9 - TRATAMENTO Centro de Ciências Humanas Letras e Artes Departamento de Geografia Curso de Especialização em Gestão Ambiental Urbana Disciplina: Gestão

9 - TRATAMENTO9 - TRATAMENTO

Centro de Ciências Humanas Letras e ArtesDepartamento de GeografiaCurso de Especialização em Gestão Ambiental UrbanaDisciplina: Gestão dos Resíduos Sólidos e Limpeza Urbana

Professor: Sérgio Bezerra Pinheiro

Incineração

“É um processo de redução de peso e volume através de combustão controlada”.

RESÍDUOS DA INCINERAÇÃO• gases (CO2, SO2, N2, O2)• água• cinzas e escórias (15 a 20% da massa original)• Em temperaturas elevadas pode haver dissociação

de nitrogênio surgindo NO ou N2O5

Incineração

VANTAGENS

• Redução de volume em até 95%• Redução de peso em até 85%• Aumento da vida útil do aterro• Eliminação, sob o ponto de vista sanitário, dos RSS,

alimentos, medicamentos vencidos, sobras de laboratório e animais mortos

• Diminuição da distância de transporte• Possibilidade de recuperação de energia• Bom funcionamento independente de condições

meteorológicas

Incineração

DESVANTAGENS

• Investimento elevado• Alto custo de operação e manutenção• Possibilidade de poluição atmosférica• Mão-de-obra especializada

REAÇÕES QUÍMICASCOMBUSTÃO DO CARBONO

C + ½O2 CO + 28.880 Kcal

CO + ½ O2 CO2 + 68.320 Kcal

C + O2 CO2 + 97.200 Kcal

COMBUSTÃO DO HIDROGÊNIO2H2 + O2 2H2O + 136.400 Kcal

COMBUSTÃO DO ENXOFRES + O2 SO2 + 71.040 Kcal

Incineração

• POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA CO2 e partículas = combustão incompleta

• MONITORAMENTO DO PROCESSO:

temperatura de combustão (800 a 1.000 oC) emissão de gases

material particulado (filtros, precipitadores lavadores..)

gases ácidos (lavadores spray e filtros manga)

dioxinas e furanos (separação na fonte, controle de combustão e emissão de material particulado)

Incinerador Hospitalar

Incinerador RSS

SERQUIPERecife/PE

Incinerador RSS

Fortaleza/CE

Incinerador Resíduos com Geração de Energia

Porto/PT

Incinerador Resíduos com Geração de Energia

Porto/PT

CONTROLE DA COMBUSTÃO

•TEMPERATURA (800 a 1000ºC)Queima os resíduos e oxida os gases liberados

•TEMPO DE PERMANÊNCIAImportante para se ter combustão completa

•TURBULÊNCIAAumento da área de contato das partículas com o oxigênio necessárioObtida com injeção de ar em alta pressão em locais estratégicos da câmara de combustão

CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE INCINERAÇÃO

•Estático ou de Batelada (intermitente)

•Alimentação do forno

•Combustão dos resíduos

•Resfriamento e tratamento dos gases e produtos da combustão

•Emissão de gases e escórias

ETAPAS DO PROCESSO POR BATELADA:

Fonte:Queiroz Lima, L.M. 1995

•Dinâmico ou contínuo (direto)

•Alimentação do forno•Secagem do lixo•Combustão dos resíduos•Resfriamento dos gases e outros produtos da combustão•Filtragem e tratamento dos gases da combustão•Emissão de gases e escórias

ETAPAS DO PROCESSO CONTÍNUO:

CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE INCINERAÇÃO

Dispositivos da incineração

• Dispositivos de recebimentoBalançasPortasFossos

• Dispositivos de extraçãoGuindastes hidráulicosPóliposEsteiras

•Dispositivos de queimaCâmara de secagemCâmara de combustãoGrelhas

esteiras rotativasdegraus móveis

Alimentadores (tubulações, válvulas e ventiladores)Queimadores

cilindroscompostas

•Dispositivos de recuperação de energiaCaldeiras produção de energia através de vapor gerado em função da troca de calor com os gases de combustão

•Dispositivo de filtragem e tratamento dos gases

Ciclones (80 a 99% de eficiência de remoção de partículas)

Câmara gravitacional

Precipitadores eletrostáticos (incineradores de grande porte – alta eficiência – princípio de atração de corpos eletrostáticos através de campos eletricamnete carregado.

Plate type – para partículas secasPipe type – partículas de fumos volatilizados e vapores

Vantagens DesvantagensGarantia de eficiência de tratamento quando em perfeitas condições de funcionamento

Elevados custos de implantação, operacão e de manutenção

Redução de volume Risco de contaminação do ar (geração de dioxinas e dibenzo furanos a partir da queima de PVC (luvas sacos, etc.)Emissão de material particulado

INCINERAÇÃO

Incineração

• LEGISLAÇÃO:

Resolução Conama No. 1 de 23/01/86

Resolução CONAMA No. 6 de 19/09/91 desobriga a utilização

Acima de 40 ton/dia EIA e RIMA

NBR 11175 NB 1265 – incineração de Resíduos Sólidos Perigosos – Padrões de desempenho

PIRÓLISE

“Processo de decomposição química por calor na ausência de oxigênio”

MATERIAL PIROLISADO:

•Gases: H, CH4, CO

•Combustível líquido: hidrocarbonetos, alcoóis e ácidos orgânicos de elevada densidade e baixo teor S

•Resíduos sólidos constituído por C quase puro (char) e ainda por vidros, metais e outros inertes (escórias)

Diferenças da pirólise

Trata-se de um processo de reação endotérmica, diferentemente da combustão que se trata de um processo em condições exotérmicas

A pirólise tem como principal objetivo o fracionamento das substâncias, decompondo em substâncias distintas: gases, líquidos e sólidos

O processo é realizado na ausência de oxigênio

alimentação secagem volatilização oxidação fusão

zona pirolítica

Pirólise do lixo urbano

ESTERILIZAÇÃO A VAPOR (AUTOCLAVE)

Consiste na desinfecção dos resíduos em temperaturas entre 110º C e 150º C por vapor superaquecido em tempo de aproximadamente 1 hora.

O processo de esterilização a vapor é realizado em autoclaves que utilizam vapor saturado sob pressão para atingir temperaturas suficientemente altas para eliminar os microorganismos patogênicos presentes no material.

O vapor saturado sob pressão promove o efeito biocida quando ocorre a transferência do calor latente do vapor para os artigos. O calor então é transmitido por penetração nos artigos e age coagulando proteínas celulares e inativando os microorganismos.

Vantagens Desvantagens

Custo operacional relativamente baixo e manutenção fácil

Garantia questionável da eficiência

Não emite efluentes gasosos e o efluente líquido é estéril

Inviável para grandes volumes

Necessita de disposição em aterros

ESTERILIZAÇÃO A VAPOR (AUTOCLAVE)

AUTOCLAVE

•Os campos alcançam temperatura de 5.000 a 15.000 ºC

•As altas temperaturas provoca a dissociação dos resíduos

•A tocha de plasma derrete e vitrifica o material

•Os componentes orgânicos são vaporizados e decompostos pelo calor intenso do plasma

PLASMA: No tratamento a Plasma se direciona uma corrente elétrica através de uma corrente gasosa de baixa pressão gerando um campo térmico de plasma

DESINFECÇÃO QUÍMICA

Trituração dos resíduos seguida da imersão da massa em um líquido desinfectante (hipoclorito de

sódio, dióxido de cloro ou formaldeído)

Vantagens Desvantagens

Economia operacional e de manutenção

Geração de efluentes líquidos

Garantia de tratamento Não redução de volume

ESTERILIZAÇÃO POR MICROONDAS

Trituração dos resíduos, homogeneização da massa triturada com vapor d’água aquecido a 150 ºC, seguido da exposição a ondas eletromagnéticas de alta freqüência, atingindo uma temperatura final entre 95ºC e 98ºC

Vantagens DesvantagensCusto operacional relativamente baixo e manutenção fácil

Garantia questionável da eficiência

Não emite efluentes gasosos e o efluente líquido é estéril

Massa exposta não pode ter mais que 1% de objetos metálicos

Redução de volume a ser disposto*

CAVO-São Paulo: maior unidade de tratamento do Brasil, com capacidade para 100 toneladas de resíduos de saúde por dia, utilizando a tecnologia de Desativação Eletrotérmica - ETD

Outras formas de tratamento do lixo hospitalar

DESATIVAÇÃO ELETROTÉRMICA • Dupla trituração seguida de exposição a um

campo elétrico de alta potência gerado por ondas eletromagnéticas de baixa frequência

• não utilizado no BRESTERILIZAÇÃO POR GASES • riscos associados ao óxido de etileno utilizado

no processo• não tem legislação no BRRADIAÇÕES IONIZANTES• raios gama a partir de Cobalto 60 e ultravioleta• BR tem legislação específica

CompostagemO que é ?

Transformação dos resíduos orgânicos através de reações bioquímicas em composto orgânico

“Processo biológico aeróbio e controlado de tratamento e estabilização de resíduos orgânicos para produção de húmus”

mat. org + O2 = mat. Org deg + CO2 + água

Porque compostagem ?Porque compostagem ?

• Diminui as áreas já escassas necessárias para aterros sanitários

• Reduz a produção de metano e chorume nos aterros sanitários

• Método de baixo custo para disposição do lixo orgânico domestico bem como para lodos de esgotos ou outros resíduos orgânicos

• Produção de adubo orgânico que pode ser utilizado em horticultura e agricultura.

Matéria Orgânica ou resíduos orgânico

• todo composto de carbono suscetível de degradação

Degradação ou biodegradação

•decomposição por microorganismos

Tipos de CompostagemTipos de Compostagem

COMPOSTAGEM POR REVIRAMENTOO lixo é colocado em leiras e misturado periodicamente, manualmente ou mecanicamente para introduzir ar na massa.

O processo leva de 2-4 meses

O processo é seguido de um período de maturação de 30 a 60 dias.

Tipos de CompostagemTipos de Compostagem

COMPOSTAGEM POR AERAÇÃO FORÇADAAr é forçado mecanicamente através da pilha de forma que a mistura não é necessária.

Este processo permite um melhor controle da temperatura o que acarreta um tempo de compostagem menor que leva entre 4-6 semanas.

O processo é seguido de um período de maturação

Insuflador de ArMontagem Leira aerada

mecanicamente

COMPOSTAGEM POR AERAÇÃO FORÇADA

Fonte

O que influencia no processo?

•Fatores físico-químicos e ambientais

•Método empregado

•Operação

Condicionantes para haver o processo•Existência de matéria orgânica•Operação adequada•Decisão política

Fonte: Pereira Neto. Manual de Compostagem, Belo Horizonte, 1996.

FASES DA COMPOSTAGEM

DEGRADAÇÃO ATIVA: temperatura 45 a 65 OC

MATURAÇÃO OU CURA: humificação da matéria orgânica. Temperatura abaixo de 45 oC

Fatores que afetam o processo de Compostagem

• UMIDADE

ideal máximo de 60% (para material seco 5 a10% maior)

excesso causa anaerobiose

baixos teores restringem atividade microbiológica

• OXIGENAÇÃO - 0,3 a 0,6 m3 de ar/g SV/dia

atua como controlador da temperatura

manual (reviramento)

mecânica (pá carregadeira ou tratores)

reviramento = 2 x semana


• TEMPERATURA - fator indicativo de eficiência do processo

ideal: 55 oC 12 a 24 horas após a montagem atingem

temperaturas termofílicas Fase de degradação ativa (1ª fase – 45 a 65º C)


• CONCENTRAÇÃO DE NUTRIENTES - fator limitante do processocarbono - fonte de energianitrogênio - reprodução protoplasmática dos

microorganismos – excesso causa liberação de amônia (odor)

ideal 30:1fontes: resíduos palhosos (C) legumes e resíduos fecais (N)


• TAMANHO DA PARTÍCULA

ideal 10 a 50 mmhomogeinizaçãomelhora a porosidademenor compactaçãomaior capacidade de aeração


• pH

ideal 6,5 a 8,0 LESA - 4,5 a 9,5

composto final 7,5 a 9,0 utilizado para correção de solos ácidos


Microbiologia do Processo

•Degradação através de bactérias, fungos e actinomicetos

•Classificação:

a) Requerimento de O2

•Aeróbios requerem O2

•Anaeróbios não requerem O2 livre

•Facultativos

b) Variação de temperatura:

•Psicrófilos ativos a T de 10 a 20ºC

•Mesófilos ativos a T de 20 a 45º C

•Termófilos ativos a T de 45 a 65º C

No processo de compostagem prevalecem os aeróbios, os facultativos, os mesófilos e os termófilos

Processo

Bactérias termofílicas, fungos e actinomicetos multiplicam-se quando a T chega a 55-60ºC, inicia-se o ataque aos polissacarídeos como amido, celulose e proteína transformando-os em sub-produtos (açucares simples e aminoácidos) que são usados por várias espécies de microorganimos

Obs. As altas T eliminam os organismos patogênicos, larvas deinsetos, ovos de helmintos, sementes de ervas aninhas..

Quando se acabam as fontes e carbono imediatas, a T baixa e a leira começa a esfriar nessa fase prevalece os microorganismos mesofílicos que estão nas zonas periféricas e reinvadem a massa recomeçando o ataque aos compostos mais resistentes predominam os microorganismos mesofílicos

Quando a T ficar abaixo de 40º C coloca-se o material para maturar fungos e actinomicetos são dominantes dando continuidade à degradação de substâncias mais resistentes como a celulose e a lignina

Nessa fase ocorrerão complexas reações enzimáticas levando a produção de húmus por meio de condensação entre lignina e proteínas

Uso de material mal maturado:

•Liberação de NH3 no solo danifica as raízes

•Alta C/N redução bioquímica do nitrogênio no solo

•Produção de toxinas inibidoras do metabolismo das planats e da germinação de sementes

Utilização do composto

• melhorar a estrutura do solo• aumentar capacidade de retenção de ar e água no solo• prevenir e combater erosões• favorecer o crescimento de microorganismos que

revolvam o solo• facilitar o desenvolvimento de plantas• tornar o solo arável*ATENÇÃO: os compostos orgânicos apresentam baixa

concentração de nutrientes sendo necessário grande quantidade (17x) para ser utilizado como adubo.

Uso de Compostagem cidades de pequeno porte – Coimbra/MG

Uso de Compostagem cidades de grande porte Usina de Belo Horizonte - coleta de feiras e

supermercados

Como coletar resíduos orgânicos de forma separada?

COLETA COM TAMBORES

COLETA COM CAMINHÃO COMPACTADOR

Usina de Belo Horizonte - coleta de feiras e supermercados



Macaíba

Currais Novos

Acari

Apodi

USINA DE COMPOSTAGEM DE AFOGADOS DA INGAZEIRA/PE

BREJO MADRE DE DEUS/PEAFOGADOS DA INGAZEIRA/PE

Reator da Usina DANO

Usina DANO

Fluxograma de uma Usina de Reciclagem e Compostagem de Lixo Urbano

Usina de Reciclagem e Compostagem de Lixo Urbano

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