Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-07-14T23:05:27Z No. of bitstreams: 1 03c.pdf: 7786125 bytes, checksum: 1e0da23c7cb679804d62aea58a41732a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-14T23:05:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 03c.pdf: 7786125 bytes, checksum: 1e0da23c7cb679804d62aea58a41732a (MD5) Previous issue date: 2013-04-30 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / O lixiviado gerado nos aterros caracteriza-se por conter altos teores de material orgânico recalcitrante e nutrientes com alto potencial poluidor. Diversas alternativas para o tratamento de lixiviados de aterros sanitários (LAS) têm sido amplamente estudadas obtendo-se bons resultados quanto à remoção de matéria orgânica biodegradável, porém, em sua maioria, não atingem os padrões de lançamento quanto à remoção de nutrientes. Tendo em vista a promoção de um tratamento adequado aos lixiviados e a minimização de impactos ambientais causados por este efluente, este trabalho estudou a aplicação de um contactor biológico rotatório (CBR) de 3 estágios, em escala piloto, para o tratamento de LAS. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho do CBR quanto à remoção de nitrogênio e verificar a relação desta com outros parâmetros como o TRH, razão C/N, cargas superficiais aplicadas e remoção dos compostos orgânicos. O sistema experimental foi operado com alimentação continua de lixiviado proveniente do aterro sanitário de São Leopoldo. Não foram realizados ajustes de pH e temperatura. Nas primeiras 8 semanas operou-se o sistema com um TRH de 15 h (fase 1) e nas 8 semanas subsequentes com TRH de 24h (fase 2). Como resultado, observou-se que a oxidação do nitrogênio amoniacal (NA) alcançou 94% na fase 2 de operação sendo este valor significativamente maior do que o da fase 1 onde se obteve cerca de 49% de oxidação do NA. Não foram obtidas boas remoções de orgânicos, porem observou-se uma melhora na remoção de todos os parâmetros na fase 2 de operação. Esta melhora na eficiência do sistema na fase 2 foi atribuída ao aumento de TRH. Quanto à avaliação da nitrificação no sistema, foi possível observar, na fase 2 de operação, o acúmulo de nitrito predominantemente, enquanto a concentração de nitrato no efluente final foi praticamente inexistente variando de 13 a 31 mg/L . Para as condições avaliadas por este estudo, concluiu-se que, o CBR estudado apresenta potencial para realizar a nitrificação e remoção dos compostos nitrogenados presentes no LAS. Entretanto as condições operacionais devem ser reestudadas para permitir a nitrificação total e não apenas a formação de nitrito. Da mesma forma, prover a remoção de compostos orgânicos carbonáceos. O TRH de 24h proporcionou uma melhora nas eficiências de remoção pelo sistema. Porém, para um melhor desempenho do CBR são necessárias investigações quanto aos ajustes nos parâmetros de operação que possibilitem aumentar a eficiência tanto da nitrificação quanto na remoção de matéria orgânica carbonacea. / The leachate generated in landfills is characterized by high levels of recalcitrant organic compounds and nutrients with high polluter potential. Several alternatives for the treatment of landfill leachate (LL) have been widely studied and presented good results regarding the removal of biodegradable organic matter, however, most of these systems do not reach the standards of environmental disposal of nutrients such as nitrogen compounds. Owing to promote an appropriate treatment to the leachate and minimize the environmental impacts caused by this effluent, this work studied the application of a 3 stage rotating biological contactor (RBC) in a pilot scale. The objective of this study was to evaluate the removal of nitrogen and overall performance of the RBC and check the relationship of this removal with other parameters such as the HRT, C/N ratio, ammonium and COD loads and removal of organic compounds. The experimental system was fed continuously with leachate from São Leopoldo landfill. No adjustments of pH and temperature were made. The first 8 weeks the system was operated applying an HRT of 15 h (1st period) and for the 8 subsequent weeks with HRT of 24h (2nd period). As a result, it was observed that the oxidation of ammonium nitrogen reached 94% in the 2nd period of operation which was greater than the 1st period which obtained approximately 49% of ammonium nitrogen oxidation. Low levels of organic compounds removal were obtained, however an improvement was observed in the organics removal efficiency in the 2nd period of operation. This improvement in overall efficiency of the system in the 2nd period was due to the increase of the HRT. Regarding the evaluation of nitrification in the system, in 2nd period of operation was observed the accumulation of nitrite in the system, while the concentration of nitrate in the final effluent was practically non-existent, ranging from 13 to 31 mg/L. For the conditions evaluated in this study, the conclusion was that the experimental RBC has the potential to carry out the nitrification and the removal of nitrogen compounds in the landfill leachate. Meanwhile, the operational conditions must be re-studied to allow the total nitrification and not only the formation of nitrite, as well as provide the removal of carbonaceous organic compounds. The HRT of 24h provided an improvement on removal efficiencies by the system. However, for a better performance of the RBC, investigations are necessary concerning adjustments in the operational parameters that increase efficiency of nitrification and removal of organic matter.

O lixiviado de aterro sanitário é uma água residuária com elevada concentração de DQO, DBO, amônia, traços de metais pesados e substâncias orgânicas dificilmente biodegradáveis, tais como substâncias húmicas e celulósicas (lignina). Dada essas características, torna-se necessário que ele seja recolhido e devidamente tratado para evitar danos ao meio ambiente e à saúde humana. Uma prática que tem sido adotada por alguns municípios brasileiros é o direcionamento do lixiviado para tratamento consorciado em estações de tratamento de esgoto (ETE). No entanto, são poucos os estudos que avaliam a eficácia desse procedimento. Um dos questionamentos sobre o tratamento biológico diz respeito à remoção do material orgânico dificilmente biodegradável, representado principalmente pelas substâncias húmicas e, dentro dessa classe, destaca-se a fração de ácidos húmicos no lixiviado. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo verificar a tratabilidade das soluções contendo lactose, lactose com ácidos húmicos, lactose com 2% em volume de lixiviado de aterro sanitário bruto e lactose com 2% em volume de lixiviado pré-tratado por \"air stripping\", quando submetidas ao tratamento biológico em reatores de lodos ativados em escala de bancada. Assim, buscou-se verificar se essa tecnologia de tratamento é capaz de estabilizar, ainda que parcialmente, compostos orgânicos de difícil biodegradação presentes no lixiviado. A quantificação das substâncias de difícil biodegradação antes e após o tratamento foi realizada pelo método tentativo do \"Equivalente em Ácidos Húmicos\" que se encontra em fase de estudo. Os resultados demonstraram que houve uma remoção parcial dessas substâncias. As análises de espectroscopia na região do infravermelho indicaram que não ocorreu a adsorção dos ácidos húmicos no lodo, o que pode ser uma evidencia de que a redução da concentração dessas substâncias é de fato devida ao seu consumo e não pela precipitação no lodo. Além disso, a adição de 2% em volume do lixiviado não ocasionou redução da população de microrganismos no sistema. / Leachate from sanitary landfills is a type of effluent with high concentrations of COD, BOD, ammonia, heavy metal traces and hardly biodegradable organic compounds such as humic and cellulosic substances (lignin). Thus this effluent needs to be collected and treated in order to prevent damages to the environment and to human health. A common practice in Brazilian cities is to destine the leachate to a sewage treatment plant (STP). However, there are few studies that assess the efficiency of this procedure. One of the questions regarding the biological treatment concerns its efficiency in removing hardly biodegradable organic compounds, represented in the most part by the humic substances, given the high levels of humic acid in the leachate. Within this context, the present study had the objective to verify the treatability of solutions containing lactose, lactose with humic acids, lactose with 2% (in volume) of untreated sanitary landfill leachate, and lactose with 2% of leachate pre-treated by air stripping, submitted to biological treatment in laboratory-scale activated sludge reactors. Thus this paper assessed if such treatment technology can stabilize, even if only partially, the hardly biodegradable organic compounds found in leachate. The quantification of these substances prior to and after treatment was made by using a tentative method called Humic Acids Equivalent, which is still in the phase of studies. The results show that there was a partial removal of these substances. The spectroscopy analyses on the infrared region indicated that there was no adsorption of humic acids onto the sludge, which evidences that the decrease in the levels of these substances was due to their consumption and not precipitation onto the sludge. Also, the addition of 2% of leachate did not reduce the population of microorganisms in the system.

Introdução sistemas de tratamento de esgotos, quando aplicados ao tratamento de lixiviado de aterro sanitário, não têm apresentado bons resultados. Por conta disso, faz-se necessário o desenvolvimento de alternativas para o tratamento de lixiviado. Objetivo avaliar o pós-tratamento de lixiviado de aterro sanitário por wetland construído de fluxo subsuperficial horizontal e reator biológico de leito móvel (RBLM). Materiais e métodos foram realizados dois experimentos com tratamento de lixiviado após remoção de amônia por dessorção. No experimento 1 utilizou-se wetlands construídos de fluxo horizontal em escala de bancada (volume total de 30,8 L), plantados com Cyperus papyrus, Heliconia psittacorum e Gynerium sagittatum, e um controle sem vegetação, preenchidos com pedrisco calcário. O sistema foi alimentado com lixiviado diluído em água em diferentes proporções (entre 10 por cento e 30 por cento ) com concentração média de DQO entre 336 e 750 mg.L-1 e nitrogênio amoniacal (N-NH4) entre 47 e 199 mg.L-1. A operação ocorreu em três etapas: (1ª) alimentação contínua e TDH médio entre 2,7 e 5,3 d; (2ª) regime de ciclos de recirculação do efluente, para avaliar o efeito do aumento de TDH para 21 dias; (3ª) alimentação contínua de duas unidades wetlands em série, visando elevar o TDH (entre 8,1 e 9,9 d) sem recirculação. O experimento 2 foi implantado em escala piloto, com uma unidade de dessorção de amônia seguida de um Reator Biológico de Leito Móvel (RBLM) e um biofiltro anóxico. O RBLM (volume efetivo de 380 L) foi preenchido em 50 por cento com anel pall. Resultados e discussão No experimento 1, obteve-se baixa remoção de DQO com médias inferiores a 40 por cento e concentração final entre 270 e 750 mg.L-1. No entanto, verificou-se remoção de N-NH4, principalmente na 2ª e 3ª etapas, com médias de remoção entre 43 por cento e 81 por cento , resultando em concentração de 20 a 223 mg.L-1, com influência do TDH. No experimento 2, problemas técnicos durante a instalação e operação inicial e interdição do campus da USP-Leste prejudicaram a adaptação do reator e impediram o seu monitoramento por tempo suficiente para geração de dados consistentes, sendo interrompido na fase inicial. Conclusões A baixa eficiência para DQO provavelmente está relacionada à recalcitrância do lixiviado, ou devido à inibição dos microrganismos por toxicidade. Quanto ao N-NH4, infere-se que o aumento do TDH proporcionou maior tempo de difusão de oxigênio para o sistema wetland, suprindo a demanda das bactérias heterotróficas, o que possibilitou utilização do oxigênio excedente pelas nitrificantes, culminando na oxidação do N-NH4. / Introduction sewage treatment systems, when applied to the treatment of landfill leachate, have not shown good results. Thus it is necessary to develop alternatives for the treatment of leachate. Objective To assess the post-treatment of landfill leachate by horizontal subsurface flow constructed wetland and moving bed biofilm reactor (MBBR). Materials and methods Two experiments were conducted with treatment of the leachate after removal of ammonia by stripping. In experiment 1, horizontal flow constructed wetlands, at bench scale (total volume of 30.8 L), planted with Cyperus papyrus, Heliconia psittacorum and Gynerium sagittatum, and a control without vegetation, were filled with calcareous gravel. The system was fed with leachate diluted in water with different proportions (between 10 per cent and 30 per cent ) with mean COD concentration of between 336 and 750 mg.L-1 and ammonia nitrogen (NH4-N) between 47 and 199 mg L-1. The operation was divided in three stages: (1st) continuous feeding with mean HRT between 2.7 and 5.3 d; (2nd) regime of effluent recirculation to evaluate the effect of increasing the HRT to 21 days; (3rd) continuous feeding with two wetlands units in series, aimed HRT increasing (between 8.1 and 9.9 d) without recirculation. Experiment 2 was implemented on a pilot scale, with a unit of ammonia stripping followed by MBBR and an anoxic biofilter. The MBBR (380 L working volume) was filled 50 per cent with pall ring. Results and discussion In experiment 1, the COD removal was low, with averages below 40 per cent , with effluent concentration between 270 and 750 mg.L-1. However, there was removal of NH4-N, especially in the 2nd and 3rd stages, with average removal between 43 per cent and 81 per cent , resulting in concentration between 20 and 223 mg.L-1, with HRT influence. In experiment 2, technical problems during the installation and initial operation and interdiction of the campus of USP-Leste disrupted the reactor acclimation and precluded the monitoring for sufficient time to generate consistent data for discussion. Conclusions The low efficiency for COD is probably related to the recalcitrance of the leachate, or due to inhibition of microorganisms by toxicity. For NH4-N, it is inferred that the increase of the HRT provided greater time for diffusion of oxygen to the wetland system, meeting the demand of heterotrophic bacteria, which allowed the use of excess oxygen by nitrifiers, culminating in the oxidation of NH4-N.

O uso de aterros sanitários como forma de disposição dos resíduos sólidos urbanos constitui-se na alternativa mais usual tanto do ponto de vista econômico, como na correta disposição final do lixo. Entretanto, a geração de lixiviados permanece como uma inevitável consequência do uso de tal tecnologia. Das diversas alternativas de controle desse líquido percolado, destaca-se seu envio para estações de tratamento de esgoto sanitário. No presente estudo, avaliou-se o impacto causado pela introdução de cargas progressivas de lixiviado em conjunto com o esgoto sanitário em dois sistemas pilotos de tratamento: um de lodos ativados convencional e outro, um modelo híbrido do tipo IFAS (Integrated Fixed-Film Activated Sludge). A pesquisa foi dividida em três fases, mantendo-se as mesmas condições operacionais e alterando, em cada fase, a contribuição de lixiviado na composição da carga afluente, em valores de 5 por cento , 10 por cento e 20 por cento em relação à carga de DBO5,20. Os resultados obtidos a partir da investigação experimental permitiram concluir que o aumento progressivo da carga advinda do lixiviado não provocou redução na eficiência de tratamento em ambos os sistemas, em nenhuma fase da pesquisa. Obtiveram-se, para o processo IFAS, índices de remoção de matéria orgânica, expressos em DBO, da ordem de 87 por cento com a contribuição de 5 por cento e 10 por cento de lixiviado e de 80 por cento com 20 por cento de lixiviado; no processo de lodos ativados, tanto com 10 por cento e 20 por cento de carga de lixiviado, a eficiência foi de 80 por cento , os resultados referentes à fase de 5 por cento , nesse processo, foram prejudicados em decorrência de problemas operacionais. Em relação à oxidação de compostos nitrogenados, expressos em termos de NTK, observaram-se para o processo IFAS remoções acima de 90 por cento em todas as fases, indicando que a nitrificação ocorreu de forma satisfatória. No processo de lodos ativados, os índices de remoção foram de 72 por cento com 5 por cento de lixiviado e de 65 por cento com 10 por cento e 20 por cento , indicando um rendimento abaixo do esperado. Estudos relativos à composição da biomassa presente em ambos os processos não revelaram aspectos que as diferenciem significativamente em termos quantitativo; tão poucos indicaram alterações provocadas na microfauna em função da adição da carga de lixiviado. Os coeficientes cinéticos referentes ao metabolismo heterotrófico não apresentaram variações em função do aumento da contribuição do lixiviado, mantendo-se semelhantes aos encontrados na literatura; já os valores obtidos para constante máxima de crescimento (m) das bactérias nitritantes apontaram uma redução em torno de 76 por cento e 41 por cento para os processos de lodos ativados e IFAS, respectivamente, quando comparados com dados relativos à fase preliminar, sem adição de lixiviado; tal fato, contudo, não provocou interrupção ou inibição no rendimento da nitrificação. Ensaios de toxicidade aguda demonstraram significativa redução deste potencial em relação ao afluente, sobretudo, no processo IFAS, sendo que a técnica Microtox® mostrou-se mais sensível do que o teste com microcrustáceo Daphnia similis. Em linhas gerais, o processo IFAS demonstrou um desempenho superior em termos de eficiência de remoção tanto de matéria orgânica como nitrogenada, bem como maior estabilidade operacional. / The utilization of landfills as an urban solid waste management technology constitutes an economically viable alternative of final waste disposal. However, the generation of contaminated leachate remains as an inevitable consequence of this technology. Among various treatment alternatives for that percolated liquid, a major one is sending it to a wastewater treatment plant. The present paper evaluated the impact caused by the introduction of progressive leachate loads together with domestic sewage in two pilot scale treatment plants: an activated sludge plant and a hybrid model type IFAS (Integrated fixed-film activated sludge) plant. The research was divided into 3 phases, maintaining the same operation conditions in both pilot plants and changing at each phase the amount of leachate in the composition of the influent to percent values of 5 per cent , 10 per cent and 20 per cent . Results obtained from the experimental investigation demonstrated that the leachate load did not cause inhibition of the treatment process in both pilots, at any phase of the research. For the IFAS process, removal rates of organic matter in terms of BOD were on the order of 87 per cent with leachate contributions of 5 per cent and 10 per cent , and 80 per cent with 20 per cent of leachate contribution. Regarding the activated sludge process, at both 10 per cent and 20 per cent of leachate load, the BOD removal efficiency was 80 per cent . The results from the 5 per cent leachate contribution phase were not available due to operational problems. Regarding nitrogen removal, in terms of NTK, a removal efficiency over 90 per cent was observed for the IFAS process in all phases, showing that nitrification occurred in a satisfactory way; as for the activated sludge process, the removal rates were 72 per cent with 5 per cent of leachate contribution and 65 per cent with 10 and 20 per cent leachate contributions, results lower than expected. The study of the biomass composition did not show aspects that differ significantly in quantitative terms for both processes; and it did not show any changes in the micro fauna due to the leachate addition. The kinetic coefficients related to the heterotrophic metabolism did not present variation due to the increase of leachate addition, being similar to those found in the literature. On the other hand, the obtained values for the maximum growth rate (m) of nitrifying bacteria pointed to reductions of about 76 per cent and 41 per cent for the activated sludge and IFAS processes, respectively, when compared with data related to the preliminary phase, without leachate addition. This fact, however, did not cause disruption or inhibition to affect the nitrification yield. Acute toxicity assays demonstrated significant reduction of this potential relative to affluent, especially on the IFAS process, and the Microtox® technique appeared to be more sensitive. In a more general way, the IFAS process presented a better performance than the activated sludge process in terms of removal efficiencies of organic and nitrogenous matter, as well as higher operating stability.

Durante anos, o lixo da cidade de Guaratinguetá foi aterrado e o seu produto recalcitrante não passou por nenhum tratamento físico ou mesmo químico, percolando diretamente sob o aterro. Mesmo tendo sido desativado e transformado em Parque Ecológico, o material depositado no local ao longo dos anos, continuará a ser decomposto por microrganismos e continuará a ser produzido o lixiviado como fonte de poluição ambiental. Inicialmente, fez-se a caracterização do chorume \"in natura\", demonstrando-se como fonte de matéria orgânica recalcitrante, com massa molar característica de macromoléculas (5,58 kDa e polidispersidade de 1,16), DBO não determinável pela recalcitrância molecular e/ou pela ação tóxica e DQO característica de lixiviado estabilizado (1.013 mg L-1). A fração inorgânica total, dada pela quantidade de sólidos fixos, foi de 3.670 mg L-1, valor esse 3,6 vezes maior que a fração orgânica. O estudo de tratamento do chorume, por ozonização catalítica homogênea foi desenvolvido, principalmente, pelo uso seqüencial de dois arranjos ortogonais de Taguchi, sendo o primeiro, matriz L16, para estudo exploratório dos fatores mais importantes na redução percentual da DQO. Os fatores estudados foram vazão de ozônio, concentração dos íons Fe2+, Fe3+, Zn2+, Mn2+, Ni2+ e Cr3+, pH do meio reacional e presença/ausência de fonte de radiação UV (254 nm). Dentre os metais de transição, os íons Fe2+ e Fe3+ demonstraram-se como mais viáveis como catalisadores na geração de radicais livres hidroxilas devido à sua significância estatística (p = 0,005), e por terem maior tolerância ao descarte no meio ambiente (menor toxicidade) frente aos demais íons. Com a utilização do arranjo ortogonal L8 de Taguchi, foi possível atingir degradação máxima de DQO da ordem de 50 %. A melhor configuração dos fatores, visando aumentar o percentual de redução da DQO foi: vazão de ozônio igual a 5 L h-1 (589,9 mg h-1 O3), concentração de íon de íon ferroso igual a 10 mg L-1, concentração de íon férrico igual a 5 mg L-1 e pH 5. / During many years, the garbage of Guaratinguetá city was landfilled and its recalcitrant product was not submitted to any physical or chemical treatment, leaching directly through the area. After deactivating and transforming the landfill into an Ecological Park, the material deposited in the place by the past years, will continue being decomposed by microorganisms and will continue producing the leached one as a mean of environment pollution. Initially, the leachate \"in natura\" was characterized, demonstrating itself as a source of recalcitrant organic substance with a higher molecular size characteristic of 5,58 kDa and polidispersity of 1,16 and stabilized effluent (not determinable DBO due to molecular recalcitrance and/or toxicity and DQO of 1,013 mg L-1). The total inorganic fraction, given by the amount of total fixed solids was 3,670 mg L-1, which means 3,6 times bigger than the organic fraction. The study of leachate treatment by homogeneous catalytic ozonation was given, mainly, for the sequential use of two Taguchi\'s orthogonal arrangements, being the first, L16 design, for exploratory studies of the most important factors in the percentual reduction of DQO. The factors studied were the ozone outflow, the Fe2+, Fe3+, Zn2+, Mn2+, Ni2+ and Cr3+ ions concentration, the reaction medium pH and the presence/absence of UV radiation source UV (254 nm). Amongst the transition metals, Fe2+ and Fe3+ ions have demonstrated to be as more viable as free hydroxyl radicals catalyst due to its statistics significance (p = 0,005) and also because they have a greater tolerance to the environment discarding (less toxicity) compared to the other ions. The use of L8 Taguchi\'s orthogonal arrays gives the possibility to reach 50 % maximum COD depletion. The best factors configuration, using COD percentage reduction as experimental design response was: 5 L h-1 (589,9 mg h-1 O3) ozone outflow, 10 mg L-1 ferrous concentration, 5 mg L-1 ferric ion concentration and pH 5.

<p>This report deals with the performance of a batch flow treatment of landfillleachate compared with a continuous flow system. The parameters in focus were total Kjeldahl nitrogen (TKN), BOD5 and COD. The pilot-scale experiment used eight barrels with a volume of 150 liters. Each barrel was constructed differently concerning its flow, its bed material grain size and its presence of plants or not. Four of the barrels worked in batch mode, thus four in continuous flow mode. The continuous flow systems were provided with water trough small tubes with regulators. Samples were collected once a week and analysis was carried out yielding results of BOD5, COD, TKN, pH and conductivity of the effluents. The same parameters were analyzed for the influent every week. The result shows that a wetland is a good way of treating the landfill leachate as the BOD5, COD and TKN decreases. Moreover the color, which contravenes with legislative demands in the region, was distinctly decreased. Yet the report failed to show a significant difference between batch loaded and continuous flow wetlands. More studies have to be carried out in order to determine or contradict whether batch mode in fact provides a better treatment.</p>

This report deals with the performance of a batch flow treatment of landfillleachate compared with a continuous flow system. The parameters in focus were total Kjeldahl nitrogen (TKN), BOD5 and COD. The pilot-scale experiment used eight barrels with a volume of 150 liters. Each barrel was constructed differently concerning its flow, its bed material grain size and its presence of plants or not. Four of the barrels worked in batch mode, thus four in continuous flow mode. The continuous flow systems were provided with water trough small tubes with regulators. Samples were collected once a week and analysis was carried out yielding results of BOD5, COD, TKN, pH and conductivity of the effluents. The same parameters were analyzed for the influent every week. The result shows that a wetland is a good way of treating the landfill leachate as the BOD5, COD and TKN decreases. Moreover the color, which contravenes with legislative demands in the region, was distinctly decreased. Yet the report failed to show a significant difference between batch loaded and continuous flow wetlands. More studies have to be carried out in order to determine or contradict whether batch mode in fact provides a better treatment.

Landfill leachate contains a variety of contaminants and is created when rainwater percolates the landfill. For landfill management the leachate is the main issue that can cause problems to the environment. At the landfill of Fläskebo, Renova AB treats the leachate in a local treatment plant. The treatment consists of a chemical treatment step with chemical precipitation, flocculation, sedimentation and filtration, and a final step with a carbon and peat filter. Renova has to ensure that the condition of the leachate reaches the regulation set for the landfill before it is released to the recipient. This regulation has not yet been established and a final suggestion will be given to the county administrative board in spring 2006. In this master thesis the chemical treatment of Fläskebo is optimized. A comparison between the control program and the regulation was made to estimate the contamination of the leachate. Also the effectiveness of the two steps is evaluated. For optimization, the leachate was first tested in a laboratory with different coagulants and flocculants. The purpose was to increase the precipitation of particles and metals; arsenic, cadmium, chromium, mercury, lead, copper, nickel and zinc through sweep floc coagulation and hydroxide precipitation. After the laboratory tests the precipitation was tested in the treatment plant with higher pH and coagulant. Also the process control for sodium hydroxide was examined. The leachate had a small content of organic matter and nutrients, but had a large content of halogenated substances (AOX) and the heavy metals nickel and copper. High concentrations of contaminants were reduced better than low concentrations in the two treatment steps. The carbon and peat filter material also caused an increase of the arsenic content in the leachate after filtration. From the laboratory work the results showed a better reduction of metals with iron-chloride, PlusJÄRN and the anjonic polyacrylamid, Fennopol A. Because of the high content of chloride the iron- sulphate, PurFect was chosen for further tests. The optimal pH for the heavy metals arsenic, zinc, copper and nickel was between pH 9 and 9, 5. The precipitation in the treatment plant showed better results with sodium hydroxide and a higher pH, pH 9 in the flocculation basin. An increase of the coagulant PurFect from 202 mg/l to 225 mg/l meant only a higher chemical cost. The process control of sodium hydroxide showed an oscillating and unstable control performance, which may lead to a higher consumption of chemicals. / Lakvatten har varierande föroreningsgrad och karaktär och bildas då regnvatten perkolerar igenom en deponi. För en deponiverksamhet är lakvattnet den huvudsakliga påverkan på den omgivande miljön. Vid en av Renova ABs deponier, Fläskebo, utanför Göteborg sker reningen av vattnet i den lokala reningsanläggningen. Reningen består av kemisk fällning, flockning, sedimentering och filtrering samt ett kol- och torvfilter. För att få släppa ut lakvattnet har Renova just nu ett prövotidsvillkor på lakvattnets kvalité och till våren 2006 skall förslag på slutgiltiga utsläppsvillkor lämnas till Länsstyrelsen. I detta examensarbete har den kemiska reningen av lakvattnet från Fläskebo optimerats utifrån lakvattnets karaktär. Lakvattnets föroreningsgrad bedömdes efter en jämförelse av analysresultatet inom kontrollprogrammet och riktvärdena i prövotidsvillkoret. Dessutom utvärderades effektiviteten i varje enskilt reningssteg, den kemiska reningen och kol- och torvfiltret. För optimering av den kemiska reningen testades lakvattnet först på lab med olika fällnings- och flockningsmedel. Uppgiften var att öka partikelfällningen och reducera metallerna arsenik, kadmium, krom, kvicksilver, bly, koppar, nickel och zink i lakvattnet genom svepkoagulering och hydroxidfällning. Utifrån resultaten på lab testades sedan fällningen i full skala, pH höjdes i flockningsbassängen och så även dosen fällningsmedel till vattnet. En inledande undersökning av regleringen av lutdosering gjordes med några stegsvarsexperiment. Lakvatten innehöll låga halter av organiskt material och närsalterna kväve och fosfor, medan de halogena ämnena (AOX) och tungmetallerna nickel och koppar var höga. De båda reningsstegen, kemisk rening och kol- och torvfiltret var generellt bra på att rena föroreningar i höga koncentrationer men var sämre vid låga. Kol- och torvfiltret ökade koncentrationen i vattnet av arsenik genom materialets interna läckage. I fällningsförsöken gav järnkloriden, PlusJÄRN och den anjoniska polyakrylamiden, Fennopol A bäst resultat i att avskilja metaller. Järnsulfaten PurFect gav näst bäst resultat och valdes istället för järnkloriden för vidare försök då kloridhalten i lakvattnet redan var högt. Optimalt pH för arsenik, zink, koppar och nickel var inom pHintervallet 9 och 9,5. Fällningen i full skala ute i verket visade ett bättre resultat vid tillsatt lut och ett högre pH (pH 9) i flockningsbassängen. Däremot betydde en höjning av fällningskemikalien från 202 mg/l PurFect till 225 mg/l enbart en ökad kemikaliekostnad och en överdosering. Det visade sig dessutom att lutregleringen var svängig och på gränsen till instabil. Regulatorn bör därför ses över så att risken för ökad kemikaliekonsumption och kostnader minskar.

Els lixiviats d'abocadors urbans són aigües residuals altament contaminades, que es caracteritzen per les elevades concentracions d'amoni i el baix contingut de matèria orgànica biodegradable. El tractament dels lixiviats a través dels processos de nitrificació-desnitrificació convencionals és costós a causa de la seva elevada demanda d'oxigen i la necessitat d'addició d'una font de carboni externa. En els darrers anys, la viabilitat del tractament d'aquest tipus d'afluents per un procés combinat de nitritació parcial-anammox ha estat demostrada. Aquesta tesi es centra en el tractament de lixiviats d'abocador a través d'un procés de nitritació parcial en SBR, com un pas preparatori per a un reactor anammox. Els resultats de l'estudi han demostrat la viabilitat d'aquesta tecnologia per al tractament de lixiviats d'abocador. El treball va evolucionar des d'una escala inicial de laboratori, on el procés va ser testat inicialment, a uns exitosos experiments d'operació a llarg termini a escala pilot. Finalment, la tesi també inclou el desenvolupament, calibració i validació d'un model matemàtic del procés, que té com a objectiu augmentar el coneixement del procés. / Urban landfill leachate are highly contaminated wastewater, usually characterised by high ammonium concentrations and low biodegradable organic matter content. Treating leachate through conventional nitrification-denitrification processes is expensive due to its high oxygen demand and the requirement of a supplementary external carbon source. In recent years, the feasibility of treating such streams with a low C:N ratio by a combined partial nitritation-anammox process has been demonstrated. This thesis deals with the treatment of landfill leachate by a partial nitritation-SBR, as a preparative step for an anammox reactor. The results of the study have demonstrated the feasibility of this technology for the treatment of landfill leachate. The work evolved from initial lab-scale studies, where the process was first tested, to a successful long-term experiment at pilot-scale. In addition, the thesis also includes the development, calibration and validation of a mathematical model of the process, aiming at increasing process knowledge.

A forma de tratamento e destinação final ainda mundialmente preponderante para os resíduos sólidos urbanos é o aterro sanitário, método que gera, além de uma massa sólida residual, parcialmente estabilizada, subprodutos finais líquidos e gasosos. O efluente líquido, conhecido como lixiviado, necessita tratamento específico, devido a sua elevada nocividade ao meio ambiente, em função, principalmente, de suas elevadas concentrações de nitrogênio amoniacal e de matéria orgânica, em elevado percentual, recalcitrante. O presente trabalho avaliou em escala de bancada o tratamento, via processo físico-químico, através de coagulação-floculação, de lixiviado bruto proveniente de aterro sanitário Central de Resíduos do Recreio (operado pela Companhia Riograndense de Valorização de Resíduos), desprovido de qualquer tratamento prévio, e de lixiviado pré-tratado biologicamente em reatores sequenciais em batelada (RSB). Para o processo de coagulação-floculação foram testados os coagulantes policloreto de alumínio (PAC), cloreto férrico, sulfato férrico e tanino. Sucessivas etapas foram planejadas para a determinação de dosagem e ajuste de pH ótimos, para cada coagulante empregado, e para a verificação da influência de tempos e gradientes de misturas, bem como foi testada a aplicação de polímeros auxiliares de floculação. As variáveis resposta utilizadas para o monitoramento e a avaliação de eficiências foram a cor verdadeira, turbidez (com e sem prévia filtração), DQO, volume de lodo gerado e pH. O uso de reator sequencial em batelada objetivou nitrificação/desnitrificação convencional das elevadas concentrações de nitrogênio amoniacal e eventual oxidação de matéria carbonácea. Verificou-se que os diferentes tempos e gradientes de mistura testados, assim como a utilização de polímeros auxiliares, não produziram impactos nos resultados. Os coagulantes inorgânicos apresentaram elevadas eficiências de remoção, com destaque para o cloreto férrico, o qual na dosagem de 1102 mgFe+3/L e ajuste inicial de pH em 6,2 removeu 98% da cor verdadeira e da turbidez filtrada, 63% da DQO, 40% da DBO5, e 88% de turbidez não filtrada do lixiviado bruto. Apesar da recalcitrância de considerável fração da matéria orgânica do lixiviado, o RSB2 removeu 40% da DQO e 60% da DBO5 originais. A coagulação-floculação do efluente do RSB2 necessitou inferiores dosagens dos coagulantes em relação ao processo com lixiviado bruto. O cloreto férrico, em dosagem ótima de 826 mgFe+3/L e ajuste de pH em 6,3, removeu 95% da cor, 77% da DQO, 82% da DBO5, 94% da turbidez filtrada e 92% da turbidez não filtrada. Concluiu-se por elevada viabilidade técnica do processo de coagulação-floculação para o lixiviado com e sem pré-tratamento, a partir da otimização das condições de contorno do processo. O pré-tratamento em RSB, quando utilizado controle de pH, demonstrou grande potencial para nitrificação/desnitrificação e oxidação de significante parcela da matéria carbonácea do lixiviado bruto. / The form of treatment and disposal still prevalent worldwide for solid waste is the landfill, a method that generates, in addition to a solid mass residual partially stabilized, liquid and gas end products. The effluent liquid, known as leachate, requires specific treatment, due to its high harmfulness to the environment, due mainly to its high concentrations of ammonia nitrogen and organic matter in high percentage, recalcitrant. This study evaluated the treatment on bench scale, via physico-chemical process, by coagulation-flocculation, of raw leachate from Central de Resíduos do Recreio landfill (operated by Companhia Riograndense de Valorização de Resíduos), devoid of any previous treatment, and biologically pretreated leachate reactors in sequential batch reactors (SBR). For the process of flocculation-coagulation were tested polyaluminum chloride (PAC), ferric chloride, ferric sulfate and tannin. Successive stages were designed for determining dosage and optimum pH adjustment for each coagulant employed and for verifying the influence of times and gradients mixtures, as well as tested in the application of polymers flocculation auxiliaries. The answers used for parametric monitoring and evaluation of efficiencies were the true color, turbidity (with and without prior filtration), COD, sludge volume and pH. The use of sequential batch reactor aimed conventional nitrification/denitrification of the high concentrations of ammonia nitrogen and eventual oxidation of carbonaceous matter. It was found that the different gradients and mixing times tested, as well as the use of auxiliary polymers, did not produce impact on the results. The inorganic coagulants showed high removal efficiencies, especially ferric chloride, which at a dose of 1102 mgFe+3/L and initial pH adjusted to 6.2, removed 98% of the true color and filtered turbidity, 63% of COD, 40% of BOD5 and 88% of unfiltered turbidity. Despite the considerable fraction of the recalcitrance of organic matter in the leachate, the SBR2 removed 40% of COD and 60% of BOD5 of the original. The coagulation-flocculation of the effluent from SBR2 required lower dosages of coagulants in relation to the similar process with raw leachate. Ferric chloride in optimum dosage of 826 mgFe+3/L and adjusting pH to 6.3, removed 95% of color, 77% of COD, 82% of BOD5, 94% of the filtered turbidity and 92% of unfiltered turbidity. It was concluded by high technical feasibility of the process of flocculation-coagulation for the leachate with and without pre-treatment, based on the optimization of the boundary conditions of the process. The pre-treatment with SBR, when pH control, demonstrated high potential for nitrification/denitrification and oxidation of a significant portion of the carbonaceous of the raw leachate.