Evaporation of leachate produced in a landfill in Rio de Janeiro as an alternative treatment technology

Evaporation of leachate produced in a landfill in Rio de Janeiro as an alternative treatment technology

The selection of the appropriate technology for leachate treatment should be based on a careful evaluation of technical and economic parameters, since these wastes present high pollutant loads. Evaporation is a technological treatment option because it allows a reduction in the leachate volume of up to 70% and uses the gas generated in the landfill as an energy source, and therefore can qualify these facilities to obtain carbon credits. However, this treatment process generates two types of wastes (viscous and gaseous) whose composition requires in-depth studies. Companhia Municipal de Limpeza Urbana (COMLURB), the company that manages the solid wastes in the State of Rio de Janeiro, Brazil, developed an evaporation equipment called Unit Evaporator (EU).This equipment operates with a continuous feeding of leachate and can be installed near biogas collection wells in sanitary landfills. In this context, this work has the purpose of evaluating the evaporation of leachate through the EU and the characteristics of the wastes generated. The study was developed in two distinct phases: (1) conduction of evaporation bench-scale tests; (2) Operation of the EU prototype installed in Gramacho sanitary landfill. The following results are noteworthy: (a) the raw leachate from Gramacho landfill presented a significant variation of physicochemical characteristics and low ratio BOD/COD (0.12), making its treatment difficult by biological processes; (b) the GEM 2000 equipment determined that the biogas quality was consistent with the values typically found in literature. The biogas used as energy source by the EU was made up of 56.6% of CH4, 40% of O2, and 3.4% of other substances; (c) EU output, monitored in the field reached an average of 27.4 L/h. The decrease in the EU performance at the end of an operational period was considered an indication of the need for internal cleaning; (d) the viscous waste generated at evaporation in the bench test was characterized by the increase in pH (10.0) and build-up of organic matter (9,493 mg DQO/L). Condensed fumes presented high values of ammonia (3.481 mg NH4/L) and pH (9,0), and low concentrations of solids and organic matter; (e) wastes generated in the EU presented the following characteristics: high pH and COD values in the waste 1 (viscous), low ammonia concentration in the condensate because of the difficulty to contain this contaminant in the sample due to field environmental conditions. Waste 2 (solid) was characterized by a high COD and ammonia concentrations, significant decrease in pH, specific weight of 973.4 kg/m³ and a ratio of 1.94 m³ of evaporated leachate for an output of 1 kg of this waste.

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Main Authors: Cardoso de França Bahé, Jackeline Maria, G. Cantanhede, Álvaro Luiz, Christie Figueiredo, Iene, Pereira dos Santos Viana, Ana Silvia, Gopfert, Lana, Vianna Alves, Lúcio, Penido Monteiro, José Henrique
Format: Digital revista
Language:spa
Published: Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México 2009
Online Access:https://www.revistas.unam.mx/index.php/aidis/article/view/14460
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description The selection of the appropriate technology for leachate treatment should be based on a careful evaluation of technical and economic parameters, since these wastes present high pollutant loads. Evaporation is a technological treatment option because it allows a reduction in the leachate volume of up to 70% and uses the gas generated in the landfill as an energy source, and therefore can qualify these facilities to obtain carbon credits. However, this treatment process generates two types of wastes (viscous and gaseous) whose composition requires in-depth studies. Companhia Municipal de Limpeza Urbana (COMLURB), the company that manages the solid wastes in the State of Rio de Janeiro, Brazil, developed an evaporation equipment called Unit Evaporator (EU).This equipment operates with a continuous feeding of leachate and can be installed near biogas collection wells in sanitary landfills. In this context, this work has the purpose of evaluating the evaporation of leachate through the EU and the characteristics of the wastes generated. The study was developed in two distinct phases: (1) conduction of evaporation bench-scale tests; (2) Operation of the EU prototype installed in Gramacho sanitary landfill. The following results are noteworthy: (a) the raw leachate from Gramacho landfill presented a significant variation of physicochemical characteristics and low ratio BOD/COD (0.12), making its treatment difficult by biological processes; (b) the GEM 2000 equipment determined that the biogas quality was consistent with the values typically found in literature. The biogas used as energy source by the EU was made up of 56.6% of CH4, 40% of O2, and 3.4% of other substances; (c) EU output, monitored in the field reached an average of 27.4 L/h. The decrease in the EU performance at the end of an operational period was considered an indication of the need for internal cleaning; (d) the viscous waste generated at evaporation in the bench test was characterized by the increase in pH (10.0) and build-up of organic matter (9,493 mg DQO/L). Condensed fumes presented high values of ammonia (3.481 mg NH4/L) and pH (9,0), and low concentrations of solids and organic matter; (e) wastes generated in the EU presented the following characteristics: high pH and COD values in the waste 1 (viscous), low ammonia concentration in the condensate because of the difficulty to contain this contaminant in the sample due to field environmental conditions. Waste 2 (solid) was characterized by a high COD and ammonia concentrations, significant decrease in pH, specific weight of 973.4 kg/m³ and a ratio of 1.94 m³ of evaporated leachate for an output of 1 kg of this waste.
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Evaporation is a technological treatment option because it allows a reduction in the leachate volume of up to 70% and uses the gas generated in the landfill as an energy source, and therefore can qualify these facilities to obtain carbon credits. However, this treatment process generates two types of wastes (viscous and gaseous) whose composition requires in-depth studies. Companhia Municipal de Limpeza Urbana (COMLURB), the company that manages the solid wastes in the State of Rio de Janeiro, Brazil, developed an evaporation equipment called Unit Evaporator (EU).This equipment operates with a continuous feeding of leachate and can be installed near biogas collection wells in sanitary landfills. In this context, this work has the purpose of evaluating the evaporation of leachate through the EU and the characteristics of the wastes generated. The study was developed in two distinct phases: (1) conduction of evaporation bench-scale tests; (2) Operation of the EU prototype installed in Gramacho sanitary landfill. The following results are noteworthy: (a) the raw leachate from Gramacho landfill presented a significant variation of physicochemical characteristics and low ratio BOD/COD (0.12), making its treatment difficult by biological processes; (b) the GEM 2000 equipment determined that the biogas quality was consistent with the values typically found in literature. The biogas used as energy source by the EU was made up of 56.6% of CH4, 40% of O2, and 3.4% of other substances; (c) EU output, monitored in the field reached an average of 27.4 L/h. The decrease in the EU performance at the end of an operational period was considered an indication of the need for internal cleaning; (d) the viscous waste generated at evaporation in the bench test was characterized by the increase in pH (10.0) and build-up of organic matter (9,493 mg DQO/L). Condensed fumes presented high values of ammonia (3.481 mg NH4/L) and pH (9,0), and low concentrations of solids and organic matter; (e) wastes generated in the EU presented the following characteristics: high pH and COD values in the waste 1 (viscous), low ammonia concentration in the condensate because of the difficulty to contain this contaminant in the sample due to field environmental conditions. Waste 2 (solid) was characterized by a high COD and ammonia concentrations, significant decrease in pH, specific weight of 973.4 kg/m³ and a ratio of 1.94 m³ of evaporated leachate for an output of 1 kg of this waste. A escolha da tecnologia adequada  para o tratamento de lixiviados deve ser baseada em uma criteriosa avaliação de parâmetros técnicos e econômicos, uma vez que este resíduo apresenta alta carga poluidora. A evaporação apresenta-se como uma opção tecnológica de tratamento pois permite uma redução de até 70% do volume de lixiviado e utiliza como fonte de energia calórica o gás gerado no próprio aterro, podendo assim habilitar essas instalações para a obtenção de créditos de carbono. Todavia, tal processo de tratamento gera dois tipos de resíduos (pastoso e gasoso) cuja composição requer estudos mais aprofundados. A Companhia Municipal de Limpeza Urbana (COMLURB), empresa responsável pela gestão dos resíduos sólidos no Rio de Janeiro (Brasil), desenvolveu um equipamento de evaporação denominado Evaporador Unitário  (EU). Este é um equipamento que opera com alimentação contínua de lixiviado e pode ser instalado próximo aos poços de captação de biogás nos aterros sanitários. Neste contexto apresenta-se como objetivo deste trabalho avaliar a evaporação do  lixiviado pelo EU e as características dos seus resíduos gerados. O desenvolvimento deste estudo se deu em duas etapas distintas: (1) Realização de testes de evaporação em bancada;  (2)  Operação do protótipo do EU, instalado no aterro  sanitário  de Gramacho.  Destacam-se como resultados deste trabalho:  (a) O lixiviado bruto do aterro de Gramacho apresentou grande variabilidade nas suas características físico-químicas e baixa relação DBO/DQO (0,12), dificultando seu tratamento por processos biológicos; (b) O equipamento GEM 2000 determinou resultados de qualidade do biogás condizentes aos valores comumente encontrados em literatura. A composição do biogás utilizado como insumo energético pelo EU foi: CH4 =  56,6%; CO2 = 40%; Outros = 3,4%; (c) O rendimento do EU monitorado em campo alcançou uma média de 27,4 L/h. A redução no desempenho do EU ao fim de um período operacional foi utilizado como indicação da necessidade de sua limpeza interna; (d) O resíduo pastoso gerado na evaporação em bancada foi caracterizado pelo aumento do pH (10,0) e acumulação da matéria orgânica (9.493 mgDQO/L). Os vapores condensados apresentaram elevados valores de amônia (3.481 mgNH4/L) e de pH (9,0), com baixa concentração de sólidos e de matéria orgânica; (e) Os resíduos gerados no EU apresentaram como características: elevados valores de pH e de DQO no resíduo 1 (pastoso), baixa concentração de amônia no condensado em função da dificuldade de fixação deste contaminante na amostra propiciada pelas condições ambientais de campo. O resíduo 2  (sólido) caracterizou-se por elevada concentração de DQO e de amônia, redução acentuada no seu pH, peso específico de 973,4 kg/m³ e uma  relação de 1,94 m³ de lixiviado evaporado para produção 1 kg deste resíduo. PALAVRAS-CHAVE: lixiviado, resíduo, evaporação, rendimento, tratamento. A escolha da tecnologia adequada para o tratamento de lixiviados deve ser baseada em uma criteriosa avaliação de parâmetros técnicos e econômicos, uma vez que este resíduo apresenta alta carga poluidora. A evaporação apresenta-se como uma opção tecnológica de tratamento pois permite uma redução de até 70% do volume de lixiviado e utiliza como fonte de energia calórica o gás gerado no próprio aterro, podendo assim habilitar essas instalações para a obtenção de créditos de carbono. Todavia, tal processo de tratamento gera dois tipos de resíduos (pastoso e gasoso) cuja composição requer estudos mais aprofundados. A Companhia Municipal de Limpeza Urbana (COMLURB), empresa responsável pela gestão dos resíduos sólidos no Rio de Janeiro (Brasil), desenvolveu um equipamento de evaporação denominado Evaporador Unitário (EU). Este é um equipamento que opera com alimentação contínua de lixiviado e pode ser instalado próximo aos poços de captação de biogás nos aterros sanitários. Neste contexto apresenta-se como objetivo deste trabalho avaliar a evaporação do lixiviado pelo EU e as características dos seus resíduos gerados. O desenvolvimento deste estudo se deu em duas etapas distintas: (1) Realização de testes de evaporação em bancada; (2) Operação do protótipo do EU, instalado no aterro sanitário de Gramacho. Destacam-se como resultados deste trabalho: (a) O lixiviado bruto do aterro de Gramacho apresentou grande variabilidade nas suas características físico-químicas e baixa relação DBO/DQO (0,12), dificultando seu tratamento por processos biológicos; (b) O equipamento GEM 2000 determinou resultados de qualidade do biogás condizentes aos valores comumente encontrados em literatura. A composição do biogás utilizado como insumo energético pelo EU foi: CH4 = 56,6%; CO2 = 40%; Outros = 3,4%; (c) O rendimento do EU monitorado em campo alcançou uma média de 27,4 L/h. A redução no desempenho do EU ao fim de um período operacional foi utilizado como indicação da necessidade de sua limpeza interna; (d) O resíduo pastoso gerado na evaporação em bancada foi caracterizado pelo aumento do pH (10,0) e acumulação da matéria orgânica (9.493 mgDQO/L). Os vapores condensados apresentaram elevados valores de amônia (3.481 mgNH4/L) e de pH (9,0), com baixa concentração de sólidos e de matéria orgânica; (e) Os resíduos gerados no EU apresentaram como características: elevados valores de pH e de DQO no resíduo 1 (pastoso), baixa concentração de amônia no condensado em função da dificuldade de fixação deste contaminante na amostra propiciada pelas condições ambientais de campo. O resíduo 2 (sólido) caracterizou-se por elevada concentração de DQO e de amônia, redução acentuada no seu pH, peso específico de 973,4 kg/m³ e uma relação de 1,94 m³ de lixiviado evaporado para produção 1 kg deste resíduo. Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México 2009-11-17 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion application/pdf https://www.revistas.unam.mx/index.php/aidis/article/view/14460 Revista AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales. Investigación, desarrollo y práctica; Vol. 1, No. 4, 2008 Revista AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales. Investigación, desarrollo y práctica; Vol. 1, No. 4, 2008 Revista AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales. Investigación, desarrollo y práctica; Vol. 1, No. 4, 2008 0718-378X spa https://www.revistas.unam.mx/index.php/aidis/article/view/14460/13795

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