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1. INTRODUÇÃO
O desenvolvimento tecnológico, que ficou consolidado na Revolução Industrial, ocorrida no século XVIII, culminou com o crescimento das metrópoles e mudança nos hábitos da sociedade, favoreceu o aumento da quantidade e da variedade dos resíduos gerados em virtude do desenvolvimento de técnicas para processamento de matérias primas, causando graves problemas para a humanidade e para o meio ambiente (FIOREZE, 2014).
Os aterros sanitários constituem um método eficaz para tratamento e disposição final de resíduos sólidos considerados rejeitos, mas estes geram subprodutos recalcitrantes, como o lixiviado, que precisam ser tratados de modo a não agredir os cursos d’água e estar dentro dos limites exigidos em legislação (FORTUNATO, 2015).
Em função da complexidade do lixiviado, e por consequência, da dificuldade de seu tratamento, algumas técnicas de tratamento foram propostas e estudadas ao longo das últimas décadas com o objetivo de reduzir a contaminação provocada pela elevada concentração de matéria orgânica e inorgânica presente nesse efluente (SILVA, 2008). Porém, as características poluidoras e a composição bastante variável dificultam a adoção de uma técnica generalizada para o tratamento do lixiviado, sendo necessário avaliar cada aterro individualmente (MANNARINO, 2011; ROEHRS, 2007). As técnicas mais usuais para o tratamento de lixiviados se baseiam na utilização de processos biológicos para remoção da carga orgânica, sendo que estas têm se mostrado insuficientes para o posterior descarte do efluente nos corpos hídricos (MARTINS, 2014). Além disso, os processos não funcionam de maneira satisfatória quando a razão DBO5/DQO é pequena, significando um baixo grau
de biodegradabilidade do efluente. Nesses casos, é necessário que se utilize métodos químicos mais agressivos na redução do teor de matéria orgânica dissolvida (MORAVIA, 2010).
Massarotto (2010) obteve 17% remoção da DQO de lixiviado com elevada carga orgânica por meio de tratamento biológico com reatores operados em bateladas seqüenciais, constatando que o processo biológico não apresentou bom desempenho na remoção de matéria orgânica. Isto significa que o tratamento biológico aeróbio ou anaeróbio pode ter eficiência limitada na remoção da matéria orgânica recalcitrante do lixiviado, o que pode ser resolvido com associações entre tratamentos biológicos e físico-químicos (MORAVIA, 2010).
Portanto, torna-se necessário o estudo de processos que mineralizem a matéria orgânica para que o efluente fique em conformidade com os padrões de lançamento estabelecidos pela Resolução CONAMA nº 430/2011 (BRASIL, 2011), ou em caso de parâmetros sem padrões definidos possam ser reduzidas suas concentrações a níveis que não comprometam o meio ambiente.
Neste contexto, os processos oxidativos avançados (POA) têm sido estudados como alternativa para resolver ou minimizar a remoção de poluentes persistentes e de efluentes com elevada carga orgânica (MARTINS, 2014).
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A pesquisa visou avaliar a eficiência do processo de fotocatálise homogênea solar (UV/H2O2)
aplicado ao pós-tratamento do lixiviado do Aterro Sanitário Metropolitano de João Pessoa, investigando as variáveis independentes: concentração de peróxido de hidrogênio (H2O2), pH, tempo
de reação, avaliando a resposta do processo em termos de remoção de cor.
2.METODOLOGIA
As coletas do lixiviado estudado foram feitas na lagoa facultativa do Sistema de Lagoas de Estabilização do Aterro Sanitário Metropolitano de João Pessoa, situado na zona metropolitana do município de João Pessoa, com a autorização da Autarquia Especial Municipal de Limpeza Urbana (EMLUR). Os experimentos foram realizados em março e abril de 2015.
Na caracterização do lixiviado bruto foram estudados os seguintes parâmetros: pH, turbidez, condutividade, alcalinidade total, amônia, nitrato, cloretos, DBO5, DQO e a série de sólidos presentes
no efluente de acordo com Standard Methods (APHA, 2005), conforme a tabela 1: Tabela 1 – Método de analise dos parâmetros físico-químicos.
Parâmetro físico-químico Método
pH Método Eletrométrico
Turbidez Método Nefelométrico
Condutividade Método Eletrométrico
Alcalinidade Total Método da Titulação Potenciométrica
Amônia Método Fotométrico da Nesslerização Direta
Nitrato Método do Salicilato
Cloretos Método Argentométrico
DBO5 Método Respirométrico
DQO Método Titulométrico da Refluxação Fechada e Método
Colorimétrico
Série de Sólidos Método Gravitimétrico
Fonte: Standard Methods (APHA, 2005) (Adaptado)
A determinação de cor das amostras brutas e tratadas foi realizada através da comparação com padrões de platina-cobalto, que consiste na avaliação da coloração de líquidos levemente coloridos, procedendo à comparação espectrofotométrica da cor de uma amostra padrão, formada pela mistura aquosa de cloroplatinato de potássio (K2PtCl6), cloreto de cobalto (II) hexahidratado
(CoCl2.6H2O) e ácido clorídrico (HCl) para quantificar a eficiência dos tratamentos no comprimento
de onda de 455 nm. Uma curva analítica foi preparada na faixa 5 – 500 Un Pt-Co para avaliar a redução da concentração de cor (fig. 1).
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Figura 1 – Curva analítica da concentração de Cor em Pt-Co
No Brasil, a norma NBR 5769 (ABNT, 2009) regulamenta a utilização do método da platina- cobalto para determinação de cor. A eficiência da redução de cor do lixiviado foi mensurada pela equação 1.
Eq.
Onde Corfinal representa a cor da amostra tratada, em PtCo e Corinicial representa a cor da
amostra bruta, em PtCo.
Para esta etapa, optou-se pela realização de planejamento 23 com ponto central e
Delineamento Composto Central do tipo Rotacional (DCCR). Foram realizados dois experimentos para validação estatística. Nestes experimentos, realizados em março e abril de 2015 (teste A e B, respectivamente). Foi realizada uma etapa de fotólise a fim de verificar a eficiência da radiação solar na degradação da cor presente no lixiviado.
Para estes testes, buscou-se determinar a maior eficiência para o tratamento do lixiviado proveniente do aterro sanitário de João Pessoa, sendo utilizado como variáveis independentes: pH, concentração do H2O2 e o tempo de exposição ao sol. Os diagramas de Pareto para avaliação dos
efeitos das variáveis e suas interações foi realizado com o software Statistica 7. As condições aplicadas nos referidos experimentos estão descritas na tabela 2.
Tabela 2 – Condições aplicadas nos planejamentos tipo DCCR da etapa I.
Condições -1,681 -1 0 +1 +1,681
___________________________________ 34 Tempo (min) 79 120 180 240 281 pH 5,32 6 7 8 8,68 Teste B H2O2 (mg.L-1) 1741 2015 2418 2821 3096 Tempo (min) 79 120 180 240 281 pH 5,32 6 7 8 8,68
A matriz de planejamento adotada neste trabalho é apresentada na tabela 3.
Tabela 3 – Matriz de ensaios do planejamento fatorial do tipo DCCR para a etapa I.
H2O2 Tempo pH 1 - - - 2 - - + 3 - + - 4 - + + 5 + - - 6 + - + 7 + + - 8 + + + 9 -1,681 0 0 10 +1,681 0 0 11 0 -1,681 0 12 0 +1,681 0 13 0 0 -1,681 14 0 0 +1,681 15 0 0 0 16 0 0 0 17 0 0 0
(-) se refere ao nível inferior da variável estudada, (0) se refere ao nível intermediário da variável estudada, (+) se refere ao nível máximo da variável estudada, (-1,681) se refere ao ponto axial mínimo da
variável estudada, (+1,681) se refere ao ponto axial máximo da variável estudada.