Avaliação dos processos de transformação de resíduos sólidos urbanos em aterro sanitário

Abstract

A disposição de resíduos em aterros sanitários continuará a ser uma solução importante em qualquer estratégia de gestão de resíduos. Em Portugal foram construidos 37 modernos aterros sanitários e a breve trecho seguir-se-á uma segunda geração destas estruturas sanitárias, concretizando um investimento avultado para satisfazer os objectivos preconizados pela legislação em vigor. Outras formas de tratamento de resíduos, como a incineração, a compostagem e a digestão anaeróbia da fracção orgânica dos resíduos sólidos, constituem formas de valorização de crescente importância nas políticas de gestão integrada de resíduos sólidos, com benefícios económicos e ambientais. No entanto, quaisquer dos processos de tratamento de resíduos pressupõe a existência de um aterro sanitário para o destino final dos refugos produzidos. O presente trabalho teve como objectivo aprofundar conhecimentos nos complexos mecanismos de estabilização de resíduos em aterro de modo a contribuir para a identificação de problemas relacionados com a sua concepção, operação e encerramento e estabelecer metodologias para o controlo do processo, envolvendo os procedimentos operacionais e as técnicas analíticas mais adequadas ao efectivo controlo dos parâmetros operacionais. Pelas suas características especiais (encerramento de lixeira e reabilitação para aterro sanitário) o aterro municipal da cidade de Matosinhos foi escolhido para estudo operacional no âmbito do presente trabalho. Os resíduos sólidos depositados no aterro foram monitorizados ao longo do tempo, realizando-se campanhas de caracterização e campanhas de extracção de amostras “in situ” ao longo do perfil da massa de resíduos. A drenagem de lixiviados e a monitorização do biogás produzido foram estudados ao longo do período de investigação no sentido de se estabelecerem relações entre a degradação e estabilização dos resíduos sólidos com as condições geometeorológicas prevalecentes. Usaram-se técnicas quer rotineiras quer não tradicionais para a avaliação das três fases prevalecentes num aterro sanitário: sólida, líquida e gasosa. Na fase sólida foram caracterizados quantitativa e qualitativamente a massa de resíduos depositados ao longo de um perfil em profundidade até ao máximo de 17 metros para analisar a sua degradação ao longo do tempo. Na fase liquida foram realizados ensaios laboratoriais e de campo, incluindo a instalação de uma estação de tratamento de lixiviados piloto, no sentido de avaliar em termos de qualidade e de quantidade a evolução da formação de lixiviados no aterro sanitário e determinar a eficiência de diferentes esquemas de tratamento. Na fase gasosa caracterizou-se qualitativa e quantitativamente o biogás produzido ao longo do tempo. Com o objectivo de simular condições de envelhecimento dos resíduos depositados, desenvolveu-se um modelo matemático de previsão de quantidade de lixiviado produzido e de geração de biogás que permite estimar o tempo de estabilização dos resíduos em aterro. Dos resultados obtidos podem estabelecer-se relações de dependência entre a formação de emissões líquidas e gasosas com as condições meteorológicas (pluviosidade, evapotranspiração e temperatura), com as características e localização em profundidade dos resíduos e com as condições de operacionalidade entre outros factores. Das conclusões do tratamento ressalta o grande interesse em conhecer e dominar os mecanismos de degradação dos resíduos aterrados, de forma a estabelecerem-se condições operacionais em aterro, para o planeamento e execução de barreiras de protecção à contaminação ambiental, provocada pelas emissões produzidas.

Solid waste disposal in sanitary landfill constitutes an important solution for solid waste management stategies worlwide. Recently, 37 modern sanitary landfills had been built in Portugal and it is anticipated that a second generation of this type of sanitary structures, with a huge amount of investment, will be materialized in order to fulfill legislation compliances. Sanitary landfill is one of the sanitary technologies that have experienced more technical and scientific progresses in the last decades, but, despite of that, still remain a lot of problems in many facilities due to lack of knowledge about solid waste degradation processes and liquid and gaseous emissions migration to the environment. The objective of this research work was to study the complex mechanisms of solid waste stabilization in sanitary landfills in order to identify problems related to its design, operation and clausure. For this prupose a comprehensive field and laboratory framework was established, that included a monitoring, sampling and analytical program, setting a case study in the sanitary landfill of the Portuguese northern city of Matosinhos. The three phases in a sanitary landfill (solid, liquid and gaseous) were characterized in therms of qualitative and quantitative parameters, so that, it was possible to assess the leachate and biogas formation related to the solid waste biodegradation. A mathematical model was developed for predict the solid waste age in function of the quantity and quality of leachate and biogas production. Some key factors were found to be sensitive in emissions formation, namely operational and metheorological (pluviosity, temperature) conditions. It was concluded, from this work, that biodegradation of solid waste in sanitary landfills include very complex mechanisms and their deep knowledge is a sine qua non condition for implementation of adequate protection barrier systems in order to protect soil, water, and air from the emissions produced.