Applicability of WTP sludge for sealing barriers in landfills

Authors

DOI:

https://doi.org/10.36661/2596-142X.2025v7n1.15159

Keywords:

Geotechnical Characterization, Reuse of Waste, Solid Waste

Abstract

Water treatment plant (WTP) sludge is a waste product generated during the water treatment process and is made up of a mixture of organic and inorganic materials, which, when disposed of inappropriately, harms water and soil quality. Despite its harmfulness, WTP sludge can be reused, which reduces the negative environmental impacts inherent in its finais disposal. Mixtures of soil and WTP sludge can be used in various stages of landfill construction and operation, such as sealing barriers. These barriers consist of lining and waterproofing systems and prevent the migration of leachate generated by the decomposition of solid waste disposed of in landfills. The aim of this research was to analyze the application of soil-sludge mixtures (10% and 20%, by weight) as an alternative in the composition of sealing barriers in a landfill through geotechnical tests of the soil and soil-sludge mixtures in order to analyze their properties and feasibility. For this purpose, the mixtures were subjected to tests to determine the specific gravity of the particles, particle size distribution, Atterberg limits, maximum dry density and optimum moisture content, permeability, and elemental composition. The experimental results showed an improvement in the soil properties with the incorporation of sludge, making it more plastic, with greater optimal moisture and lower density, thus having properties more suitable for use in a sanitary landfill.

Downloads

Download data is not yet available.

References

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13292: Solo – Determinação do coeficiente de permeabilidade de solos granulares à carga constante. Rio de Janeiro, 2021a.

_____. NBR 14545: Solo - Determinação do coeficiente de permeabilidade de solos argilosos à carga variável. Rio de Janeiro, 2021b.

_____. NBR 6457: Amostra de solo: preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. Rio de Janeiro, 2024.

_____. NBR 6459: Determinação do limite de liquidez. Rio de Janeiro, 2016a.

_____. NBR 7180: Solo – Determinação do Limite de Plasticidade. Rio de Janeiro, 2016b.

_____. NBR 7181: Solo – Análise Granulométrica. Rio de Janeiro, 2016c.

_____. NBR 6458: Grãos de pedregulho retidos na peneira de 4,8 mm. Determinação da massa específica, da massa específica aparente e da absorção de água. Rio de Janeiro, 2016d.

_____. NBR 7182: Solo – Ensaio de Compactação. Rio de Janeiro, 2016e.

_____. NBR 13292: Solo – Determinação do coeficiente de permeabilidade de solos granulares a carga constante. Rio de Janeiro, 2021a.

_____. NBR 13896: Aterros de resíduos não perigosos – Critérios para projeto, implantação e operação. Rio de Janeiro, 1997. 12p.

_____. NBR 14545: Solo – Determinação do coeficiente de permeabilidade de solos a carga variável. Rio de Janeiro, 2021b.

ALEMANHA. Deponieverordnung – DepV: Ordinance on Landfills and Long-Term Storage. Berlin: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit, 2009.

BATISTA, I. F.; MICHELAN, D. C. De G. S.; JESUS, É. P. S.; NILIN, J. Potential contribution of water treatment plant (WTP) sludge to river pollution. Scientia Plena, v. 17, n. 10, 2021. https://doi.org/10.14808/sci.plena.2021.101701.

BRASIL. Lei nº 12.305, de 2 de agosto de 2010. Institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos; altera a Lei nº 9.605, de 12 de fevereiro de 1998; e dá outras providências. Diário Oficial da União: seção 1, Brasília, DF, ano 147, n. 148, p. 3-7, 3 ago. 2010.

BRASIL. Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA). Resolução nº 375, de 29 de agosto de 2006. Define critérios e procedimentos para o uso agrícola de lodos de esgoto gerados em estações de tratamento de esgoto sanitário e seus produtos derivados. Diário Oficial da União: seção 1, Brasília, DF, n. 167, p. 141-146, 30 ago. 2006.

BRINGHENTI, J. R.; BOSCOV, M. E. G.; PIVELI, R. P.; GÜNTHER W. M. R. Codisposição de lodos de tratamento de esgotos em aterros sanitários brasileiros: aspectos técnicos e critérios mínimos de aplicação. Eng Sanit Ambient, v.23, n.5, 2018. https://doi.org/10.1590/S1413-41522018124980.

CETESB - COMPANHIA AMBIENTAL DO ESTADO DE SÃO PAULO. Resíduos Sólidos Industriais. 2. ed. São Paulo: CETESB, 1993. 233p.

DE ANDRADE, J.J.O.; WENZEL, M.C.; ROCHA, G.H.Da.; SILVA, S.R. da. Performance of rendering mortars containing sludge from water treatment plants as fine recycled aggregate. Journal of Cleaner Production, [S.L.], v. 192, p. 159-168, ago. 2018. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.04.246.

GONÇALVES, F.; DE SOUZA, C. H. U.; TAHIRA, F. S.; FERNANDES, F.; TEIXEIRA, R. S.; Incremento de lodo de eta em barreiras impermeabilizantes de aterro sanitário. Revista DAE, 2016. https://doi.org/10.4322/dae.2016.018.

CASTILHOS JUNIOR, A. B. C.; PRIM, E. C. C.; PIMENTEL, F. J. G. Utilização de lodo de ETA e ETE como material alternativo de cobertura de aterro sanitário. Estudos Tecnológicos, v. 7, n. 2, p. 86-97, 2011. https://doi.org/10.4013/ete.2011.72.02.

MORSELLI, L. B. G. A.; CARMO, L. A. G. Do; QUADRO, M. S.; ANDREAZZA, R. Lodo De estação De Tratamento De água: Possibilidade De aplicação No Solo. Scientia Plena, v. 18, n. 5, 2022. https://doi.org/10.14808/sci.plena.2022.051701.

MUISA, N.; HOKO, Z.; CHIFAMBA, P. Impacts of alum residues from Morton Jaffray Water Works on water quality and fish, Harare, Zimbabwe. Physics and Chemistry of the Earth, v. 36, n. 14–15, p. 853–864, 2011.

PASHAKI, S. G. A.; KHOJASTEHPOUR, M.; MOKHTARANI, N.; TEDESCO, S.; EBRAHIMI-NIK, M. Improvement of COD removal and biogas production from landfill leachate using bio-synthesized iron nanoparticles, sludge and FeCl3. Journal of Environmental Chemical Engineering, v. 12, n. 3, 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jece.2024.113116.

SILVA, F. A.; MELFI, A. J.; BARROS, M. A. S. Utilização de lodo de estação de tratamento de água em misturas solo-lodo. Revista Brasileira de Geotecnia, v. 25, n. 2, p. 173-181, 2005.

SILVA, L. A. .C; FARIA, B. R.; LOPES, W. F. A. Avaliação econômica do potencial de uso de lodo de esgoto em solos após higienização via estabilização alcalina. Revista Brasileira de Planejamento e Desenvolvimento, v. 11, n. 03, p. 822-843, 2022.

UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Design, construction, and evaluation of clay liners for waste management facilities. Washington, D.C.: USEPA, 1988. (EPA/530-SW-86-007-F).

USEPA – UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Technical guidance for RCRA/CERCLA final covers. Office of solid waste an emergency response. EPA-540-R-04-007. Washington DC. USEPA, 2004. 421p.

WDOWCZYK, A.; KOC-JURCZYK, J.; JURCZYK, L.; SZYMAŃSKA–PULIKOWSKA, A.; GAŁKA, B. Removal of selected pollutants from landfill leachate in the vegetation-activated sludge process. Waste Management, v.195, p. 209-219, 2025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2025.02.007.

XIANG, Q.; FAN, D.; ZHU, L.; ZHANG, T.; SHEN, D.; WNAG, H.; DONG, B. Weighted comprehensive risk assessment and pollution analysis of long-term printing and dyeing sludge landfills in an industrialized Chinese city. Environmental Pollution, v. 367, 2025. https://doi.org/0.1016/j.envpol.2025.125665.

ZHANG, F.; REN, S.; LIANG, H.; WANG, Z.; YAN, Y.; WNAG, J.; PENG, Y. Organics Recovery from Waste Activated Sludge In-Situ Driving Efficient Nitrogen Removal from Mature Landfill Leachate: An Innovative Biotechnology with Energy Superiority. Engineering, v.34, p. 120-132, 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.03.005.

ZHANG, X.; LU, Y.; YAO, J.; WU, Y.; TRAN, Q. C. Insight into conditioning landfill sludge with ferric chloride and a Fenton reagent: Effects on the consolidation properties and advanced dewatering. Chemosphere. v. 252, 2020 https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.126528.

Downloads

Published

15-10-2025

Issue

Vol. 7 No. 1 (2025): Revista Gestão & Sustentabilidade

Section

Solid Waste Management

License

Copyright (c) 2025 Lívia Cristina Lopes Sousa, Nicolas Stênio Freire Dias, Thiago de Sá Sena, Daniela Machado Lima da Silva

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

  • O(s) autor(es) autoriza(m) a publicação do artigo na revista;

  • O(s) autor(es) atesta (m) que a contribuição é original e inédita e que não está em processo de avaliação em outra(s) revista(s);

  • A revista não se responsabiliza pelas opiniões, ideias e conceitos emitidos nos textos, por serem de inteira responsabilidade de seu(s) autor(es);

  • É reservado aos editores o direito de proceder ajustes textuais e de adequação do artigo às normas da publicação;

  • Autores mantêm os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Creative Commons Atribuição 4.0 Não Adaptada, que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista

How to Cite

LOPES SOUSA, Lívia Cristina; FREIRE DIAS, Nicolas Stênio; DE SÁ SENA, Thiago; SILVA, Daniela Lima Machado da. Applicability of WTP sludge for sealing barriers in landfills. Revista Gestão & Sustentabilidade, Brasil, v. 7, n. 1, p. e15159, 2025. DOI: 10.36661/2596-142X.2025v7n1.15159. Disponível em: https://periodicos.uffs.edu.br/index.php/RGES/article/view/15159. Acesso em: 23 jan. 2026.