Aterro de biorreator - Bioreactor landfill

Aterros sanitários são o principal método de descarte de resíduos em muitas partes do mundo, incluindo Estados Unidos e Canadá. Espera-se que os aterros de biorreatores reduzam a quantidade e os custos associados ao gerenciamento do lixiviado , aumentem a taxa de produção de metano (gás natural) para fins comerciais e reduzam a quantidade de terra necessária para aterros. Aterros de biorreatores são monitorados e manipulam os níveis de oxigênio e umidade para aumentar a taxa de decomposição por atividade microbiana.

Aterros tradicionais e problemas associados

Os aterros são o método mais antigo conhecido de eliminação de resíduos. Os resíduos são enterrados em grandes fossas escavadas (a menos que haja locais naturais disponíveis) e cobertos. Bactérias e arquéias decompõem os resíduos ao longo de várias décadas, produzindo vários subprodutos importantes, incluindo gás metano (gás natural), lixiviado e compostos orgânicos voláteis (como sulfeto de hidrogênio (H 2 S), N 2 O 2 , etc.) .

O gás metano, um forte gás de efeito estufa , pode se acumular dentro do aterro, levando a uma explosão, a menos que seja liberado da célula. O lixiviado é um produto metabólico fluido da decomposição e contém vários tipos de toxinas e íons metálicos dissolvidos. Se o lixiviado escapar para o lençol freático, pode causar problemas de saúde em animais e plantas. Os compostos orgânicos voláteis (VOCs) estão associados a causar poluição e chuva ácida . Com o aumento da quantidade de resíduos produzidos, tornou-se difícil encontrar locais adequados para armazená-los com segurança.

Trabalho de um aterro de biorreator

Existem três tipos de biorreator: aeróbio , anaeróbio e um híbrido (usando o método aeróbio e anaeróbio). Todos os três mecanismos envolvem a reintrodução do lixiviado coletado e suplementado com água para manter os níveis de umidade no aterro. Os microrganismos responsáveis ​​pela decomposição são, portanto, estimulados a decompor-se a uma taxa maior, na tentativa de minimizar as emissões prejudiciais.

Em biorreatores aeróbios, o ar é bombeado para o aterro sanitário usando um sistema de tubos vertical ou horizontal . A decomposição do ambiente aeróbio é acelerada e a quantidade de COVs, a toxicidade do lixiviado e do metano são minimizados. Em biorreatores anaeróbios com lixiviado circulando, o aterro sanitário produz metano a uma taxa muito mais rápida e mais cedo do que os aterros tradicionais. A alta concentração e quantidade de metano permite que ele seja usado com mais eficiência para fins comerciais, enquanto reduz o tempo que o aterro precisa ser monitorado para a produção de metano. Os biorreatores híbridos submetem as porções superiores do aterro através de ciclos aeróbio-anaeróbicos para aumentar a taxa de decomposição, enquanto o metano é produzido pelas porções inferiores do aterro. Aterros de biorreatores produzem menores quantidades de VOCs do que os aterros tradicionais, exceto H 2 S. Aterros de biorreatores produzem maiores quantidades de H 2 S. A via bioquímica exata responsável por esse aumento não foi bem estudada

Vantagens de aterros de biorreatores

Aterros de biorreatores aceleram o processo de decomposição. Conforme a decomposição avança, a massa de componentes biodegradáveis ​​no aterro sanitário diminui, criando mais espaço para despejar o lixo. Espera-se que os aterros de biorreatores aumentem essa taxa de decomposição e economizem até 30% do espaço necessário para os aterros. Com o aumento da quantidade de resíduos sólidos produzidos a cada ano e a escassez de espaços de aterro, o aterro com biorreator pode, portanto, fornecer uma maneira significativa de maximizar o espaço do aterro. Isso não é apenas econômico, mas, como menos terra é necessária para os aterros, também é melhor para o meio ambiente.

Além disso, a maioria dos aterros são monitorados por pelo menos 3 a 4 décadas para garantir que nenhum lixiviado ou gases de aterro escapem para a comunidade ao redor do aterro. Em contraste, espera-se que o aterro de biorreator se decomponha a um nível que não exija monitoramento em menos de uma década. Portanto, o aterro sanitário pode ser usado para outros fins, como reflorestamento ou parques, dependendo da localização em uma data anterior. Além disso, a reutilização do lixiviado para hidratar o aterro é filtrado. Assim, menos tempo e energia são necessários para processar o lixiviado, tornando o processo mais eficiente.

Desvantagens de aterros de biorreatores

Aterros de biorreatores são uma tecnologia relativamente nova. Para os aterros de biorreatores recém-desenvolvidos, os custos de monitoramento inicial são mais altos para garantir que tudo o que é importante seja descoberto e devidamente controlado. Isso inclui gases, odores e infiltração de lixiviado na superfície do solo.

O aumento do teor de umidade do aterro de biorreator pode reduzir a estabilidade estrutural do aterro, aumentando a pressão da água dos poros dentro da massa de resíduos.

Uma vez que o objetivo dos aterros de biorreatores é manter um alto teor de umidade, os sistemas de coleta de gás podem ser afetados pelo aumento do teor de umidade dos resíduos.

Implementação de aterros sanitários de biorreator

Os aterros de biorreatores, sendo uma tecnologia nova, ainda estão em fase de desenvolvimento e estão sendo estudados em escala de laboratório. Projetos-piloto para aterros de biorreatores estão se mostrando promissores e mais estão sendo experimentados em diferentes partes do mundo. Apesar dos benefícios potenciais dos aterros de biorreatores, não existem projetos padronizados e aprovados com diretrizes e procedimentos operacionais. A seguir está uma lista de projetos de aterro sanitário de biorreator que estão sendo usados ​​para coletar dados para formar essas diretrizes e procedimentos necessários:

Estados Unidos

  • Califórnia
    • Condado de Yolo
  • Flórida
    • Aterro do sudeste do condado de Alachua
    • Condado de Highlands
    • Aterro Regional de New River, Raiford
    • Polk County Landfill, Winter Haven
  • Kentucky
    • Outer Loop Landfill
  • Michigan
    • Saint Clair County
  • Mississippi
    • Projeto de demonstração do biorreator Plantation Oaks, Sibley
  • Missouri
    • Columbia
  • Nova Jersey
    • Parque Ambiental Haneman da ACUA, Egg Harbor Township
  • Carolina do Norte
    • Projeto de aterro sanitário do condado de Buncombe
  • Virgínia
    • Maplewood Landfill e King George County Landfills
    • Projeto de demonstração do Virginia Landfill Project XL

Canadá

  • Projeto de demonstração do biorreator Sainte-Sophie, Quebec

Austrália

  • Nova Gales do Sul
    • WoodLawn, Goulburn
  • Queensland
    • Ti Tree Bioenergy, Ipswich

Veja também

Referências

links externos