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DRENAGEM DE GASES
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Decomposição em Aterros Sanitários
Física Química Biológica quebra de partículas oxidação, redução, hidrólise, etc. ação de microorganismos (mais importante) Decomposição líquidos sólidos gases
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Decomposição em Aterros Sanitários
Aeróbia Decomposição biológica 3 fases Anaeróbia ácida (acetanogênica) Anaeróbia metanogênica
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Decomposição em Aterros Sanitários
Fase Aeróbia (curta e superficial) CO2 (Gás Carbônico) (pouco) + NH3 (gás amoníaco ou amônia) (mais) CALOR (temperatura aumenta) MAT. DEGRADÁVEL Lixo degradável + oxigênio
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Decomposição em Aterros Sanitários
Reação Típica aCO2 + 1/2(b-d)H2O dNH3 CaHbOcNd + 1/4(4a+b-2c-3d)O2 Exemplo C68H111O50N O2 68 CO H2O + NH3 CO2 + H H2CO3
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Decomposição em Aterros Sanitários
- Formação de ácidos reduz pH - Temperatura aumenta - Chorume produzido em pequena quantidade e ainda não agressivo - massa de resíduos não atinge capacidade de campo.
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Decomposição em Aterros Sanitários
Fase Anaeróbia Acetonogênica - oxigênio praticamente acaba - temperatura diminui - produção de CO2 aumenta - produção de ácidos orgânicos aumenta - pH continua diminuindo (valores < 6) - chorume muito agressivo - capacidade de campo pode ser alcançada Reação Típica CaHbOc aCO2 + (c-2a)H2O C6H12O6 + 6H2O CO2
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Decomposição em Aterros Sanitários
Fase Anaeróbia Metanogênica (mais longa) - sem oxigênio - temperatura pouco alterada (30 a 40 oC) - consumo de ácidos orgânicos aumenta - pH entre 6 e 8 - chorume menos agressivo - produção de CO2 diminui - aumenta produção de CH4 (metano)
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Decomposição em Aterros Sanitários
Reação Típica 1/8(4a+b-2c)CH4 + 1/8(4a-b+2c)CO2 CaHbOc + 1/4 (4a-b-2c) H2O Exemplos HCH3COO CH4 + CO2 C6H12O CO2 + 3CH4 C18H36O2 + H2O CO2 + 13CH4
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Produção de Gases (CH4 + CO2)
Equação Básica 1/8(4a+b-2c-3d)CH4 + 1/8(4a-b+2c+3d)CO2 dNH3 CaHbOcNd + 1/4 (4a-b-2c+3d) H2O Exemplo: Determinar volume de gás em 1 ton de gordura (C55H106O6) a=55; b=106; c=6 e d=0 C55H106O H2O CH CO2 Massas atômicas C=12, H=1 e O=16, logo C55H106O6 = 862 g por mol
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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 CH4 Como cada mol de gás ocupa um volume de 22,4 litros,obtêm-se: ,60 l de CH4 Da mesma forma para o C02, obtêm-se: ,75 l de C02
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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 (t1/2 ) C (t1/2) = Co /2 = Co . EXP (-k t1/2) Logo k = ln 2 / t1/2 = 0.69 / t1/2 Taxa de Produção de Gases P(t) = Co – C(t) = Co ( 1 – EXP (-k t))
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Modelo aproximado pois não prevê decaimento
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Modelo da USEPA 1997 qt = Sni=1 2 k L0 Mi ( e– kti)
n – tempo de duração da análise L0 – potencial de geração de metano ( m3/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)
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Geração de gás é depende fundamentalmente do tipo da composição gravimétrica dos resíduos.
Empiricamente, observação de vários aterros, cerca de 6 m3/t/ano ( Qian e outros, 2002).
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Não existe padrão para duração da geração
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).
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Processos de transporte por convecção e difusão.
Convecção gradientes de pressão. Difusão gradientes de concentração Convecção normalmente é mais importante
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Tipos de Sistemas de Coleta de Gás
PASSIVOS – mais simples e mais utilizados no Brasil, menos racional. ATIVOS – mais complicado, racional, facilita o resuso
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Passivo
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Ativo
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Drenagem e tratamento de gases
Exaustão forçada Queima em “Flares” – redução CH4 (Quioto)
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No Basil, Muribeca, Pernambuco
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