ETAPA 1: Precipitação Química

Neste processo serão apresentados os métodos referentes à seleção da cal e determinação do tempo de floculação e concentração ideal de cales para realização dos ensaios em laboratório utilizando o lixiviado do Aterro Controlado de Resíduos Sólidos da Muribeca.

a) Seleção da Cal

A seleção da cal para ser utilizada no tratamento do lixiviado proposto para esta Tese foi baseada na maior eficiência de remoção da cor do efluente aliado ao seu grau de pureza e custo. Ressalta-se que o parâmetro cor foi utilizado como referência em função da possibilidade de estar diretamente associado à DQO, justificada à partir das observações realizadas por Segatto & Silva (1999) e Kurniavan et al, (2006) que afirmaram que a coloração escura do lixiviado é causado por substâncias húmicas e estas poderiam estar correlacionadas à DQO, teoria também compartilhada por Trebouet

et al.(2000) e Santana-Silva (2008).

Nesta Tese foram analisados três tipos de cales, sendo duas comerciais (Megaó e Qualical) e uma comumente utilizada em laboratórios de química, conhecida como cal P.A. ou pura. Cada cal selecionada possui diferentes particularidades necessárias a um bom desempenho do tratamento de lixiviado e por isso foram escolhidas para este trabalho.

A cal P.A. possui um elevado grau de pureza e foi utilizada como referência para os ensaios juntamente com outras cales comerciais. Em função de seu alto custo, já havia

sido determinado que este tipo de cal não poderia ser utilizado como padrão para o tratamento de lixiviado. A cal da marca Megaó, é a mais tradicional de Pernambuco, possuindo um baixo valor comercial, porém, um grau de pureza mediano. Já a cal da marca Qualical, de origem paulista, possui como particularidades um alto grau de pureza e um baixo preço comercial. Ressalta-se que esta cal é produzida especificamente para o tratamento de efluentes de grandes indústrias.

A descrição dos produtos a serem avaliados, fabricantes e os respectivos preços de mercado (ano base 2010), encontram-se descritos na Tabela 3.1. Para facilitar a identificação e descrição de cada um dos produtos testados, foi atribuída aos diferentes produtos a seguinte denominação: hidróxido de cálcio P.A, comercial A e B.

Tabela 3.1 - Descrição das diferentes marcas comerciais de hidróxido de cálcio avaliadas na pesquisa.

Produto Descrição Fabricante Custo

P.A. Uso em laboratório Nuclear R$ 20,00/kg Comercial A Construção civil Megaó R$ 0,50/kg Comercial B Construção civil Qualical R$ 0,40/ kg

 Análise Química Quantitativa de Elementos nas Cales

Esta análise foi realizada pelo NEG LABISE/UFPE (Núcleo de Análises Geoquímicas do curso de Geologia, na Universidade Federal de Pernambuco) de acordo com a metodologia descrita a seguir.

Inicialmente as amostras de hidróxido de cálcio foram pulverizadas usando-se mortar de ágata. Uma porção de cada amostra foi levada a uma estufa a 110o C para eliminação de água de adsorção, e então levada a mufla a 1000oC por 2 horas para a determinação da perda ao fogo. Uma porção da amostra seca foi levada à uma prensa hidráulica para formar pastilhas prensadas, à pressão de 25 toneladas. As amostras foram então analisadas qualitativamente para elementos pesados e alguns elementos leves, e então quantitativamente, para os elementos detectados na varredura qualitativa. Os resultados das análises foram então recalculados para 100% para incorporar o resultado da perda ao fogo. Ressalta-se que todos os elementos da Tabela periódica podem ser detectados

por esta metodologia, com exceção dos seguintes elementos leves H, He, Li, Be, B, C, N e O. Os elementos não listados não foram detectados. Para a análise química foi usado um espectrômetro de fluorescência de raios-X Rigaku modelo RIX 3000, equipado com tubo de Rh. Os resultados estão expressos em percentual de peso seco.

 Ensaios para Avaliação da Remoção de Cor

Estes ensaios foram realizados para fazer a seleção do hidróxido de cálcio através de ensaios em batelada, baseando-se na eficiência de remoção de cor para os três tipos de cales.

Os ensaios em batelada realizados foram baseados na metodologia utilizada por Santana-Silva (2008). Estes foram realizados em uma mesa agitadora (Marca Tecnal – TE 140), adicionando-se diferentes concentrações de hidróxido de cálcio, na faixa de 1,0 - 3,5g variando a cada 0,25g, em erlenmeyers de 250 ml, contendo 100 ml de lixiviado cada. Posteriormente, os frascos foram agitados a 200 rpm por 5 min e após a agitação foram deixados em repouso por 30 minutos, para que houvesse a sedimentação dos sólidos. Logo após, foram obtidos perfis de remoção da cor do lixiviado em função da concentração das três marcas de hidróxido de cálcio ora citadas.

Ressalta-se que esta etapa consistiu na determinação da cal granular a ser utilizada para o leite de cal. A utilização da cal em sua forma granular em estações de tratamento tanto em escala piloto quanto em escala real torna-se inviável principalmente pela necessidade de se utilizar dosador automático, que funciona apenas com soluções aquosas. Por esse motivo, decidiu-se utilizar o leite de cal, mistura resultante da cal selecionada com água.

b) Ensaios de Precipitação Química para Determinação da Concentração ótima do Leite de Cal

A avaliação da concentração ótima do leite de cal que foi adicionada ao lixiviado teve como referencia a remoção da DQO. Para a realização dos ensaios foi utilizado o equipamento denominado “Jar Test” (modelo JT-203), composto por seis reatores ou

jarros, na forma tronco-prismática de seção transversal quadrada, com capacidade de 2 litros para cada reator conforme Figura 3.6. Este equipamento possui controle de rotação (agitação mecânica) ajustável até 120 rpm.

O ensaio baseou-se na utilização da mistura homogeneizada a diferentes concentrações de hidróxido de cálcio: 50; 75; 100; 125 e 150 gramas em 1000 mL de água. Formada as diferentes concentrações de leite de cal, foram adicionados 100 mL de cada concentrado de leite de cal a 900 mL de lixiviado bruto. Ressalta-se que o volume de lixiviado bruto (900 mL) e leite de cal (100 mL) juntamente com a velocidade de rotação (120 rpm) foram mantidos constantes a fim de avaliar o desempenho das diferentes concentrações do leite de cal para período distintos de 5, 15 e 30 minutos.

Figura 3.6 - Equipamento de jar test.

O estudo relativo ao tempo de floculação entre o leite de cal e lixiviado foi de fundamental importância, uma vez que serviu de base no dimensionamento da estação de tratamento em escala piloto. Ressalta-se que um tempo de detenção ou homogeneização eficiente tornam-se fundamentais para um bom desempenho do processo de tratamento. Tempos de detenção muito elevados podem tornar inviável um sistema de tratamento, dependendo da disponibilidade de área e de seu custo, e tempo muito pequenos podem não permitir que o processo desejado aconteça.

Após a floculação, o tempo de repouso adotado para que houvesse a sedimentação do lodo foi de 30 minutos conforme observado por diversos autores (THORNTON & BLANC, 1973; HO et al., 1974; CALLI et al., 2005; SALEM et al., 2008; RENOU et

al, 2008). Após o tempo de repouso, o sobrenadante foi retirado a fim de analisar outros

parâmetros físico-químicos, como: turbidez, DBO, Cor, condutividade, pH. Visando uma maior confiabilidade nos resultados, todas as análises foram realizadas em triplicata. Também nesta etapa foram obtidas através do Método da Correlação de Pearson, associações entre a concentração do leite de cal e os parâmetros do lixiviado analisados, além da relação intrínseca entre os parâmetros.