Aplicação dos sub-produtos alcalinos da indústria de polpa celulósica kraft em aterros sanitários e na remediação de drenagem ácida

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Farage, Rogério Machado Pinto
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Resíduos industriais; Drenagem ácida de minas; Aterros sanitários - Lixiviação; Mineração; Indústria de celulose; Tecnologia de Celulose e Papel
• Link de acesso: http://locus.ufv.br//handle/123456789/26041

Motivado pela necessidade de material para cobertura intermediária em aterros sanitários, pela busca por materiais em quantidade e custos acessíveis para uso como barreira reativa permeável (BRP) no tratamento/remediação de drenagem ácida de mineração e redução dos custos das fábricas de polpa kraft com o tratamento e disposição final dos resíduos alcalinos dregs, grits e lama de cal, o presente estudo objetivou avaliar o uso destes resíduos alcalinos para estas aplicações sob a variável ambiental. Baseado nos procedimentos operacionais para aterros sanitários no Brasil, a demanda de material para cobertura intermediária é de cerca de 17 milhões m3/ano, consumindo todo o volume dos resíduos alcalinos gerados pelo setor de polpa kraft no Brasil (cerca de 380 mil t/ano), com uma redução de custos de R$ 30 milhões / ano para as fábricas. Quanto ao tratamento das drenagens ácidas do setor de mineração, os sistemas de tratamento in loco, com destaque ao uso de BRP, representam uma opção mais atrativa devido aos reduzidos custos de instalação e manutenção, quando comparados aos sistemas ativos, que consistem na construção de estações de tratamento de efluentes e sistemas de bombeamento. As BRP’s são instaladas no fluxo das drenagens ácidas, atuando na retenção de contaminantes, a exemplo de metais e sulfatos, através de mecanismos como adsorção, troca iônica e precipitação. A vida útil dos materiais adsorventes implica na opção por materiais de baixo custo e elevada disponibilidade, motivando estudos sobre o reuso de resíduos industriais. O presente estudo avaliou as possíveis restrições de uso dos materiais em aterros sanitários, notamente sobre a ação dos microrganismos responsáveis pela estabilização da fração orgânica dos resíduos no interior dos aterros e posteriormente no tratamento do chorume. Avaliou-se ainda a remoção de metais no chorume gerado em aterros sanitários quando da utilização de um composto de dregs+grits e lama de cal. Finalmente, estudou-se a capacidade de remoção de cobre e sulfato em drenagem ácida de mineração com o uso de dregs e grits. O uso do composto dregs+grits e da lama de cal como cobertura intermediária em aterros sanitários foi dividido em três etapas: construção e enchimento de 3 aterros sanitários experimentais, sendo um controle (sem uso dos resíduos alcalinos), monitorados durante 6 meses através dos respectivos chorumes gerados; tratamento biológico dos chorumes gerados nas unidades experimentais com cobertura de dregs+grits e da controle (sem cobertura intermediária), por meio de reatores aeróbios; construção de 9 colunas preenchidas com o composto de dregs+grits (3 colunas), com lama de cal (3 colunas) e com solo (3 colunas), seguido da aplicação periódica de uma solução de chorume e metais (Cd, Cr, Cu, Mn, Ni e Pb). Os valores de DQO dos chorumes gerados na unidade experimental com cobertura de lama de cal e para a unidade controle foram similares, 2.800 mg/L e 3.300 mg/L, respectivamente, ao final do intervalo de monitoramento. O chorume da unidade experimental com cobertura do composto de dregs+grits manteve DQO de 32.000 mg/L neste intervalo, diminuindo para 2.800 mg/L após 9 meses, enquanto os chorumes da unidade com lama de cal e da controle passaram a 800 mg/L e 1.300 mg/L, respectivamente. Este comportamento sugere a presença de agente inibidor das atividades da microbiota na unidade com dregs+grits, a exemplo do sódio, com concentração 13 vezes maior que no chorume da unidade controle. A eficiência média na remoção de DQO através do tratamento biológico dos chorumes gerados nas unidades experimentais com cobertura do composto de dregs+grits e da controle foram similares, entre 70% e 90%. As retenções de metais nos ensaios de coluna foram similares para a lama de cal e solo, acima de 70%, com oscilação para o Cu durante os intervalos das aplicações nas colunas com lama de cal. As colunas com dregs apresentaram dessorção de Cu e comportamento oscilatório nas retenções de Cd, Cr e Ni ao longo do monitoramento das colunas. A remoção de Cu e sulfato em drenagem ácida de mineração foi avaliada através de ensaios de cinética de adsorção, ensaios em batelada com diferentes relações S:L (adsorvente: adsorvato) e ensaios em coluna. A retenção de Cu, em ambiente alcalino, foi similar para dregs e grits, superior a 99% para relação S:L de 1:10, sugerindo mecanismo de precipitação. A remoção de sulfato foi superior a 70% com o uso de ambos materiais, em ambiente ácido (pH <5).