BR102013018093B1 - Processo de tratamento de chorumes de aterros sanitários e/ou industriais - Google Patents

Abstract

"processo de tratamento de chorumes de aterros sanitários e/ou industriais" .o presente resumo refere-se a uma patente de invenção para tratamento de chorumes, pertencente ao campo dos meios de tratamento de efluentes de aterros sanitários e/ou de instalações industriais, desenvolvido para que, ao fim do processo, não haja efluente líquido de nenhuma espécie que necessite ser tratado em outra estação de tratamento ou encaminhado para qualquer outro tipo de destinação externa; dito processo compreende essencialmente a combinação de processos fisico-químicos, biológicos e fisicos e inclui a total recirculação do chorume concentrado (rejeito) gerado na etapa final de nanofiltração para o início do processo de tratamento, utilizando para isto um reator eletrolítico.

Description

“PROCESSO DE TRATAMENTO DE CHORUMES DE ATERROS SANITÁRIOS E/OU INDUSTRIAIS" INTRODUÇÃO

[001] O presente relatório descritivo refere-se a uma patente de invenção para tratamento de chorumes, pertencente ao campo dos meios de tratamento de efluentes de aterros sanitários e/ou de instalações industriais, desenvolvido para que, ao fim do processo, não haja efluente líquido de nenhuma espécie que necessite ser tratado em outra estação de tratamento ou encaminhado para qualquer outro tipo de destinação externa.

ESTADO DA TÉCNICA

[002] A geração de resíduos em todas as atividades humanas tem sido crescente, sobretudo após a revolução industrial.

[003] A urbanização e o desenvolvimento tecnológico geraram um aumento na produção de resíduos sólidos urbanos (RSU), que hoje estão classificados como um dos mais importantes problemas do saneamento ambiental no Brasil. A produção de resíduos de origem doméstica no Brasil é próxima de 1,2 kg diariamente por habitante. [004] Conforme dados do último Censo do IBGE (IBGE, 2008), no Brasil são produzidas 188.814,9 toneladas diárias de resíduos dos quais 59,6% têm destinação adequada (aterros sanitários e controlados), e 32,5% têm destinação inadequada (lixões e lançamentos em terrenos baldios). O restante tem outras destinações, inclusive reciclagem.

[005] Os "Lixões", popularmente confundidos com os aterros sanitários, são depósitos a céu aberto onde os resíduos urbanos domésticos são dispostos, sendo disputados por pessoas, animais e expostos a todas as intempéries. Os resíduos industriais muitas vezes também são despejados nestes locais causando até acidentes fatais. A queima é também muito comum para que o volume dos resíduos seja contido e o "lixão" tenha maior vida útil e raras vezes os resíduos são aterrados, mesmo sem o critério necessário.

[006] A percolação das águas das chuvas através do leito de resíduos é o fator mais importante para a geração de um líquido enriquecido pela matéria orgânica e inorgânica, original ou oriunda da biodegradação dos resíduos e em vários casos pelos produtos da sua queima incompleta, denominado chorume. A liberação de água durante o processo de decomposição dos resíduos também produz o chorume. O chorume é então o produto da lixiviação dos resíduos urbanos nas condições de disposição.

[007] A geração de chorume é o principal inconveniente da disposição dos resíduos no solo, mesmo que em aterros sanitários ou controlados. O chorume potencialmente pode contaminar as águas superficiais como também as águas subterrâneas, além de degradar o solo e a vegetação.

[008] A formação do chorume é complexa, estando relacionada a diversos fatores, tais como: a origem dos resíduos e sua composição; o clima local; a forma do aterro e sua operação, o tipo de solo de cobertura e a idade do aterro. Os componentes característicos são: os sais orgânicos e inorgânicos; os compostos orgânicos complexos, incluindo os resíduos de embalagens diversas; os compostos amoniacais. Com essa composição, os chorumes apresentam alta recalcitrância aos tratamentos biológicos (diferenças entre a DQO e a DBO superiores a 50%), alta salinidade medida indiretamente pela condutividade (superior a 15.000 micro Siemens/cm), elevada toxicidade a diversos organismos aquáticos, compostos nitrogenados a- presentando-se na forma de nitrogênio orgânico e amoniacal, com concentrações de amônia superiores a 1000 mg/L; o chorume sem tratamento apresenta aspecto escuro, normalmente de cor preta.

[009] Pela magnitude do problema e por sua complexidade o tratamento do chorume é um desafio do saneamento ambiental, considerando-se as viabilidades técnica e econômica. Diversos processos foram desenvolvidos e ou aplicados, mas sem atender à legislação ambiental ou gerando-se chorume concentrado (resíduo líquido do tratamento), sem solução de tratamento local. A diversidade da composição do chorume impõe uma solução de tratamento que associe diversos processos de naturezas diferentes, de forma a se obter uma metodologia segura para o tratamento do chorume.

[010] As condições ambientais e as composições variadas dos chorumes dificultam a definição dos processos de tratamento e têm originado diversas soluções, conforme verificado na literatura.

[011] Na Europa e nos Estados Unidos da América do Norte estão implantadas diversas estações de tratamento de chorume que utilizam unicamente o processo de osmose reversa, mas apresentam alto consumo de energia e geram uma corrente de concentrado que deve ter outro tratamento, tal como a evaporação.

[012] Outras estações de tratamento de chorume, sobretudo na Europa, são constituídas de processos biológicos aeróbios em até mais do que dois estágios, incluindo nitrificação e desnitrificação, seguidas de membranas de ultrafiltração e osmose reversa ou em alguns casos de membranas de ultrafiltração e nanofiltração. Todavia, estas estações de tratamento com membranas filtrantes geram correntes de efluentes concentradas, denominadas de rejeitos. Esses efluentes são submetidos à evaporação ou transferidos para outras estações e ou também são recirculados no próprio aterro, com ou sem alguma etapa de tratamento. Uma solução utiliza um leito de carvão ativado para adsorção da matéria orgânica contida no concentrado da membrana de nanofiltração.

[013] Diversas patentes referentes a processos e equipamentos para tratamento de chorume e ou efluentes industriais foram depositadas, no Brasil e no exterior e estão listadas a seguir: - GB 924.606, depositado em 15/08/1960, com o título de “PROCESS AND APPARATUS FOR THE TREATMENT OF ORGANICALLY POLLUTED WASTE”; - GB 1.349.524, depositado em 03/04/1971, com o título de “IMPROVEMENTS IN OR RELATING TO THE TREATMENT OF POLLUTED WATER”; - US 3.772.187, depositado em 14/07/1971, com o título de “SEWAGE TREATMENT PROCESS”; - US 4.219.418, depositado em 21/06/1978, com o título de “WATER TREATMENT PROCESS”; - BR PI 0004986-7, depositado em 17/10/2000, com o título de “PROCESSOS FOTOELETROQUÍMICOS PARA TRA-TAMENTO DE CHORUME”;

- BR PI 0004987-5, depositado em 17/10/2000, com o título de “REATOR FOTOELETROLÍTICO PARA TRATAMENTO DE CHORUME”; - US 2003/0006189, depositado em 26/06/2002, com o título de “PROCESS AND INSTALLATION FOR TREATING A POLLUTED AQUEOUS LIQUID SHOWING A COD VALUE”; - BR PI 0402818-0, depositado em 06/07/2004, com o título de “PROCESSO E RESPECTIVO EQUIPAMENTO EVAPO- RADOR DE CHORUME”; - BR MU 8700420-8, depositado em 15/01/2007, com o título de “DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA EM QUEIMADOR COMBINADO COM EVAPORADOR DE CHORUME”; - BR PI 0703266-8, depositado em 10/07/2007, com o título de “SISTEMA E UNIDADE EVAPORADORA DE CHORU-ME”; - JP 2007/0223357, depositado em 30/08/2007, com o título de “POLLUTED MUDDY WATER TREATMENT SYS-TEM”; - FR 2921651, depositado em 27/09/2007, com o título de “TREATING ORGANICALLY POLLUTED WATER E.G DO- MESTIC WASTEWATER, BY SEPARATING SOLID ELEMENTS CANTAINED IN WATER EFFLUENTS, PRETREATING LIQUID FLOW AND SOLID MASS, AND TREATING LIQUID FLOW AND SOLID MASS BY INTERVENTION OF EARTHWORMS”; - BR PI 0800296-7, depositado em 18/01/2008, com o título de “REATOR-EVAPORADOR DE CHORUME”; - BR PI 0904644-5 A2, depositado em 06/11/2009, com o título de “PROCESSO DE TRATAMENTO DE CHORUME E OUTROS EFLUENTES INDUSTRIAIS”.

[014] Em suma, em face da diversidade de composições que os chorumes de aterros sanitários e/ou industriais podem assumir, decorrente de inúmeras condições e materiais a partir dos quais são formados, os diversos processos de tratamento do estado da técnica têm sido insuficientes para neutralizá-los totalmente e para minimizar o passivo ambiental que a- carretam e, ao final do tratamento, tais processos acabam gerando rejeitos ainda altamente poluentes e sem solução de tratamento local.

[015] Em decorrência disso, estudos têm tido continuidade para superar esse problema.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[016] Assim, o objetivo da presente patente de invenção, é prover um processo de tratamento de chorume de aterros sanitários e/ou industriais que supere as limitações e problemas dos usuais.

[017] Outro objetivo é prover um processo com largo espectro de atuação, que possibilite o tratamento de chorumes nas suas mais diversas possibilidades de composição, decorrentes das mais diferentes condições e/ou materiais que concorrem para suas formações.

[018] Outro objetivo é prover um processo de tratamento de chorume que não dê margem à formação de rejeito final (efluente concentrado), que necessite ser tratado em outros locais específicos.

[019] Outro objetivo é prover um processo de tratamento que possa ser realizado a partir de meios convenientemente arranjados para ser eficiente e ao mesmo tempo simples e de custo adequado face aos usuais.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[020] Tendo em vista, portanto, os problemas acima referidos e no propósito de superá-los e visando atender aos objetivos relacionados, foi desenvolvido processo de tratamento de chorumes de aterros sanitários e/ou industriais, objeto da presente patente de invenção, o qual compreende essencialmente uma combinação de processos físico-químicos, biológicos e físicos e inclui a total recirculação do chorume concentrado gerado na etapa final de nanofiltração, também denominado de rejeito, para o início do processo de tratamento, utilizando para isto um reator eletrolítico. [021] O processo com tal característica proporciona tratamento eficiente do chorume nas suas mais diversas possibilidades de composição.

[022] Este processo garante também que não haja efluente líquido de nenhuma espécie que necessite ser tratado em outra estação de tratamento ou encaminhado para qualquer outro tipo de destinação externa.

[023] Apesar das vantagens proporcionadas pelo presente processo, esse pode ser implementado a partir de equipamentos comuns convenientemente arranjados, de modo a obter-se uma planta simples e com custos adequados de construção e operação, conforme outros objetivos da invenção.

LISTA DE DESENHOS

[024] Os desenhos anexos referem-se ao processo de tratamento de chorumes de aterros sanitários e/ou industriais, objeto da presente patente, nos quais: [025] - a fig. 1 mostra um diagrama de blocos geral do processo; e [026] - as figs. 2 a 4 mostram diagramas de blocos dos vários processos que compõem o processo de tratamento, sendo que a figura dois mostra o processo físico- químico; a figura três mostra o processo biológico e a figura quatro mostra o processo físico.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[027] Conforme é previsto na invenção, o processo de tratamento, objeto da presente patente, destina-se ao tratamento de chorumes provenientes de aterros sanitários e/ou de instalações industriais e compreende (fig. 1) a associação de: processo físico-químico (fig. 2); processo biológico (fig. 3) e processo físico (fig. 4), arranjados para proporcionar um efluente final tratado com qualidade suficiente para não causar danos ambientais, compatibilizar a técnica de aterramento dos resíduos sólidos urbanos com a legislação ambiental, não necessitar tratamento em nenhuma instalação específica fora do local e proporcionar outras vantagens.

[028] Para efeito deste relatório entende-se como chorume, substancialmente, o produto da lixiviação dos resíduos urbanos e/ou industriais nas condições de disposição, composto por sais orgânicos e inorgânicos; compostos orgânicos complexos, incluindo os resíduos de embalagens diversas; dito produto de lixiviação, nessas condições, apresentando alta recalcitrância aos tratamentos biológicos (diferenças entre a DQO e a DBO superiores a 50%), alta salinidade medida indiretamente pela condutividade (superior a 15.000 micro Siemens/cm), elevada toxicidade a diversos organismos aquáticos, compostos nitrogenados apresentando-se na forma de nitrogênio orgânico e amoniacal, com concentrações de amônia superiores a 1000 mg/L; um material de aspecto escuro, normalmente de cor preto.

[029] O presente processo destina-se a tratar um material com substancialmente a composição acima de modo que ao final apresente características que não agrida ao ambiente e que não necessite ser tratado em nenhuma outra instalação.

[030] A tabela 1 abaixo apresenta as características gerais previstas para o chorume tratado no processo.

Tabela 1 [031] Características gerais previstas para o Efluente Bruto-Tratado [032] Para tanto, o presente processo compreende a associação de processos físico-químicos, biológicos e físicos, que permite tratar o chorume de forma que toda a vazão de alimentação seja correspondente à vazão tratada, ou seja, não há geração de corrente líquida concentrada da etapa final de nanofiltração ou de qualquer outra etapa que necessite de evaporação ou outro qualquer tratamento externo.

[033] Desta forma, o presente processo é um processo enquadrado como processo misto ou combinado, composto por etapas físico-químicas, biológicas e físicas com recirculação do concentrado final (retido na membrana de nanofiltração) para o início do processo. O processo contém diversas características novas em relação ao estado da técnica, quais sejam: - remoção (Stripping) do gás carbônico dissolvido no chorume, com o objetivo de reduzir o consumo de hidróxido de cálcio na etapa seguinte e de reduzir a condutividade; - adição de hidróxido de cálcio, com o objetivo de precipitar quimicamente parte da matéria orgânica recalcitrante, incluindo ácidos húmicos e fulvicos, sais inorgânicos inclusive hidróxidos de metais pesados e alcalinizar a amostra para a etapa seguinte da remoção de amônia; - remoção (Stripping) da amônia em pH alcalino, utilizando tanque com ar difuso e aeração mecânica superficial; - precipitação química do excesso de cálcio na forma de carbonato de cálcio, com a utilização de gás carbônico; - processo biológico aeróbio de Iodos ativados, incluindo etapas de nitrificação e desnitrificação; - processo de filtração composto de filtração em areia, filtro de elementos descartáveis e membrana de nanofiltração; - recirculação do concentrado para uma etapa de eletrocoagulação composta de reator eletrolítico, sendo a mistura efluente deste reator escoada para entrada do processo, na etapa de alcalinização com hidróxido de cálcio seguindo daí todo o fluxo; - na eletrocoagulação as substâncias recalcitrantes concentradas, são desestabilizadas e precipitadas quimicamente logo a seguir com a adição de hidróxido de cálcio.

[034] O efluente tratado pode ser descartado com qualidade que atende à legislação ambiental.

[035] O aspecto do chorume tratado é claro, com alta redução da cor, sendo aprovado nos testes de ecotoxicidade em níveis tróficos diferentes (peixes e microcrustáceos), com redução da condutividade pela redução da concentração de gases dissolvidos e de sais, redução significativa da concentração de amônia, redução da concentração da matéria orgânica, medida indiretamente, principalmente, como DQO - Demanda Química de Oxigênio.

[036] A grande vantagem deste processo é a confiabilidade, pois a associação de etapas faz com que haja uma redundância e uma estabilidade operacional de todas as etapas, garantindo assim a qualidade do efluente final.

DESCRIÇÃO DETALHADA COM BASE NOS DIGRAMAS DE BLOCO

[037] Conforme é previsto na invenção, o processo de tratamento prevê (fig. 1) a associação de processos físico-químico, biológico e físico.

[038] Processo Físico-Químico (fig. 2), compreendido por sequência de etapas de: - Equalização do chorume bruto (bloco 1).

[039] A equalização do chorume bruto é feita em lagoa de equalização. O chorume é captado desta e alimentação da Estação de Tratamento de Chorume (ETC); - Remoção de Gás carbônico por Air Stripping (bloco 2).

[040] Essa etapa é feita em tanque de remoção de gás carbônico por air stripping, para reduzir o consumo de hidróxido de cálcio adicionado na etapa de alcalinização subsequente, alimentado a partir da e- tapa de equalização. A injeção do ar necessária ao processo é realizada por sistema de difusão de ar. Essa etapa de remoção de gás carbônico gera espuma e para sua remoção é associada a uma etapa de coleta de espuma (3), que é escoada para sistema de desaguamento de lodo químico (bloco 4). A etapa de remoção de gás carbônico (bloco 2) é associada também a etapa de lavagem de gás (bloco 5). - Alcalinização (bloco 6): [041] Essa etapa é realizada em tanque de alcalinização, no qual acontece a coagulação e floculação da matéria orgânica complexa e de sais orgânicos e inorgânicos pela reação com o hidróxido de cálcio. Nesta etapa ocorre também a alcalinização do chorume, objetivando a remoção posterior da amônia em Tanque de Air Stripping específico. Nesta etapa, durante a alcalinização é gerada amônia espontaneamente que é captada e tratada na unidade de lavagem de gases.

[042] Esta etapa é alimentada com efluente da etapa de remoção de gás carbônico; é prevista a alimentação de hidróxido de cálcio e de efluente de etapa de eletrocoagulação, esta realizada no concentrado das membranas de nanofíltração prevista ao final do processo físico. A homogeneização entre o hidróxido de cálcio e o efluente é promovida por misturadores instalados nos tanques de alcalinização. - Sedimentação do lodo químico formado na etapa de alcalinização (bloco 7): [043] A mistura coagulada/floculada no Tanque de Alcalinização é direcionada para o Sedimentador primário, no qual os sólidos gerados são separados da fase líquida por sedimentação. O lodo acumulado no fundo do sedimentador é bombeado (3') para o sistema de desaguamento de lodo (bloco 4).

[044] O efluente decantado desta etapa apresenta uma considerável redução das concentrações de matéria orgânica (medida como DQO), sais dissolvidos, redução de cor e remoção de amônia. - Remoção de amônia por Air Stripping (bloco 8): [045] Essa etapa é realizada em tanque de Air Stripping.

[046] A origem da amônia no percolado é a decomposição em meio anaeróbio de proteínas e de outros compostos nitrogenados dos resíduos sólidos. A remoção da amônia nesta fase é necessária para que se possa controlar o seu aporte à etapa biológica do tratamento.

[047] A condição necessária para transferir as espécies voláteis da fase líquida para a fase gasosa é o potencial químico favorável. A combinação da grande área interfacial entre o ar e a água, a agitação mecânica, a alta volatilidade relativa da amônia em condições favoráveis de pH e temperatura resultam em significativas quantidades removidas de amônia.

[048] O efluente decantado na etapa de sedimentação é direcionado para o Tanque de Air Stripping.

[049] A injeção do ar necessária ao processo é realizada por um aerador de superfície e um sistema de difusão composto por uma malha difusora e sopradores de ar. -Lavagem de gases (bloco 9): [050] Essa etapa é feita em lavador de gases e nessa a amônia removida dos tanques de alcalinização, sedimentação e do tanque de air stripping de amônia, juntamente com os gases utilizados no processo, são captados e conduzidos ao sistema de tratamento de gases através de exaustão forçada, no qual os gases coletados são impelidos por um exaustor centrífugo para a unidade de tratamento.

[051] A amônia é absorvida através de lavagem com solução química com fins de purificação do ar e reaproveitamento da amônia. - Carbonatação (bloco 10): [052] Essa etapa é realizada em tanque de carbonatação.

[053] O efluente do tanque de air stripping de amônia escoa, por gravidade, para o tanque de carbonatação.

[054] Neste tanque ocorre a precipitação química do cálcio na forma de carbonato, após a adição de gás carbônico CO2, controlada pelo pH.

[055] O cálcio é removido para evitar a deposição no lodo da etapa biológica do processo e evitar a incrustação dos equipamentos da etapa final de filtração. - Sedimentação do lodo químico formado na etapa de carbonatação (bloco 11): [056] O efluente do tanque da carbonatação é direcionado por gravidade para um sedimentador. O lodo acumulado no fundo do sedimentador é encaminhado (3”) para o sistema de desaguamento (bloco 4). - Correção de pH (bloco 12): [057] Essa etapa é realizada em Tanque de Correção de pH, situado a jusante do sedimentador, a fim compatibilizar o pH da mistura com a alimentação do reator aeróbio. A correção de pH é realizada com gás carbônico. O efluente da etapa de correção de pH é alimentado no processo Biológico.

[058] Processo Biológico (fig. 3) compreendido pelas etapas de: - Aeração (bloco 13): [059] Essa etapa é realizada em tanque de aeração, no qual ocorre a mistura do chorume, proveniente da etapa físico-química de tratamento, com os Iodos ativados, permitindo que os microrganismos (bactérias) que compõem os flocos do lodo ativados o lodo na presença de oxigênio e nutrientes (nitrogênio e fósforo), degradem a matéria orgânica por metabolismo aeróbio.

[060] Nesta etapa também ocorre a nitrificação dos compostos nitrogenados, principalmente da amônia não removida até a etapa de stripping.

[061] Desse modo, o processo, hora patenteado, permite que na mistura do reator biológico haja o desenvolvimento de todos os microrganismos característicos desse processo biológico, indicando que a etapa de condicionamento físico-químico é fundamental para a eficiência do processo.

[062] Nesta etapa é adicionado de fonte externa fósforo como nutriente. - Desnitrificação (bloco 14): [063] Essa etapa é realizada em tanque anóxico para o qual escoa por gravidade parte do efluente do tanque de correção de pH da etapa físico-química; é alimentado carbono biodegradável de fonte externa; e mistura contendo nitrato que é recirculada da etapa de aeração. No tanque anóxico ocorre o processo de desnitrificação.

[064] A desnitrificação é possível porque primeiramente ocorre a nitrificação no tanque de aeração, no qual em condições de aerobio-se, a amônia e o nitrogênio orgânicos são transformados em nitrato.

[065] Na desnitrificação, realizada no tanque anóxico na ausência de oxigênio ou na presença de baixa concentração de oxigênio dissolvido, o nitrato é convertido a nitrogênio gasoso.

[066] Na etapa anóxica é feito o controle da alcalinidade e do potencial de oxidação e redução e adição de fonte de carbono biodegradável proporcional à concentração de nitrato oriunda do tanque de aeração.

[067] E prevista recirculação (15) do nitrato formado no tanque de aeração para o tanque anóxico, a qual é realizada através da recirculação de parte da mistura de Iodos ativados do tanque de aeração.

[068] O tanque anóxico possui um sistema de homogeneização para manter a mistura de Iodos ativados em suspensão. - Sedimentação (bloco 16): [069] Essa etapa é feita em decantador. A mistura de Iodos ativados e efluente do tanque de aeração escoa por gravidade deste para o decantador secundário.

[070] Como a biomassa possui uma densidade ligeiramente maior que a da água, essa pode ser separada do efluente tratado por sedimentação, pela ação da gravidade, levando a um efluente tratado bem clarificado após o processo físico (etapa de separação). O chorume decantado no processo de tratamento biológico segue para o processo físico (filtração).

[071] O lodo sedimentado na unidade de sedimentação é recirculado (17) continuamente para o tanque de aeração.

[072] O controle do teor de sólidos no tanque de aeração é realizado através do descarte parcial do lodo biológico formado. O lodo descartado é direcionado para o sistema de desaguamento de lodo (bloco 4).

[073] Processo físico (filtração) (fig. 4) compreendido pela sequência de etapas de: - Filtração (bloco 18): [074] Esta etapa é feita em leito de areia, onde são retidos materiais finos indesejáveis as etapas posteriores. - Correção do pH (bloco 19): [075] Após a filtração em leito de areia, o efluente é di-recionado para a correção de pH para valores inferiores a 6,2. - Pré-Filtragem (bloco 20): [076] Em seguida à redução de pH, o efluente é bombeado para o pré-filtro de elemento filtrante descartável e em seguida direcionado para a Unidade de Membrana de Nanofiltração. - Nanofiltração (bloco 21): [077] Na Unidade de Nanofiltração serão removidas partículas na faixa de um nanômetro. Inclui-se nesta faixa moléculas orgânicas com elevado peso molecular e alguns sais, o que gera um efluente isento de cor e de grande parte da carga orgânica inicial. O efluente da nanofiltração constitui o chorume tratado que pode ser lançado no corpo receptor ou direcionado para o tanque de reuso.

[078] Uma corrente com vazão inferior a 20% da vazão de afluente é rejeitada na membrana de nanofiltração, sendo a seguir encaminhada (22) para a etapa de eletrocoagulação. - Eletrocoagulação (bloco 23) - Tratamento do concentrado da Unidade de Nanofiltração: [079] O rejeito da nanofiltração é enviado para o tanque de eletrocoagulação, de onde retoma ao tratamento na etapa de alcalinização. Desta forma todo o efluente líquido é tratado dentro da própria Estação de Tratamento de Chorume.

REIVINDICAÇÕES

Claims (15)

1) “PROCESSO DE TRATAMENTO DE CHORUMES DE ATERROS SANITÁRIOS E/OU INDUSTRIAIS”, caracterizado pela associação de processos sucessivos: físico-químico, biológico e físico; o primeiro alimentado com chorume bruto e desaguando lodo; e o último liberando chorume tratado e recirculando concentrado líquido das membranas de nanofiltração para eletrocoagulação, dessa etapa para alcalinização no processo físico- químico, de modo a evitar a geração de efluente líquido da etapa final do processo ou de qualquer outra etapa, que necessite de tratamento externo; dito processo físico-químico compreendendo etapas sucessivas de: -Equalização do chorume bruto (bloco 1); - remoção de gás carbônico por air stripping (bloco 2), alimentada com o efluente da etapa de equalização; dita etapa de remoção libera gás carbônico e espuma (3); e é dotada de etapa de lavagem de gases (bloco 5); - alcalinização (bloco 6), alimentada com o efluente da etapa de Remoção de gás carbônico por air stripping e com Hidróxido de Cálcio, em parte liberado da dita etapa de Remoção de gás carbônico por air stripping, dita etapa de Alcalinização alimentada ainda com efluente líquido eletrocoagulado recirculado de etapa de eletrocoagulação final do processo físico; - sedimentação (bloco 7), alimentada com o efluente da etapa de Alcalinização e que libera lodo químico (3)'; - remoção de amônia por air stripping (bloco 8), alimentada com efluente da etapa de sedimentação e dotada de etapa de lavagem de gases (bloco 9); - carbonatação (bloco 10) alimentada com o efluente da etapa de Remoção de amônia por air stripping e alimentada com CO2 de fonte externa; - sedimentação (bloco 11) alimentada com o efluente da etapa de Carbonatação e que libera lodo químico (3);” - sistema de desaguamento de lodo (bloco 4) que recebe a espuma (3) e os Iodos químicos (3)', (3)”; e - correção de pH (bloco 12) alimentada com o efluente da etapa de sedimentação e com CO2 de fonte externa e que libera efluente tratado física e quimicamente para o processo Biológico; Processo Biológico compreendido pelas etapas sucessivas de: - aeração (bloco 13) alimentada com chorume tratado no processo físico- químico; com efluente proveniente de etapa de desnitrificação anterior; com Fósforo proveniente de fonte externa; e com Lodo Biológico recirculado de etapa de sedimentação posterior; dita etapa de Aeração recircula Mistura contendo Nitrato para a etapa de desnitrificação anterior e libera efluente para etapa de sedimentação posterior e lodo biológico para o sistema de desaguamento de lodo (bloco 4); - desnitrificação (bloco 14) alimentada com chorume tratado no processo físico-químico; Carbono Biodegradável de fonte externa; e com Mistura contendo Nitrato recirculada da etapa de Aeração; dita etapa de desnitrificação libera Nitrogênio Gasoso para atmosfera; - sedimentação (bloco 16) alimentada com o efluente da etapa de aeração; que recircula Lodo Biológico para esta; e que libera efluente tratado física, química e biologicamente para o processo Físico; Processo Físico composto pelas etapas sucessivas de: - filtração (bloco 18), que recebe o efluente do processo Biológico; - correção de pH (bloco 19), que recebe o efluente da etapa de filtração; - pré-filtragem (bloco 20) que recebe efluente da etapa de correção de pH; - nanofiltração (bloco 21) que recebe efluente da etapa de pré-filtragem e libera chorume tratado e efluente líquido (concentrado das membranas de nanofiltração); - eletrocoagulação (bloco 23) que recebe o efluente líquido das membranas da etapa de nanofiltração e recircula seu efluente líquido eletrocoagulado para a etapa de alcalinização (bloco 6) do processo Físico-Químico.

2) “PROCESSO DE TRATAMENTO DE CHORUMES DE ATERROS SANITÁRIOS E/OU INDUSTRIAIS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa de Remoção de gás carbônico por air stripping (bloco 2) ser realizada em tanque de remoção de gás carbônico por air stripping, com sistema de difusão de ar.

3) “PROCESSO DE TRATAMENTO DE CHORUMES DE ATERROS SANITÁRIOS E/OU INDUSTRIAIS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa de Alcalinização (bloco 6) ser realizada em tanque de alcalinização, ser alimentada com efluente da etapa de remoção de gás carbônico por air stripping e compreender a coagulação e floculação da matéria orgânica complexa e de sais orgânicos e inorgânicos pela reação com o hidróxido de cálcio; e a alcalinização do chorume para Remoção da amônia liberada espontaneamente nesta etapa e também para remoção posterior na etapa de remoção de amônia por air stripping (bloco 8); dita etapa de Alcalinização compreende ainda homogeneização do hidróxido de cálcio e o efluente promovida por misturadores instalados nos tanques de alcalinização; e pH final da mistura superior a 11, sendo que a adição de hidróxido de cálcio é adequada para precipitar quimicamente parte da matéria orgânica recalcitrante, incluindo ácidos húmicos e fulvicos, sais inorgânicos inclusive hidróxidos de metais pesados e alcalinizar a amostra para etapa seguinte da remoção de amônia.

4) "PROCESSO DE TRATAMENTO DE CHORUMES DE ATERROS SANITÁRIOS E/OU INDUSTRIAIS", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa de Remoção de amônia por air stripping (bloco 8 ser realizada em tanque de remoção de amônia por air stripping; dita amônia no percolado tem origem na decomposição em meio anaeróbio de proteínas e de outros compostos nitrogenados dos resíduos sólidos e a remoção da amônia sendo adequada para controle do seu aporte ao processo Biológico do tratamento, sendo que a injeção do ar necessária ao processo é realizada por um aerador de superfície e um sistema de difusão composto por uma malha difusora e sopradores de ar.

5) "PROCESSO DE TRATAMENTO DE CHORUMES DE ATERROS SANITÁRIOS E/OU INDUSTRIAIS", de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pela Lavagem de gases (bloco 9) ser feita em lavador de gases e nessa a amônia removida dos tanques de alcalinização, sedimentação e do tanque de air stripping de amônia, juntamente com os gases utilizados no processo, são captados e conduzidos ao sistema de tratamento de gases através de exaustão forçada, sendo que a amônia é absorvida através de lavagem com solução química adequada para purificação do ar e reaproveita- mento da amônia.

6) "PROCESSO DE TRATAMENTO DE CHORUMES DE ATERROS SANITÁRIOS E/OU INDUSTRIAIS", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa de carbonatação (bloco 10) ser realizada em tanque de carbonatação, para o qual o efluente do tanque de air stripping de amônia escoa por gravidade, em dita etapa de carbonatação ocorre a precipitação química do excesso de cálcio na forma de carbonato cálcio, através da adição de gás carbônico CO2 controlada pelo pH.

7) “PROCESSO DE TRATAMENTO DE CHORUMES DE ATERROS SANITÁRIOS E/OU INDUSTRIAIS", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa de Correção de pH (bloco 12) é realizada em Tanque de Correção de pH a jusante do sedimentador, com adição de gás carbônico e o pH é corrigido para compatibilizar com a alimentação do reator aeróbio.

8) “PROCESSO DE TRATAMENTO DE CHORUMES DE ATERROS SANITÁRIOS E/OU INDUSTRIAIS", de acordo com a reivindicação 1 ou 2 ou 3 ou 4 ou 5 ou 6 ou 7, caracterizado pela etapa de Aeração (bloco 13) ser realizada em tanque de aeração e nela ocorre: 1)- a mistura do chorume, proveniente do processo físico - químico, com os Iodos ativados; 2)- a degradação de matéria orgânica por metabolismo aeróbio realizada através dos microrganismos (biomassa característica do processo de Iodos ativados) em presença de oxigênio e nutrientes; 3)- a nitrificação dos compostos nitrogenados , principalmente da amônia não removida até a etapa de stripping, e em dita etapa de aeração, em colaboração com o condicionamento proporcionado no processo físico-químico, 4)- ocorre o desenvolvimento de todos os microrganismos característicos do processo biológico na mistura do reator biológico; dita etapa de aeração prevê adição de fósforo como nutriente desde fonte externa.

9) “PROCESSO DE TRATAMENTO DE CHORUMES DE ATERROS SANITÁRIOS E/OU INDUSTRIAIS", de acordo com a reivindicação 1 ou 8, caracterizado pela etapa de Desnitrificação (bloco 14) ser realizada em tanque anóxico, alimentado, por gravidade, com parte do efluente do tanque de correção de pH do processo físico-químico; e a remoção de amônia ocorrer por nitrificação, desnitrificação e por incorporação à biomassa ativa de Iodos ativados, sendo que a nitrificação ocorre no tanque de aeração, no qual, em condições de aerobiose, a amônia é transformada em nitrato; a desnitrificação ocorre no tanque anóxico na ausência de oxigênio ou na presença de baixa concentração de oxigênio dissolvido e o nitrato é convertido a nitrogênio gasoso; em dita etapa anóxica é feito o controle da alcalinidade e do potencial de oxidação e redução (pOR < -120 mV); adição de fonte de carbono biodegradável proporcional à concentração de nitrato oriunda do tanque de aeração; homogeneização para manter a mistura de Iodos ativados em suspensão.

10) "PROCESSO DE TRATAMENTO DE CHORUMES DE ATERROS SANITÁRIOS E/OU INDUSTRIAIS”, de acordo com a reivindicação 1 ou 8 ou 9, caracterizado pela etapa de sedimentação (bloco 16) ser feita em decantador secundário, para o qual a mistura de Iodos ativados e efluente do tanque de aeração escoa por gravidade; a biomassa formada possui densidade ligeiramente maior que a da água e é separada do efluente tratado por sedimentação, pela ação da gravidade; o chorume decantado segue para o processo físico (filtração); o lodo sedimentado é recirculado (17) continuamente para o tanque de aeração e usado para controle neste do teor de sólidos através do descarte parcial do lodo biológico para o sistema de desaguamento de lodo (bloco 4).

11) "PROCESSO DE TRATAMENTO DE CHORUMES DE ATERROS SANITÁRIOS E/OU INDUSTRIAIS”, de acordo com a reivindicação 1 ou 8 ou 9 ou 10, caracterizado pela etapa de filtração (bloco 18) receber chorume tratado no processo Biológico e ser feita em leito de areia adequado para reter finos indesejáveis às etapas posteriores.

12) "PROCESSO DE TRATAMENTO DE CHORUMES DE ATERROS SANITÁRIOS E/OU INDUSTRIAIS”, de acordo com a reivindicação 1 ou caracterizado pela etapa de correção de pH (bloco 19) ser alimentada com o efluente filtrado na etapa de filtração.

13) "PROCESSO DE TRATAMENTO DE CHORUMES DE ATERROS SANITÁRIOS E/OU INDUSTRIAIS”, de acordo com a reivindicação 1 ou caracterizado pela etapa de pré-filtragem (bloco 20) ser realizada em pré-filtro de elemento filtrante descartável e ser alimentada com efluente com pH corrigido na etapa de correção de pH.

14) "PROCESSO DE TRATAMENTO DE CHORUMES DE ATERROS SANITÁRIOS E/OU INDUSTRIAIS”, de acordo com a reivindicação 1 ou caracterizado pela etapa de nanofiltração (bloco 21) ser realizada em Unidade de Membrana de Nanofiltração, recebe efluente da etapa de pré-filtragem e é adequada para remover partículas na faixa de um nanômetro, como moléculas orgânicas com elevado peso molecular e alguns sais; dita etapa libera efluente constituído por chorume isento de cor e de grande parte da carga orgânica inicial, que pode ser lançado no corpo receptor ou direcionado para tanque de reuso e uma corrente com vazão inferior a 25% da vazão afluente é rejeitada na membrana de nanofiltração e encaminhada para a etapa de eletrocoagulação.

15) “PROCESSO DE TRATAMENTO DE CHORUMES DE ATERROS SANITÁRIOS E/OU INDUSTRIAIS”, de acordo com a reivindicação 1 ou caracterizado pela etapa de eletrocoagulação (bloco 23) ser realizada em reator eletrolítico que é alimentado com concentrado das membranas de nanofiltração, no qual as substâncias recalcitrantes concentradas são desestabilizadas e do qual o concentrado é recirculado para etapa de alcalinização do processo físico-químico onde ditas substâncias recalcitrantes são precipitada quimicamente pela adição de Hidróxido de Cálcio seguindo daí todo o fluxo, de modo que todo o efluente líquido é tratado dentro da própria Estação de Tratamento de Chorume.