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DRENAGEM DE GASES. Decomposição em Aterros Sanitários Física Química Biológica quebra de partículas oxidação, redução, hidrólise, etc. ação de microorganismos.

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1 DRENAGEM DE GASES

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

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

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

5 Reação Típica C a H b O c N d + 1/4(4a+b-2c-3d)O 2 aCO 2 + 1/2(b-d)H 2 O + dNH 3 C 68 H 111 O 50 N O 2 CO 2 + H 2 0 H 2 CO 3 68 CO H 2 O + NH 3 Exemplo Decomposição em Aterros Sanitários

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

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

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

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

10 Produção de Gases (CH 4 + CO 2 ) Equação Básica Exemplo: Determinar volume de gás em 1 ton de gordura (C 55 H 106 O 6 ) C a H b O c N d + 1/4 (4a-b-2c+3d) H 2 O 1/8(4a+b-2c-3d)CH 4 + 1/8(4a-b+2c+3d)CO 2 + dNH 3 a=55; b=106; c=6 e d=0 C 55 H 106 O H 2 O 39.25CH CO 2 Massas atômicas C=12, H=1 e O=16, logo C 55 H 106 O 6 = 862 g por mol

11 Em 1 ton de gordura temos: g/862g = 1160,09 mols de gordura Como cada mol de gordura decompõe-se em 39,25 de CH4, teremos: 39,25 x 1.160,09 = ,64 mols de CH 4 Como cada mol de gás ocupa um volume de 22,4 litros,obtêm- se: ,60 l de CH 4 Da mesma forma para o C0 2, obtêm-se: ,75 l de C0 2

12 Produção com o Tempo Modelo de I Ordem dC/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))

13 Modelo aproximado pois não prevê decaimento

14 q t = n i=1 2 k L 0 M i ( e – kt i ) L 0 – potencial de geração de metano ( m 3 /tf) K – taxa de geração de metano (0,02-0,1 por ano) M i – peso de lixo no ano i (tf) t i – idade do lixo no ano i (ano) Modelo da USEPA 1997 n – tempo de duração da análise

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18 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).

19 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).

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

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

22 Passivo

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29 Ativo

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

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36 No Basil, Muribeca, Pernambuco

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