Evaluation of the use of soil and sludge from water treatment plants as cover and liner material in urban solid waste experimental cells

Autor: Scapin, Juliana
Přispěvatelé: Pinheiro, Rinaldo Jose Barbosa, Baroni, Magnos, Delongui, Lucas, Bastos, Cezar Augusto Burkert, Tapahuasco, Wilber Feliciano Chambi
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM
Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron:UFSM
Popis: Sludge from water treatment plants (LETAs) are classified, according to NBR 10004 (ABNT, 2004), as solid waste and, therefore, must be reused or disposed of in an environmentally appropriate manner. In this research, LETA, soil and soil/sludge (SL) characterization were carried out, aiming to evaluate its use as cover and liner material in the landfill in Santa Maria, RS. Due to the permeability it was defined that the mixture of 15% of sludge with the soil was the most satisfactory. To evaluate the behavior of this mixture, two experimental cells (lysimeters) were constructed of reinforced concrete tubes, 1.5 m in diameter and 3 m high, each, making a volume of 4.20 m³, filled with solid urban waste previously characterized and then compressed. In one of the lysimeters (L1-SL15), a soil-sludge mixture was used as waterproofing in both cover and liner layers with a maximum dry density of 1235 Kg/m³; in the other lysimeter (L2) these layers were made using soil, with a maximum dry density of 1437 Kg/m³. These experimental cells were instrumented to measure the temperature, leachate, gases, settlements and the degradation processes over 677 days. In the samples collected from the interior of the lysimeters, the humidity of the residues in L1 (SL15) varied between 53% and 214% and the pH between 6.8 and 8, in L2 this variation of humidity was between 49% and 194% and pH between 4.6 and 7.5. The temperature inside the mass of waste was measured at depths of 50 cm, 130 cm and 218 cm and resulted in, respectively, average temperatures of 26ºC, 27.5ºC and 26ºC. The ambient temperature varied between 6°C and 35°C, with an average temperature of 22°C. The results of the analysis of the two lysimeters were compared with each other in order to assess whether the use of the sludge significantly altered the analyzed parameters. The measured settlements of the mass of waste, on average, were 271.5 mm in L1 (SL15) and 202 mm in L2. The settlement curves were modeled using eight settlement prediction models, and the models that presented the best fit were those of Bjarngard and Edgers (1990) and Gourc, Staub and Conte (2010). The settlements in L1 (SL15) were slightly higher than those measured in L2, however, statistically, there was no differentiation between the averages of settlements between them, with a probability of error of 5%. Among the drawn conclusions, there is evidence that the sludge did not cause changes in the chemical, physical and biological parameters of the leachate produced in L1 (SL15), so this evaluated mixture can be used as cover and liner material in landfills. Os lodos de estações de tratamento de água (LETAs) são classificados, de acordo com a NBR 10004 (ABNT, 2004), como resíduos sólidos e, portanto, devem ser reutilizados ou descartados de maneira ambientalmente adequada. Nessa pesquisa foram realizadas caracterização do LETA, do solo e da mistura solo/lodo (SL), com objetivo de avaliar sua utilização como material de cobertura e base no aterro sanitário de Santa Maria, RS. Em função da permeabilidade definiu-se que a mistura de 15% de lodo com o solo era a mais satisfatória. Para avaliar o comportamento desta mistura foram construídas duas células experimentais (lisímetros) de tubos de concreto armado, com 1,5 m de diâmetro e 3 m de altura, cada, perfazendo um volume de 4,20 m³, preenchidos com resíduos sólidos urbanos previamente caracterizados e posteriormente compactados. Em um dos lisímetros (L1-SL15) foi utilizada mistura solo-lodo como camadas de impermeabilização de fundo e de cobertura com massa específica aparente seca máxima de 1235 Kg/m³; no outro lisímetro (L2) essas camadas foram executadas, utilizando solo, com massa específica aparente seca máxima de 1437 Kg/m³. Estas células experimentais foram instrumentadas para medir a temperatura, lixiviado, gases, recalques e os processos de degradação ao longo de 677 dias. Nas amostras coletadas, do interior dos lisímetros, a umidade dos resíduos no L1(SL15) variou entre 53% e 214% e o pH entre 6,8 e 8, no L2 essa variação de umidade ficou entre 49% e 194% e pH entre 4,6 e 7,5. A temperatura no interior da massa de resíduos foi medida nas profundidades de 50 cm, 130 cm e 218 cm e registraram, respectivamente, temperaturas médias de 26ºC, 27,5ºC e 26ºC. A temperatura ambiente variou entre 6°C e 35°C, com temperatura média de 22°C. Os resultados das análises dos dois lisímetros foram comparados entre si com objetivo de avaliar se o emprego do lodo altera ou não, significativamente, os parâmetros analisados. Os recalques medidos da massa de resíduos, em média, foram de 271,5 mm em L1(SL15) e 202 mm em L2. As curvas de recalque foram modeladas com empego de 8 modelos de previsão de recalques, sendo que os modelos que apresentaram o melhor ajuste foram de Bjarngard e Edgers (1990) e de Gourc, Staub e Conte (2010). Os recalques no L1(SL15) foram ligeiramente superiores aos medidos em L2, porém, estatisticamente, não houve diferenciação das médias dos recalques entre eles, com probabilidade de erro de 5%. Dentre as conclusões obtidas há evidências de que o lodo não tenha provocado alterações nos parâmetros químicos, físicos e biológicos do lixiviado produzido em L1(SL15), portanto esta mistura avaliada pode ser utilizada na base e cobertura em aterros sanitários.
Databáze: OpenAIRE
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