9 - TRATAMENTO Centro de Ciências Humanas Letras e Artes

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1 9 - TRATAMENTO Centro de Ciências Humanas Letras e Artes
Departamento de Geografia Curso de Especialização em Gestão Ambiental Urbana Disciplina: Gestão dos Resíduos Sólidos e Limpeza Urbana 9 - TRATAMENTO Professor: Sérgio Bezerra Pinheiro

2 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

3 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

4 Incineração DESVANTAGENS Investimento elevado
Alto custo de operação e manutenção Possibilidade de poluição atmosférica Mão-de-obra especializada

5 REAÇÕES QUÍMICAS COMBUSTÃO DO CARBONO C + ½O2  CO + 28.880 Kcal
CO + ½ O2  CO Kcal C + O2  CO Kcal

6 COMBUSTÃO DO HIDROGÊNIO
2H2 + O2  2H2O Kcal COMBUSTÃO DO ENXOFRE S + O2  SO Kcal

7 Incineração POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA  CO2 e partículas = combustão incompleta MONITORAMENTO DO PROCESSO: temperatura de combustão (800 a 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)

8 Incinerador Hospitalar

9 Incinerador RSS SERQUIPE Recife/PE

10 Incinerador RSS Fortaleza/CE

11 Incinerador Resíduos com Geração de Energia
Porto/PT

12 Incinerador Resíduos com Geração de Energia
Porto/PT

13 CONTROLE DA COMBUSTÃO TEMPERATURA (800 a 1000ºC) Queima os resíduos e oxida os gases liberados TEMPO DE PERMANÊNCIA Importante para se ter combustão completa TURBULÊNCIA Aumento da área de contato das partículas com o oxigênio necessário Obtida com injeção de ar em alta pressão em locais estratégicos da câmara de combustão

14 CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE INCINERAÇÃO
Estático ou de Batelada (intermitente) ETAPAS DO PROCESSO POR BATELADA: Alimentação do forno Combustão dos resíduos Resfriamento e tratamento dos gases e produtos da combustão Emissão de gases e escórias

15                                                                       Fonte:Queiroz Lima, L.M. 1995

16 Dinâmico ou contínuo (direto)
CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE INCINERAÇÃO Dinâmico ou contínuo (direto) ETAPAS DO PROCESSO CONTÍNUO: 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

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18 Dispositivos da incineração
Dispositivos de recebimento Balanças Portas Fossos Dispositivos de extração Guindastes hidráulicos Pólipos Esteiras

19 Dispositivos de queima
Câmara de secagem Câmara de combustão Grelhas esteiras rotativas degraus móveis cilindros compostas Alimentadores (tubulações, válvulas e ventiladores) Queimadores

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21 Dispositivos de recuperação de energia
Caldeiras  produção de energia através de vapor gerado em função da troca de calor com os gases de combustão

22 Dispositivo de filtragem e tratamento dos gases
Ciclones (80 a 99% de eficiência de remoção de partículas)

23 Câmara gravitacional

24 Precipitadores eletrostáticos (incineradores de grande porte – alta eficiência – princípio de atração de corpos eletrostáticos através de campos eletricamnete carregado. Plate type – para partículas secas Pipe type – partículas de fumos volatilizados e vapores

25 INCINERAÇÃO Vantagens Desvantagens
Garantia 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

26 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 NB 1265 – incineração de Resíduos Sólidos Perigosos – Padrões de desempenho

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

28 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 Pirólise do lixo urbano alimentação secagem volatilização oxidação fusão zona pirolítica

29 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.

30 ESTERILIZAÇÃO A VAPOR (AUTOCLAVE)
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

31 AUTOCLAVE

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

33 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

34 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

35 Vantagens Desvantagens Custo 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*

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37 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

38 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 BR ESTERILIZAÇÃO POR GASES riscos associados ao óxido de etileno utilizado no processo não tem legislação no BR RADIAÇÕES IONIZANTES raios gama a partir de Cobalto 60 e ultravioleta BR tem legislação específica

39 mat. org + O2 = mat. Org deg + CO2 + água
Compostagem O 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

40 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.

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42 Matéria Orgânica ou resíduos orgânico
todo composto de carbono suscetível de degradação Degradação ou biodegradação decomposição por microorganismos

43 Tipos de Compostagem COMPOSTAGEM POR REVIRAMENTO
O 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.

44 Tipos de Compostagem COMPOSTAGEM POR AERAÇÃO FORÇADA
Ar 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

45 Montagem Leira aerada mecanicamente
COMPOSTAGEM POR AERAÇÃO FORÇADA Insuflador de Ar Montagem Leira aerada mecanicamente                                                                                                      Fonte

46 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

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

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49 FASES DA COMPOSTAGEM DEGRADAÇÃO ATIVA: temperatura 45 a 65 OC
MATURAÇÃO OU CURA: humificação da matéria orgânica. Temperatura abaixo de 45 oC

50 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

51 Fatores que afetam o processo de Compostagem
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

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53 Fatores que afetam o processo de Compostagem
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)

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56 Fatores que afetam o processo de Compostagem
CONCENTRAÇÃO DE NUTRIENTES - fator limitante do processo carbono - fonte de energia nitrogênio - reprodução protoplasmática dos microorganismos – excesso causa liberação de amônia (odor) ideal 30:1 fontes: resíduos palhosos (C) legumes e resíduos fecais (N)

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58 Fatores que afetam o processo de Compostagem
TAMANHO DA PARTÍCULA ideal 10 a 50 mm homogeinização melhora a porosidade menor compactação maior capacidade de aeração

59 Fatores que afetam o processo de Compostagem
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

60 Microbiologia do Processo
Degradação através de bactérias, fungos e actinomicetos Classificação: a) Requerimento de O2 Aeróbios  requerem O2 Anaeróbios  não requerem O2 livre Facultativos

61 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

62 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..

63 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

64 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

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67 FASE 1 – AQUECIMENTO CP>Cp 12 a 24 horas
FASE 2 – DEGRADAÇÃO OU BIOESTABILIZAÇÃO  CP~= Cp  60 a 90 dias FASE 3 – RESFRIAMENTO: 2 a 5 dias FASE 4 – HUMIFICAÇÃO OU MATURAÇÃO CP<Cp 30 a 60 dias

68 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.

69 Uso de Compostagem cidades de pequeno porte – Coimbra/MG

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

71 Como coletar resíduos orgânicos de forma separada?
COLETA COM TAMBORES COLETA COM CAMINHÃO COMPACTADOR

72 Usina de Belo Horizonte - coleta de feiras e supermercados

73 Usina de Belo Horizonte - coleta de feiras e supermercados

74 Usina de Belo Horizonte - coleta de feiras e supermercados

75 Currais Novos Apodi Macaíba Acari

76 USINA DE COMPOSTAGEM DE AFOGADOS DA INGAZEIRA/PE

77 AFOGADOS DA INGAZEIRA/PE
BREJO MADRE DE DEUS/PE

78 Reator da Usina DANO Usina DANO

79 Fluxograma de uma Usina de Reciclagem e Compostagem de Lixo Urbano

80 Usina de Reciclagem e Compostagem de Lixo Urbano