Aplicação do Sistema de Evaporação e Concentração MVR na Etapa de Concentração do Percolado de Aterro Sanitário-Turbovap

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Aplicação do Sistema de Evaporação e Concentração MVR na Etapa de Concentração do Percolado de Aterro Sanitário

2018-03-01

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　　À medida que os padrões de vida continuam a elevar-se e a urbanização se acelera, o volume de resíduos sólidos urbanos vem aumentando ano após ano, crescendo atualmente a uma taxa de 9% a 10% ao ano. Em comparação com a incineração e a compostagem, o aterro sanitário permanece o método mais amplamente adotado para o tratamento inócuo dos resíduos urbanos na China. Com a construção padronizada de aterros municipais em todo o país, grandes volumes de lixiviado — frequentemente gerados em escala significativa — exigem instalações de tratamento adequadas. Nos últimos anos, o tratamento do lixiviado tornou-se um importante foco de pesquisa; no entanto, devido às suas características peculiares — flutuações acentuadas na qualidade da água, diminuição da biodegradabilidade ao longo do tempo, elevadas concentrações de amônio‑nitrogênio e desequilíbrios nos teores de nutrientes — a China ainda carece de um processo de tratamento maduro e universalmente aplicável. Consequentemente, muitos projetos de aterros existentes que recorrem a tecnologias convencionais geralmente não atendem aos padrões de descarga de Classe I. Em decorrência disso, têm surgido abordagens inovadoras de tratamento, incluindo a osmose reversa, a recirculação do lixiviado, o tratamento em solo, a oxidação química avançada e sistemas de aterro baseados em biorreatores. Paralelamente, a tecnologia de evaporação já tem sido amplamente empregada em projetos estrangeiros de tratamento de lixiviado de aterros. Fundamentalmente, o lixiviado de aterro é um tipo de águas residuais, e seus métodos de tratamento são amplamente semelhantes aos utilizados para águas residuais convencionais. Atualmente, os processos mais comumente adotados compreendem tratamentos biológicos, métodos físico‑químicos e combinações desses enfoques.

　　As principais razões pelas quais o lixiviado de aterros sanitários é tão difícil de tratar são suas elevadas concentrações de nitrogênio amoniacal e de ácidos húmicos recalcitrantes; os métodos destinados a tratar esses dois grupos de compostos ou apresentam desempenho insatisfatório ou acarretam custos proibitivamente altos. Atualmente, os processos baseados em membranas, embora amplamente utilizados, sofrem de baixa viabilidade econômica, com custos de capital e de operação ainda muito elevados, além de gerarem um efluente concentrado equivalente a 20%–25% do volume original, que requer tratamento adicional. Já a adsorção por carvão ativado e a oxidação química impõem custos operacionais praticamente inacessíveis. Por sua vez, os processos biológicos — apesar de economicamente atrativos — frequentemente não atendem aos padrões regulatórios de lançamento, mesmo com investimentos iniciais e custos operacionais relativamente baixos; na maioria dos casos, o efluente tratado continua fora de conformidade. Além disso, a qualidade da água do lixiviado de um determinado aterro varia significativamente ao longo do tempo, à medida que os resíduos envelhecem, tornando particularmente desafiadora e complexa a concepção de tecnologias de tratamento adequadas.

　　A evaporação em evaporador MVR é um processo inovador que apresenta baixos custos operacionais, atende a padrões de emissão cada vez mais rigorosos, adapta-se às variações temporais na qualidade do lixiviado, remove contaminantes recalcitrantes, como os sólidos totais dissolvidos, e reduz o acúmulo de nitrogênio amoniacal decorrente da recirculação do lixiviado ou da operação de biorreatores de aterro.

　　A evaporação em evaporador MVR é um processo físico que separa os componentes voláteis dos não voláteis, composto por duas etapas: o aquecimento da solução para promover a ebulição e a vaporização da água, e a remoção contínua do vapor de água evaporado. No tratamento por evaporação do lixiviado de aterros sanitários, a água evapora‑se do lixiviado, enquanto os contaminantes permanecem no líquido concentrado. Como todos os metais pesados e as substâncias inorgânicas, bem como a maioria dos compostos orgânicos, apresentam volatilidade inferior à da água, eles ficam retidos no concentrado; apenas determinados hidrocarbonetos voláteis, ácidos orgânicos voláteis e amônia — entre outros poluentes — passam para a fase vapor e, posteriormente, são encontrados no condensado. O processo de evaporação pode concentrar o lixiviado até atingir um volume equivalente a 2% a 10% do seu volume original.

　　Um evaporador é utilizado durante o processo de evaporação em um evaporador MVR. Quando os evaporadores convencionais são empregados para concentração, apresentam elevado consumo de energia e custos de produção mais altos, o que entra em conflito com os objetivos de investimento em engenharia e com as estratégias de economia de energia. O sistema de evaporação MVR da Turbovap aborda eficazmente esses desafios, tendo como principais vantagens a eficiência energética e os baixos custos operacionais. Ao desempenhar todas as funções de um evaporador tradicional, esse sistema consome apenas 20 a 50 kW de eletricidade para evaporar uma tonelada de água por hora, a um custo aproximado de 35 yuan chineses. Em contraste, os evaporadores convencionais geralmente requerem caldeiras a carvão e acarretam despesas muito maiores — cerca de 110 yuan por tonelada —, resultando em economias anuais superiores a 1 milhão de yuan. Isso reduz significativamente os investimentos iniciais das empresas nos processos de evaporação e concentração e alinha‑se perfeitamente às políticas nacionais de promoção da conservação de energia e da redução de emissões.

　　O tratamento e a disposição do líquido concentrado remanescente após a evaporação do lixiviado incluem métodos como a recirculação, o tratamento combinado com osmose reversa e nanofiltração, a evaporação adicional, a incineração e a secagem, ou a solidificação direta seguida de co‑aterro com resíduos municipais.

Palavras-chave:

Aplicação de evaporadores MVR no tratamento de águas residuais de alta salinidade

A Turbovap foi aprovada como empresa de alta tecnologia de nível nacional.

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A Turbovap foi aprovada como empresa de alta tecnologia de nível nacional.

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