Estudo da colmatação biológica de sistemas filtro-drenantes sintéticos de obras de disposição de resíduos domésticos urbanos sob condições anaeróbicas

Abstract

Esta tese apresenta uma avaliação do processo de colmatação biológica ao qual podem estar submetidos os sistemas filtro-drenantes em obras de disposição de resíduos. De forma geral, a colmatação do dreno pode ser originada pela ocorrência de três mecanismos, simultanemante: físicos, químicos e biológicos. No caso de sistemas de drenagem para chorume, o problema se torna mais complexo, uma vez que o chorume é um líquido de composição bastante heterogênea. Para a avaliação do processo de colmatação biológica foi desenvolvido um estudo experimental onde foram realizados ensaios de longa duração com três tipos de geotêxteis não tecidos com diferentes gramaturas (100, 300 e 600 g/cm2 ). Nestes ensaios os geotêxteis foram submetidos ao fluxo de chorume ou imersos nele por diferentes intervalos de tempo, buscando-se representar condições diferentes a que o sistema de drenagem pode estar em um aterro de resíduos domésticos. As amostras de geotêxteis submetidas aos dois tipos de ensaios de colmatação foram posteriormente analisadas para se avaliar os grupos funcionais de microganismos responsáveis pela formação do biofilme por meio de análises microbiológicas e imagens obtidas em microscópio de varredura para verificar o nível de obstrução dos vazios dos geotêxteis. Foram também realizados ensaios de aumento de carga hidráulica em geotêxteis colmatados, para a verificação do gradiente necessário para a desobstrução dos seus vazios. O chorume utilizado nos ensaios foi obtido no Lixão do Jóquei Clube, Brasília, e foi caracterizado ao longo do tempo por meio de análises físico-químicas. Os resultados de ensaios de fluxo mostraram significativas perdas de permeabilidade dos geotêxteis ensaiados ao longo do tempo. Os resultados obtidos com as análises microbiológicas permitiram perceber que todos os geotêxteis apresentaram os grupos funcionais investigados, sendo que as bactérias foram as que se mostraram em maior quantidade. As análises microscópicas foram importantes para o conhecimento do processo de formação do biofilme ao longo do tempo. O ensaio de aumento de carga hidráulica permitiu conclusões preliminares importantes quanto à capacidade de recuperação do potencial drenante de geotêxteis colmatados, uma vez que mostraram que para as condições utilizadas nos ensaios, estes poderiam voltar a funcionar satisfatoriamente após o acúmulo de alturas relativamente pequenas (2m) de chorume acima do sistema drenante. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT

This thesis presents an evaluation of the biological clogging processes that drainage systems of landfills may be subjected. In general, clogging of the drainage system may be caused by the simultaneous actions of three types of clogging mechanisms: physical, chemical and biological clogging. In drainage systems for leachate, the problem is even more complex due to the heterogeneous nature of leachate. For the evaluation of the biological clogging process an experimental study was conducted, where long term tests were performed on three types of nonwoven geotextiles with varying masses per unit area (100, 300 and 600 g/m2 ). In these tests the geotextiles were subjected to the flow of leachate (column tests) or were immersed in leachate for different test durations, aiming to simulate conditions under which the drainage system may be subjected in a landfill. After these tests specimens of the geotextiles were subjected to microbial analyses for the identification and quantification of the types of bacteria responsible for the clogging mechanism, and images from scanning microscopy were obtained for the assessment of clogging level of the geotextiles. Tests in which clogged geotextile specimens were subjected to increasing values of water head were also carried out to investigate the washing up of the bacteria films from the geotextile voids. The leachate used in the tests was collected from the Jóquei Clube dump, Brasília, and its properties were monitored by physical and chemical analyses during the tests durations. The column tests showed significant geotextile permeability reductions with time. The results of the microbial tests allowed the verification that all the microorganisms investigated were present in the geotextiles, with the predominance of bacteria. Microscopic analyses were important for the understanding of the mechanism of biofilm formation with time. The tests with increasing water heads showed that for the conditions of the tests performed in this study the geotextile would be able to recover its original draining condition for low (2m) leachate mounds on the drainage system.