Unidade D – Sistemas de captação de gases de aterro

Geração de biogás em aterro

O biogás é produzido a partir da bioestabilização da matéria orgânica. Poucos dias depois da cobertura das camadas de resíduos, o oxigênio desaparece da célula de resíduos e as condições anaeróbias se instalam.

A geração de biogás em aterros sanitários é afetada por diversas variáveis, entre quais se pode citar:

• natureza dos resíduos;
• umidade presente nos resíduos e no interior do aterro;
• tamanho das partículas dos resíduos;
• potencial hidrogeniônico (pH);
• temperatura;
• nutrientes;
• capacidade tampão;
• taxa de oxigenação (entrada de ar no aterro).

Durante a primeira fase de vida do aterro, o meio torna-se ácido, e por um curto período de tempo o gás produzido é constituído principalmente por hidrogênio. Em seguida, depois de um período de latência, cuja duração depende fortemente das condições locais (umidade, temperatura, compactação, entre outras), e onde a produção de gás é mínima e este é constituído quase inteiramente por gás carbônico, uma flora metanogênica estável se instala. A partir daí, a exalação de biogás torna-se regular e sua composição se estabiliza em torno dos valores típicos (aproximadamente 45% de CO₂ e 55% de CH₄). Esse período pode durar vários anos, diminuindo depois progressivamente, na medida em que a matéria orgânica for sendo estabilizada (Figura D.27). Todavia, a relação entre metano e gás carbônico permanecerá constante por muito tempo ainda.

Importante notar, no entanto, que essa geração de gás não se dá instantaneamente nem de forma uniforme ao longo do tempo. Em condições normais, a taxa de decomposição, medida pela geração de gás, atinge um pico nos primeiros dois anos e diminui gradativamente, continuando em muitos casos em períodos superiores a 25 anos.

Fases de geração de biogás em aterro sanitário

De acordo com o apresentado na Figura D18, as fases de geração de biogás em aterro sanitário dividem-se em:

Fase I: Ajuste inicial - Fase em que os resíduos são depositados no aterro. Sua fração biodegradável sofre a decomposição biológica em condições aeróbias.

Fase II: Transição - Fase em que decrescem os níveis de oxigênio e começa a fase anaeróbia. Características: queda do potencial de óxido redução, conversão do material orgânico complexo em ácidos orgânicos, o pH do chorume começa a cair.

Fase III: Ácida - Fase que antecede a formação de metano, em que as reações iniciadas na fase de transição são aceleradas. Características: micro-organismos não etanogênicos, as demandas de DBO e DQO aumentam, a condutividade do chorume aumenta o pH baixo (4 a 5), metais pesados são solubilizados.

Fase IV: Metanogênica - Presença predominante de micro-organismos estritamente anaeróbios (metanogênicos). Características: O pH entre 6,8 a 8,0; redução da concentrações de DBO, DQO ; redução da concentração de metais pesados no chorume.

Fase V: Maturação - Esta fase ocorre após grande quantidade do material ter sido biodegradado e convertido em CH₄ e CO₂ durante a fase metanogênica. Características: A taxa de geração do gás diminui consideravelmente, pois a maioria dos nutrientes disponíveis foi consumida nas fases anteriores e os substratos que restam no aterro são de degradação lenta.