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Gestão de Resíduos Sólidos Tema 07 – Tecnologias aplicadas em resíduos sólidos Bloco 1 Giancarlo Chesini Introdução Consumo consciente (3R’s) Reduzir Reciclar Reutilizar Não geração, redução, reutilização, reciclagem, tratamento e disposição final adequada. Introdução Fonte: Adaptado de Ministério do Meio Ambiente (s/d). Introdução Riscos à saúde pública e potencial contaminadores Pilhas e baterias. Chumbo, cádmio, mercúrio, lítio, manganês, níquel, zinco, cobalto. Aspectos corrosivos, tóxicos, inflamáveis e reativos. Logística reversa. Objetivos Discorrer sobre processos térmicos e físicos aplicados ao tratamento de resíduos sólidos; Apresentar as principais definições e aplicações em compostagem e biodigestão. Processos de tratamento Processos térmicos: incineração Técnica utilizada desde 1876. Eliminação de resíduos e iluminação pública Brasil (1896): primeiro incinerador Manaus: 60 toneladas diárias. Processos de tratamento Processos térmicos: incineração Resíduos sólidos urbanos e industriais. Combustão a fim de diminuir seus pesos (aproximadamente 70%), volumes e periculosidades. Energia liberada. Produção de energia elétrica e de vapor. Incineração Reciclagem e reaproveitamento de seus produtos. Cinzas: fabricação de tijolos e no recapeamento de estradas. Incineração: vantagens e desvantagens Pontos positivos Pontos negativos Pequena área de instalação Alto custo de investimento, operação e manutenção Baixos ruídos e odores Inviável para resíduos de baixo poder calorífico Alimentação contínua Concentração de metais tóxicos nas cinzas Fonte: Adaptado de Maranho (2008). Tipos de incineradores Rotativo Versatilidade: resíduos líquidos e sólidos. Movimento aprimora a homogeneização da mistura a ser tratada. Forno é revestido internamente com um material refratário. Tipos de incineradores Leito fluidizado Resíduos triturados são alimentados ao sistema e fluidizados pelo ar de combustão, o que possibilita a ocorrência de combustão completa. Tipo circulante ou borbulhante. Processos térmicos: pirólise Degradação térmica na ausência ou presença de uma quantidade mínima de oxigênio. Lodo de esgoto Transformação em óleos combustíveis. Bio-óleo (alto potencial energético). Pirólise x incineração Pirólise Minimiza as emissões de poluentes formados em atmosfera oxidante. Vantagem em relação aos incineradores. Teor de umidade e heterogeneidade da composição dos resíduos Desempenho da pirólise. Pirólise: parâmetros Parâmetros operacionais relevantes na formação dos diferentes tipos de produtos. Dimensão da partícula de RSU. Taxa de aquecimento. Temperatura de pirólise. Tempo de residência no reator. Gestão de Resíduos Sólidos Tema 07 – Tecnologias aplicadas em resíduos sólidos Bloco 2 Giancarlo Chesini Características das diferentes pirólises Pirólise Tempo de residência Taxa de aquecimento Temperatura (°C) Produto Lenta Dias Muito baixa 400 Carvão Rápida < 2 s Muito alta 500 Bio-óleo Flash < 1 s Alta 650 Bio-óleo, químicos, gás Ultrarrápida < 0,5 s Muito alta 1000 Químicos, gás Fonte: Adaptado de Silveira (2015). Processos físicos Não alteram a natureza da matéria dos resíduos e de seus contaminantes. Geralmente empregados como pré-tratamento. Processos físicos: centrifugação Separação mecânica de substâncias com densidades distintas. Produto corresponde a resíduos concentrados com volume reduzido. Resíduos alimentícios orgânicos Compostagem e adubação orgânica. Processos físicos Separação gravitacional Diferença de massa específica entre as fases Desempenho: velocidade de sedimentação, viscosidade e concentração. Redução da granulometria de partículas por peneiramento e moinho. Outros processos físicos Compostagem ou bioestabilização Decomposição na presença de oxigênio e bactérias ou fungos. Gera adubo para jardinagem. Melhorias das condições e estrutura do solo. Aprimora a disponibilidade de nutrientes, tais como fósforo e nitrogênio. Outros processos físicos Compostagem ou bioestabilização Controle do teor de umidade. Baixo teor de água: tempo maior de processamento. Alta umidade: apodrecimento do material. Modelos de compostagem Centralizado Fora do perímetro urbano. Resíduos provenientes de diferentes tipos de geradores, distantes da unidade de compostagem. Estudo de impacto e licença de órgãos ambientais. Modelos de compostagem Descentralizado Localizado no perímetro urbano ou periurbano. Resíduos provenientes de poucos grupos de geradores. Unidade de compostagem localizada dentro da instituição, no seio da comunidade ou próxima do local de origem. Estudos de impacto e licença nem sempre são necessários. Biodigestão anaeróbica Processo bioquímico na ausência de oxigênio Interação de microrganismos Conversão química de carboidratos, proteínas e lipídeos em metano, dióxido de carbono, nitrogênio, amônia, sulfeto de hidrogênio, biossólido composto por sólidos voláteis/orgânicos, traços de outros gases e ácidos orgânicos. Biodigestão anaeróbica: etapas Hidrólise Acidogênese Acetogênese Metanogênese Sulfetogênese Presença de compostos de enxofre Biodigestão anaeróbica: fatores Temperatura pH Tempo de retenção hidráulico Concentração de substrato Umidade Tamanho das partículas e nutrientes Escolha do tratamento Composição dos rejeitos. Disponibilidade de espaço para o processamento. Cumprimento da legislação vigente. Custos operacionais diretos e indiretos. Possibilidade de aproveitamento energético.
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