ni, nas colunas de ALF, variaram de 0,84 a 1,59 mg kg-1 e 0,007 a 0,037 L mg-1 min-1; 4,83 a 8,45 mg kg-1 e 0,02 a 0,011 L mg-1 min-1; e 0,32 a 1,59 mg kg-1 e 0,009 a 0,067 L mg-1 min-1, respectivamente. Portanto, os métodos air stripping e ALF demostraram ser eficientes e com perspectivas promissoras à aplicação prática, pois, removeram a teores ambientalmente aceitáveis o NAT, Cr, Cu, Ni e reduziram significativamente a demanda química de oxigênio de lixiviado de aterro sanitário de região semiárida.The treatment of sanitary landfill leachate has become one of the main challenges in the management of urban solid wastes, because this subproduct is heterogeneous and exhibits a complex and variable composition. Thus, this study aimed to evaluate the use of the air stripping and fixed-bed adsorption (FBA) processes in the treatment of leachate produced in a sanitary landfill located in the Brazilian semiarid region. FBA tower and columns were produced using polyvinyl chloride pieces, with dimensions of 1.50 × 0.15 m and 0.70 × 0.05 m (total height × diameter), respectively. The tower was filled with corrugated conduit rings with 0.03 × 0.02 m (length × internal diameter), and fed by an intermittent flux with recirculation and gas (G): liquid (L) ratio of 140. The adsorption columns were packed with a mixture of commercial granular activated carbon (GACc) and calcium bentonite clay (BCc), whose percentages were determined by a factorial planning, and the flux rate varied in the range of 8 to 22 mL min-1 for bed heights of 0.65 m. Five batch experiments (Exp-1, Exp-2, Exp-3, Exp-4, and Exp-5) were conducted in the tower, and the final effluents of Exp-2 (C1), Exp-3 (C2), Exp-4 (C3), and Exp- 5 (C4) were treated in the columns. The G:L ratio was maintained constant during the air stripping process, but the hydrogenionic potential (pH) of leachates was adjusted to 10 ± 1 and 12 ± 1 using commercial lime type I (Exp-2 and Exp-3) and sodium hydroxide analytical reagent grade (Exp-4 and Exp-5), respectively. The performance of the methods evaluated was analyzed by monitoring physico-chemical and phytotoxicological indicators. Based on the results, in the experiments conducted in the tower, the total ammoniacal nitrogen (TAN) removal and the volumetric mass transfer coefficients (kLa) were: 99% and 0.030 h-1 (Exp-1); 98% and 0.061 h-1 (Exp-2); 98% and 0.091 h-1 (Exp-3); 98 % and 0.093 h-1 (Exp-4); and 97% and 0.097h-1 (Exp-5), respectively. The removal and dynamic adsorptive capacities of C1, C2, C3, and C4 decreased with the operation time based on the saturation of the adsorbent bed composed of GACc (75%) + BCc (25%). Thus, the maximum adsorptive capacities (qTh) and Thomas rate constants (KTh) of Cr, Cu, and Ni in FBA columns varied in the following ranges: 0.84–1.59 mg kg-1 and 0.007–0.037 L mg-1 min-1; 4.83–8.45 mg kg-1 and 0.02–0.011 L mg-1 min-1; and 0.32–1.59 mg kg-1 and 0.009–0.067 L mg-1 min-1, respectively. Therefore, the FBA and air stripping methods were efficient and have potential to be used in practical applications, as they removed the TAN, Cr, Cu, and Ni contents to environmentally acceptable contents and significantly reduced the chemical demand of oxygen of the leachate from a sanitary landfill in the semiarid region.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRNPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTALUFCGMELO, Márcio Camargo de.MELO, M. C.http://lattes.cnpq.br/1108807754131336MONTEIRO, Veruschka Escarião Dessoles.MONTEIRO, V. E. D.http://lattes.cnpq.br/6102407715279049SANTOS, Laércio Leal dos.FARIAS, Camilo Allyson Simões de.OLIVEIRA, Rui de.RIBEIRO, Libânia da Silva.GOMES, Naiara Angelo.2022-02-182023-01-20T17:51:11Z2023-01-202023-01-20T17:51:11Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/28734GOMES, Naiara Angelo. Tratamento de lixiviado de aterro sanitário utilizando torre de Air Stripping e adsorção em leito fixo. 2022. 208f. (Tese de Doutorado), Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil e Ambiental , Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande - Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2022. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/28734porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2023-01-20T17:51:45Zoai:localhost:riufcg/28734Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512023-01-20T17:51:45Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
dc.title.none.fl_str_mv Tratamento de lixiviado de aterro sanitário utilizando torre de Air Stripping e adsorção em leito fixo.
Sanitary landfill leachate treatment using Air Stripping tower and fixed bed adsorption.
title Tratamento de lixiviado de aterro sanitário utilizando torre de Air Stripping e adsorção em leito fixo.
spellingShingle Tratamento de lixiviado de aterro sanitário utilizando torre de Air Stripping e adsorção em leito fixo.
GOMES, Naiara Angelo.
Lixiviado de aterro sanitário - tratamento
Torre de Air Stripping
Adsorção em leito fixo
Engenharia de Recursos Hídricos e Sanitária
Torre de Air Stripping
Adsorção em leito fixo
Engenharia de Recursos Hídricos e Sanitária
Landfill leachate - treatment
Air Stripping Tower
Fixed bed adsorption
Engineering of Water and Sanitary Resources
Air Stripping Tower
Fixed bed adsorption
Engineering of Water and Sanitary Resources
Engenharia Civil
title_short Tratamento de lixiviado de aterro sanitário utilizando torre de Air Stripping e adsorção em leito fixo.
title_full Tratamento de lixiviado de aterro sanitário utilizando torre de Air Stripping e adsorção em leito fixo.
title_fullStr Tratamento de lixiviado de aterro sanitário utilizando torre de Air Stripping e adsorção em leito fixo.
title_full_unstemmed Tratamento de lixiviado de aterro sanitário utilizando torre de Air Stripping e adsorção em leito fixo.
title_sort Tratamento de lixiviado de aterro sanitário utilizando torre de Air Stripping e adsorção em leito fixo.
author GOMES, Naiara Angelo.
author_facet GOMES, Naiara Angelo.
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv MELO, Márcio Camargo de.
MELO, M. C.
http://lattes.cnpq.br/1108807754131336
MONTEIRO, Veruschka Escarião Dessoles.
MONTEIRO, V. E. D.
http://lattes.cnpq.br/6102407715279049
SANTOS, Laércio Leal dos.
FARIAS, Camilo Allyson Simões de.
OLIVEIRA, Rui de.
RIBEIRO, Libânia da Silva.
dc.contributor.author.fl_str_mv GOMES, Naiara Angelo.
dc.subject.por.fl_str_mv Lixiviado de aterro sanitário - tratamento
Torre de Air Stripping
Adsorção em leito fixo
Engenharia de Recursos Hídricos e Sanitária
Torre de Air Stripping
Adsorção em leito fixo
Engenharia de Recursos Hídricos e Sanitária
Landfill leachate - treatment
Air Stripping Tower
Fixed bed adsorption
Engineering of Water and Sanitary Resources
Air Stripping Tower
Fixed bed adsorption
Engineering of Water and Sanitary Resources
Engenharia Civil
topic Lixiviado de aterro sanitário - tratamento
Torre de Air Stripping
Adsorção em leito fixo
Engenharia de Recursos Hídricos e Sanitária
Torre de Air Stripping
Adsorção em leito fixo
Engenharia de Recursos Hídricos e Sanitária
Landfill leachate - treatment
Air Stripping Tower
Fixed bed adsorption
Engineering of Water and Sanitary Resources
Air Stripping Tower
Fixed bed adsorption
Engineering of Water and Sanitary Resources
Engenharia Civil
description O tratamento de lixiviado de aterro sanitário se configura como um dos principais desafios enfrentados na gestão de resíduos sólidos urbanos, em virtude desse subproduto ser heterogêneo e apresentar uma composição complexa e variável. Assim, a presente pesquisa investigou os processos de air stripping e Adsorção em Leito Fixo (ALF) para tratar o lixiviado de um Aterro Sanitário localizado no Semiárido Brasileiro. Para isso, confeccionou-se uma torre e colunas de ALF utilizando peças de policloreto de vinila, com dimensões de 1,50 x 0,15 m e 0,70 x 0,05 m (altura total e diâmetro, respectivamente). A torre foi recheada com anéis de eletroduto corrugado de 0,03 x 0,02 m (comprimento e diâmetro interno), tendo como alimentação o fluxo intermitente com recirculação e uma relação gás (G):líquido (L) de 140. Já as colunas de adsorção foram empacotadas com uma composição de Carvão Ativado Granular comercial (CAGc) e Argila Bentonítica cálcica (ABc) determinada por meio de um planejamento fatorial e a taxa de fluxo aplicada variou de 8 a 22 mL min-1, para alturas de leito de 0,65 m. Realizaramse cinco experimentos em batelada (Exp-1, Exp-2, Exp-3, Exp-4 e Exp-5) na torre, enquanto as colunas trataram os efluentes finais resultantes dos Exp-2 (C1), Exp-3 (C2), Exp-4 (C3) e Exp- 5 (C4). A razão G:L manteve-se constante no air stripping, entretanto, o potencial hidrogeniônico (pH) dos lixiviados foi ajustado para 10 ± 1 e 12 ± 1, com cal hidratada comercial do tipo I (Exp-2 e Exp-3) e hidróxido de sódio padrão analítico (Exp-4 e Exp-5). O desempenho dos métodos de tratamento estudados foi analisado mediante o monitoramento de indicadores físico-químicos e fitotóxicológicos. Com base nos resultados determinados, verificou-se que, nos experimentos realizados na torre, as remoções de Nitrogênio Amoniacal Total (NAT) e os coeficientes de transferência de massa volumétrica (kLa) foram de 99% e 0,030 h-1 (Exp-1); 98% e 0,061 h-1 (Exp-2); 98% e 0,091 h-1 (Exp-3); 98% e 0,093 h-1 (Exp-4) e 97% e 0,097h-1 (Exp-5). As remoções e as capacidades adsortivas dinâmicas das C1, C2, C3 e C4 diminuíram com o tempo de operação, em função da saturação do leito adsorvente composto por CAGc (75%) + ABc (25%). Logo, as capacidades máximas de adsorção (qTh) e as constantes de velocidade de Thomas (KTh) do Cr, Cu e Ni, nas colunas de ALF, variaram de 0,84 a 1,59 mg kg-1 e 0,007 a 0,037 L mg-1 min-1; 4,83 a 8,45 mg kg-1 e 0,02 a 0,011 L mg-1 min-1; e 0,32 a 1,59 mg kg-1 e 0,009 a 0,067 L mg-1 min-1, respectivamente. Portanto, os métodos air stripping e ALF demostraram ser eficientes e com perspectivas promissoras à aplicação prática, pois, removeram a teores ambientalmente aceitáveis o NAT, Cr, Cu, Ni e reduziram significativamente a demanda química de oxigênio de lixiviado de aterro sanitário de região semiárida.
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022-02-18
2023-01-20T17:51:11Z
2023-01-20
2023-01-20T17:51:11Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/28734
GOMES, Naiara Angelo. Tratamento de lixiviado de aterro sanitário utilizando torre de Air Stripping e adsorção em leito fixo. 2022. 208f. (Tese de Doutorado), Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil e Ambiental , Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande - Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2022. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/28734
url http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/28734
identifier_str_mv GOMES, Naiara Angelo. Tratamento de lixiviado de aterro sanitário utilizando torre de Air Stripping e adsorção em leito fixo. 2022. 208f. (Tese de Doutorado), Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil e Ambiental , Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande - Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2022. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/28734
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Campina Grande
Brasil
Centro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRN
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL
UFCG
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Campina Grande
Brasil
Centro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRN
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL
UFCG
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
instname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)
instacron:UFCG
instname_str Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)
instacron_str UFCG
institution UFCG
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)
repository.mail.fl_str_mv bdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.br
_version_ 1809744567607492608