MEMORIAL DESCRITIVON01

CLIENTE:ENGENHARIA DE PROCESSOS IIFOLHA1de

PROGRAMA:ENGENHARIA QUMICA

REA:UNIDADE DE GERAO DE BIOENERGIA A PARTIR DE RESDUOS SLIDOS URBANOS (UGB)

TTULO:MEMORIAL DESCRITIVO DE PROCESSO

ARQUIVO:NOME*.DOCXN CONTRATO:1 Estgio

RESPONSVEL:FERNANDA SIQUEIRA, JOS MARIANO, JULLIE GUIMARES E MARIA ISABEL.INICIAIS:FS,JM,JG,MI

N MATRICULA: 109110700, 109110714 111150397,109110723

NDICE DE REVISES

REV.DESCRIO E/OU FOLHAS ATINGIDAS

0AEMISSO ORIGINALREVISO DO PROFESSOR

REV. 0REV. 1REV. 2REV. 3REV. 4REV. 5REV. 6REV. N

DATA

PROJETO

EXECUO

VERIFICAO

APROVAO

As informaes deste documento so propriedades da Engenharia de Processos II, sendo proibida a utilizao da sua finalidade.

Formulrio pertencente a Norma Engenharia de Processo II.

MEMORIAL DESCRITIVON 01Rev.A

CLIENTE: ENGENHARIA DE PROCESSOS IIFOLHA8de11

REA:UNIDADE DE GERAO DE BIOENERGIA A PARTIR DE RESDUOS SLIDOS URBANOS

TTULO: MEMORIAL DESCRITIVO DE PROCESSO

NDICE

1. Informaes Gerais................................................................................................................................................031.1. Objetivo........................................................................................ .......................................................................031.2. Descritivo Geral de Processo................................................................................................................................031.2.1. Triagem Manual.......................................................................................................................................041.2.2. Pr-Tratamento.........................................................................................................................................051.2.3. Digestores...................................................................................................................................................061.2.3. Biogs.........................................................................................................................................................071.2.4. Digestado....................................................................................................................................................071.3. Carga da Unidade..................................................................................................................................................081.4. Carga da Unidade..................................................................................................................................................081.5. Especificao dos Produtos Gerados....................................................................................................................091.5.1. Biogs..........................................................................................................................................................091.5.2. Biofertilizante .............................................................................................................................................092. Referncias..................................................................................................................................................................10

1. INFORMAES GERAIS1.1 ObjetivoEste documento descreve o processo da Unidade de Gerao de Bioenergia a partir de Resduos Slidos Urbanos, visando minimizar os impactos ambientais gerados pela matria orgnica, atravs da implantao de biodigestores que possibilitem a obteno de energia por meio do biogs e a utilizao do resduo como biofertilizantes.1.2. Descritivo Geral de ProcessoO municpio de Campina Grande/PB, com base na ltima estimativa do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica IBGE, efetuada em 01 de julho de 2014, tem uma populao de 402.912 habitantes, sendo o segundo municpio em populao do Estado, representando grande influncia poltica e econmica sobre as cidades adjacentes.Conforme os dados do ltimo PNSB Pesquisa Nacional sobre Saneamento Bsico, realizado pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica - IBGE, em 2000[i], o municpio de Campina Grande/PB detm 90,8% da coleta dos resduos domiciliares, o remanescente so queimados (2.6%), enterrados (0.4%), despejados em terrenos baldios (5.5%), em rios ou lagos (0.3%) e outras formas (0.3%).O sistema de limpeza urbana normalmente tem seu desfecho logo aps a coleta, sem a aplicao de nenhum processo que visa um beneficiamento, os resduos coletados so apenas descartados sem nenhum aproveitamento. Porm, em alguns casos antes do descarte o lixo sofre um processo, no qual ocorre uma melhora, podendo assim obter resultados econmicos, sanitrios e ambientais positivos.Como o municpio de Campina Grande/PB, no possui aterro sanitrio, que seria a forma mais adequada para a destinao dos resduos produzidos na cidade, nem de outras maneiras de acondicionamento para estes resduos, os quais so despejados a cu aberto no Lixo do Mutiro pertencente Prefeitura Municipal, localizado na Ala Sudoeste da cidade, a uma distncia de 8.0 km do centro urbano, com uma rea total de 35 hectares. Neste local no realizado nenhum tipo de controle prvio do que lanado, e no existe nenhuma precauo em relao sade pblica, alm do descaso para com a populao que sem opes de moradia e fonte de renda acabam se instalando no do prprio lixo. Nesse contexto, propem-se aproveitar a matria orgnica produzida pelos moradores da cidade de Campina Grande visando diminuir os impactos ambientais, sendo, portanto, uma unidade de gerao de bioenergia uma alternativa vivel para essa problemtica.A Unidade ser responsvel pela gerao de bioenergia a partir de resduos slidos urbanos da cidade de Campina Grande. A Figura 1 apresenta o diagrama de blocos do sistema que ser proposto e em seguida cada etapa ser detalhada.Figura 1 - Diagrama de blocos para a unidade de gerao de bioenergia a partir de resduos slidos urbanos

1.2.1. Triagem ManualNessa primeira etapa, faz-se necessrio realizar a coleta do lixo da cidade e encaminhar o resduo coletado para uma triagem manual, Figura 2, que consiste em separar a parte orgnica da inorgnica por meio de profissionais capacitados. Alm da garantia de que os materiais que vo para os biodigestores so corretos, com esse processo h a substituio de posto dos antigos catadores de lixo por profissionais regularizados.

Figura 2 Triagem manual realizada por profissionais qualificados

1.2.2. Pr-Tratamento A etapa de pr-tratamento, Figura 3, realizada para a remoo de material indesejado. A linha de pr-tratamento ser subdivida nas seguintes fases: abridor de sacos, peneirao, separao magntica, homogeneizao e remoo de materiais inertes. Aps essa ltima fase um pur orgnico criado e bombeado para a digesto anaerbica.Figura 3 Etapa de pr-tratamento

1.2.3. DigestoresA segunda etapa consiste na utilizao do biodigestor, Figura 4, que so estruturas projetadas e construdas de modo a produzir a degradao da biomassa residual sem que haja qualquer tipo de contato com o ar. Isso proporciona condies para que alguns tipos especializados de bactrias, altamente consumidoras passem a predominar no meio e, com isso, provoquem uma degradao mais acelerada da matria (JNIOR, 2009).Figura 4 Biodigestores

Nesse contexto, o biodigestor ter a funo de proporcionar um ambiente adequado para o reaproveitamento do material orgnico, transformando-o em biogs atravs de um processo de fermentao anaerbica realizado por bactrias. O biogs ser armazenado em um gasmetro antes da sua utilizao no sistema de cogerao. Alm do biogs obtido um resduo, denominado digestado, no qual ser utilizada como biofertilizante, um produto natural com grandes qualidades nutricionais para o solo.

1.2.4. BiogsO biogs produzido nessa etapa, Figura 5, ser utilizado para a gerao de energia eltrica. O biogs um combustvel gasoso com um contedo energtico elevado semelhante ao gs natural, composto, principalmente, por hidrocarbonetos de cadeia curta e linear (LUCAS JR., 2006).Figura 5 Biogs no interior do biodigestor

O processo de produo do biogs depende da temperatura, em torno de 35C e do pH do substrato (7-8), da concentrao de nutrientes e de slidos da soluo, sendo que as dimenses dos biodigestores devem levar em conta, tambm, a produo de resduos que se tem disponvel para abastec-los (BUREN E CROOK 1979; DEGANUTTI ET. AL, 2002).1.2.5. DigestadoO material que se encontra no interior da cmara de fermentao, Figura 6, que j foi biodigerido, ser deslocado para caixa de descarga no momento que o sistema for abastecido com nova carga, este material apresenta alta qualidade para o uso agrcola. Esse efluente tem grande quantidade de nutrientes, utilizado, como orgnico, nas lavouras nos sistemas de irrigao. O biofertilizante no possui odores desagradveis, caractersticos dos dejetos que abastecem o biodigestor, isento de micro-organismos patognicos e no solo favorece a multiplicao de bactrias que fixam o nitrognio. Contribuindo assim para aumentar a produtividade e fertilidade dos solos (SGANZERLA, 1983).Figura 6 Digestado

O processo de biodigesto transforma todas as caractersticas dos afluentes , para que este possa ser liberado com reduo do potencial poluidor entre 70% e 80% da carga orgnica isso em DBO (demanda biolgica de oxignio), ou at mesmo em Demanda Qumica de Oxignio (DQO); reduo do potencial de contaminao infectocontagioso em mais de 90%, se acoplado a lagoas de estabilizao; produo de efluente final estabilizado, apresentando baixa relao carbono/nitrognio (10:1), indicando material praticamente inerte e pH entre 6,5 e 7,5 com ausncia de cheiro e sem atrao de moscas (DOS SANTOS,2013).1.3. LegislaoNo aspecto ambiental, a utilizao de biodisgetor, atualmente a melhor soluo tecnolgica sendo inclusive priorizado pelo Governo brasileiro quando comparado com a compostagem como pode ser lido no Guia para a Elaborao dos Planos de Gerenciamento de Resduos Slidos do Ministrio do Meio Ambiente.Algumas novas tecnologias podem ser consideradas para a destinao dos resduos, respeitando-se as prioridades definidas na Poltica Nacional de Resduos Slidos, em seu Art. 9, em uma ordem de precedncia que deixou de ser voluntria e passou a ser obrigatria. A biodigesto uma tecnologia limpa, j com uso significativo no tratamento do esgoto urbano no Brasil e uso crescente no tratamento de resduos slidos de criadouros intensivos, principalmente de sunos e bovinos. Pode ser utilizada como alternativa de destinao de resduos slidos e reduo de suas emisses prejudiciais. O Decreto 7.404, regulamentador da Poltica Nacional de Resduos Slidos, estabeleceu que, para esta nova tecnologia, no ser necessrio aguardar regulamentao especfica dos ministrios envolvidos. Ministrio do Meio Ambiente.1.4. Carga da UnidadeConsiderando que a cidade de Campina Grande, Paraba, possui 402.912 habitantes e que cada habitante produz em mdia 700 gramas de lixo orgnico por dia, teremos uma quantidade diria de 282.038,4 kilogramas. Nesse contexto o sistema dever ser projetado para suprir a necessidade diria do municpio. Para a produo do biogs necessrio homogeneizar a biomassa com gua, que deve ser adicionada a uma proporo que varie de 10 a 50% em razo mssica a depender do tipo de biodigestor utilizado.A produo de biogs funo tambm da quantidade de biomassa, razo biomassa/gua, varia de 10 a 50% em razo mssica a depender do tipo de biodigestor utilizado, tempo de residncia, custos das instalaes, custos operacionais, produo e aplicao do biogs e aplicao do biofertilizante. De acordo com Carneiro (2007) so necessrios 20 kg de lixo para a produo de 1 m3 de biogs.1.5. Especificao dos Produtos GeradosOs produtos gerados na UGB 1 so descritos nos itens seguintes. 1.5.1. BiogsAtravs da digesto anaerbia o principal gs obtido o metano que pode constituir at 70% do biogs. O gs metano incolor, apresenta elevado poder calorfico (5000 - 7000 kcal m-3 ), altamente combustvel, no produz fuligem, e o impacto de efeito estufa 21 vezes maior do que o dixido de carbono. A quantidade de metano obtido varia de acordo com a quantidade, o tipo de biomassa, clima, e dimenso do biodigestor. A Tabela 1 apresenta a composio do biogs. (FLORES,2014)Tabela 1 Composio do biogsComposio%

Metano (CH4)50-70

Dixido de Carbono (CO2)25-50

Nitrognio (N2)0-7

Gs Sulfdrico (H2S)0-3

Oxignio (O2)0-2

Hidrognio (H2)0-1

Amonaco (NH3)0-1

Monxido de Carbono ( CO)0-0.2

Fonte: CETESB (2011)1.5.2. Biofertilizante Aps a passagem pelo digestor, o resduo torna-se um excelente fertilizante, rico em nitrognio e hmus, timo adubo para fins agrcolas. Na Tabela 2 apresentada a composio do biofertilizante.Tabela 2 Composio do biofertilizanteComposio%

Nitrognio (N2)1,4 1,8

Fosfato (PO4)1,1 2,08

Oxido de Potssio (K2O)0,8 1,28

*esses valores so validos aps a secagem da pasta.

2. RefernciasBUREN, A. V., Crook, M. A Chinese Biogas Manual. Intermediate Technology Publications, Ltd., London, UK, 1979. CARNEIRO, J.V. Produo de Gs Metano em Biodigestor. Monografia. 2007. 45 paginas.CETESB SECRETARIA DO MEIO AMBIENTE DE SO PAULO. Biogs. Disponvel em: http://homologa.ambiente.sp.gov.br/biogas/biogas.asp> .Acesso em 23 Maio de 2015.DEGANUTTI, R., PALHACI, M. do C. J. P., ROSSI, M.. Biodigestores rurais: modelo indiano, chins e batelada. In Anais do 4 Encontro de Energia no Meio Rural, Campinas (SP), 2002. DOS SANTOS, E.L.B., JUNIOR, G.N. Produo de Biogs a Partir de Dejetos de Origem Animal. Tekhne e Logos, Botucatu, SP, v.4, n.2, Agosto, 2013. ISSN 2176 - 4808FLORES, M.C. Viabilidade econmica do biogs produzido por biodigestor para produo de energia eltrica estudo de caso em confinador suno./ Marcelo Costa Flores; Orientao de Marcos Vinicius Rodrigues. Poos de Caldas: 2014. 32 fls.: il.; 30 cm. Inclui bibliografias: fls. 31-32IBGE, Fundao Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica.Censos Demogrficos 2014. Disponvel em: . Acesso em: 23 de maio de 2015.JNIOR, B. C. Embrapa Agroenergia da biomassa residual: perspectivas energticas, socioeconmicas e ambientais. 2. ed. Foz do Iguau: FAO. 2009.MINISTRIO DO MEIO AMBIENTE. Guia para elaborao dos Planos de Gesto de Resduos Slidos. 289 pginas. 2011.PNSB,Pesquisa Nacional de Saneamento Bsico PNSB de 2000. Disponvel em: . Acesso em: 23 de maio de 2015.SGANZERLA, E. Biodigestor, uma soluo. Porto Alegre, RS, 1983.