DRENAGEM DE GASES Decomposio em Aterros Sanitrios Fsica

DRENAGEM DE GASES

Decomposição em Aterros Sanitários Física quebra de partículas Química oxidação, redução, hidrólise, etc. Biológica ação de microorganismos (mais importante) Decomposição líquidos sólidos gases

Decomposição em Aterros Sanitários Aeróbia Decomposição biológica 3 fases Anaeróbia ácida (acetanogênica) Anaeróbia metanogênica

Decomposição em Aterros Sanitários Fase Aeróbia Lixo degradável + oxigênio (curta e superficial) CO 2 (Gás Carbônico) (pouco) + NH 3 (gás amoníaco ou amônia) (mais) + CALOR (temperatura aumenta) + MAT. DEGRADÁVEL

Decomposição em Aterros Sanitários Reação Típica a. CO 2 + 1/2(b-d)H 2 O + d. NH 3 Ca. Hb. Oc. Nd + 1/4(4 a+b-2 c-3 d)O 2 Exemplo C 68 H 111 O 50 N 1 + 70 O 2 CO 2 + H 20 68 CO 2 + 55 H 2 O + NH 3 H 2 CO 3

Decomposição em Aterros Sanitários - Formação de ácidos reduz p. H - Temperatura aumenta - Chorume produzido em pequena quantidade e ainda não agressivo - massa de resíduos não atinge capacidade de campo.

Decomposição em Aterros Sanitários Fase Anaeróbia Acetonogênica - oxigênio praticamente acaba - temperatura diminui - produção de CO 2 aumenta - produção de ácidos orgânicos aumenta - p. H continua diminuindo (valores < 6) - chorume muito agressivo - capacidade de campo pode ser alcançada Reação Típica C a. H b O c C 6 H 12 O 6 + 6 H 2 O a. CO 2 + (c-2 a)H 2 O 6 CO 2

Decomposição em Aterros Sanitários Fase Anaeróbia Metanogênica (mais longa) - sem oxigênio - temperatura pouco alterada (30 a 40 o. C) - consumo de ácidos orgânicos aumenta - p. H entre 6 e 8 - chorume menos agressivo - produção de CO 2 diminui - aumenta produção de CH 4 (metano)

Decomposição em Aterros Sanitários Reação Típica Ca. Hb. Oc + 1/4 (4 a-b-2 c) H 2 O 1/8(4 a+b-2 c)CH 4 + 1/8(4 a-b+2 c)CO 2 Exemplos HCH 3 COO C 6 H 12 O 6 C 18 H 36 O 2 + H 2 O CH 4 + CO 2 3 CO 2 + 3 CH 4 5 CO 2 + 13 CH 4

Produção de Gases (CH 4 + CO 2) Equação Básica Ca. Hb. Oc. Nd + 1/4 (4 a-b-2 c+3 d) H 2 O 1/8(4 a+b-2 c-3 d)CH 4 + 1/8(4 a-b+2 c+3 d)CO 2 + d. NH 3 Exemplo: Determinar volume de gás em 1 ton de gordura (C 55 H 106 O 6) a=55; b=106; c=6 e d=0 C 55 H 106 O 6 + 25. 5 H 2 O 39. 25 CH 4 + 15. 75 CO 2 Massas atômicas C=12, H=1 e O=16, logo C 55 H 106 O 6 = 862 g por mol

Em 1 ton de gordura temos: 1. 000 g/862 g = 1160, 09 mols de gordura Como cada mol de gordura decompõe-se em 39, 25 de CH 4, teremos: 39, 25 x 1. 160, 09 = 45. 533, 64 mols de CH 4 Como cada mol de gás ocupa um volume de 22, 4 litros, obtêmse: 1. 019. 953, 60 l de CH 4 Da mesma forma para o C 02, obtêm-se: 409. 279, 75 l de C 02

Produção com o Tempo Modelo de I Ordem d. C/dt = - k C C taxa de decomposição da matéria Solução: C(t) = Co. EXP (-k t) Meia vida (t 1/2 ) C (t 1/2) = Co /2 = Co. EXP (-k t 1/2) Logo k = ln 2 / t 1/2 = 0. 69 / t 1/2 Taxa de Produção de Gases P(t) = Co – C(t) = Co ( 1 – EXP (-k t))

Modelo aproximado pois não prevê decaimento

Modelo da USEPA 1997 qt = Sni=1 2 k L 0 Mi ( e– kti) n – tempo de duração da análise L 0 – potencial de geração de metano (140 -180 m 3/tf) K – taxa de geração de metano (0, 02 -0, 1 por ano) Mi – peso de lixo no ano i (tf) ti – idade do lixo no ano i (ano)

Geração de gás é depende fundamentalmente do tipo da composição gravimétrica dos resíduos. Empiricamente, observação de vários aterros, cerca de 6 m 3/t/ano ( Qian e outros, 2002).

Não existe padrão para duração da geração. 20 anos tem sido o normal, Aterros em regiões seca demoram mais, talvez até 100 anos. Aterros com recirculação duram menos (8 a 15 anos).

Processos de transporte por convecção e difusão. Convecção pressão. gradientes de Difusão concentração gradientes de Convecção normalmente é mais importante

Tipos de Sistemas de Coleta de Gás PASSIVOS – mais simples e mais utilizados no Brasil, menos racional. ATIVOS – mais complicado, racional, facilita o resuso

Passivo

Ativo

Drenagem e tratamento de gases • Exaustão forçada Queima em “Flares” – redução CH 4 (Quioto)

No Basil, Muribeca, Pernambuco