Um aterro sanitário pode ser conceitualizado como um reator bioquímico sendo alimentado por resíduos sólidos e água e produzindo gás de aterro (ou biogás) e lixiviado (chorume). Ambos os produtos gerados apresentam alto potencial poluidor e precisam ser captados e tratados adequadamente.
O biogás de aterro é composto por alguns gases que estão presentes em grandes concentrações (gases principais) e outros presentes em concentrações muito baixas (gases traços).
Dentre os gases principais está o Metano (CH4), considerado um gás combustível segundo o Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT), faz atualmente parte do grupo dos “gases do efeito estufa” (GEEs).
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.
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.
Usos do Gás
O biogás, por conter um elevado teor de metano (CH4), possui diversas aplicações de caráter energético.
Algumas formas viáveis de utilização do biogás:
Para geração de energia elétrica, o biogás é empregado como combustível em turbinas ou em motor à combustão que acionam geradores. A eletricidade gerada é então distribuída por meio da rede elétrica até os consumidores.
Essa utilização é a que mais cresce no Brasil e em outros países. Atualmente, no Brasil, existem 40 projetos no âmbito do MDL desenvolvidos em aterros sanitários, com o objetivo de reduzir as emissões de GEE, por meio da mitigação de emissões de CH4 nos próximos anos, dos quais 25 estão registrados pelo Conselho Executivo no UNFCCC, 14 estão em fase de validação no Comitê Executivo e apenas 1 foi encaminhado para revisão do pedido (UNEP, 2009).
Drenagem de gases
Em relação à estrutura dos aterros sanitários, o controle da emissão de biogás reduz a chance de instabilidade do aterro, minimiza a migração desses gases para áreas adjacentes ao aterro, ocasionando infiltrações nos sistemas de esgoto, e melhora o bem-estar da população vizinha ao aterro, graças à redução dos odores produzidos pela emissão de mercaptanas e compostos com enxofre.
Dessa forma, os principais objetivos do sistema de drenagem de gases em aterros sanitários são:
Sistema para extração e tratamento do biogás do aterro
Usualmente, para grandes aterros, costuma-se planejar a implantação do sistema de extração em fases, ampliando as instalações conforme o aumento da geração de biogás, de forma a reduzir o investimento inicial.
O sistema de extração é composto basicamente por drenos horizontais e verticais.
Os drenos existentes na grande maioria dos aterros sanitários brasileiros e que apresentam boa vazão de biogás poderão ser adaptados e integrados ao sistema de captação. A adaptação consiste na impermeabilização da parte superior dos drenos, instalação de um cabeçote e interligação ao sistema de coleta.
Os sistemas de drenagem de gases de aterro sanitário podem ser classificados em: Sistema Passivo e Sistema Ativo.
| SISTEMAs PASSIVOs | SISTEMAS ATIVOS |
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