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Lixo Municipal: Lixo Municipal: Problemas e SoluProblemas e Soluççõesões Prof. Dr. José Beldson Elias Ramos Resíduos Sólidos Urbanos Tecnologias Alternativas para Tratamento de Chorume beldson@cefetrn.br beldson@terra.com.br QUESTÃO AMBIENTAL QUESTÃO AMBIENTAL Geração de resíduosAvanAvançço tecnolo tecnolóógicogico •Poluição do ar •Poluição do solo •Poluição da água DESEQUILÍBRIO AMBIENTAL POLÍTICA ADEQUADA DE GERENCIAMENTO + popula+ populaççãoão + consumismo+ consumismo + res+ resííduosduos REFLEXOS SOBRE A QUALIDADE DE VIDA 3 CONSUMO DE ENERGIA PER CAPITA (KCAL/DIA) NIVEIS DE POLUIÇÃO PROBLEMA MUNDIAL PROBLEMA MUNDIAL GRANDE QUANTIDADE DE RESÍDUOS GRANDE QUANTIDADE DE RESÍDUOS Aumento populacional Concentração das populações nos centros urbanos Industrialização Produção descartável 1. Ausência de políticas e diretrizes para o setor de RSU; 2. Escassez de recursos técnicos e financeiros; 3. Legislação impraticável; 4. Desarticulação institucional; 5. Descontinuidade política e administrativa; 6. Falta de controle ambiental. PROBLEMÁTICA DO LIXO NO BRASIL GERAÇÃO DE RESÍDUOS Fonte: Jucá et al, 2003 NUMEROLOGIA DO LIXO BRA: ~ 230 mil ton / dia Lixo domiciliar 100 mil ton / dia Outros 130 mil ton / dia Coletado: 70% 70 mil ton / dia 76%; 53,2 mil ton / dia Lixões 30%; 30 mil ton / dia Lançado a esmo 24%; 16,8 mil ton / dia Outros destinos Fonte: CNS / CD / CEDI-DF (2003) Outros destinos? % + RSSS + Entulho + Industrial + Agrícola DESTINO FINAL E TRATAMENTO DO LIXO Fonte: Jucá et al, 2003 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Norte Nordeste Centro-Oeste Sudeste Sul BRASIL Lixões Aterro Sanitário Aterro Controlado Usina DESTINAÇÃO DE RSU NO BRASIL Fonte: CNS / CD / CEDI-DF (2003) • Circuito dos resíduos sólidos: características semelhantes na maioria dos municípios brasileiros (coleta destino final). • Consequências: ++ ContaminaContaminaçção do ar, solo e ão do ar, solo e ááguagua + Cria+ Criaçção e proliferaão e proliferaçção de focos de ão de focos de organismos patogênicosorganismos patogênicos = IMPACTOS NA SAÚDE PÚBLICA • Agravamento: ���� Resíduos industriais ���� RSS (lixo hospitalar) PROBLEMAS PROVOCADOS PELO LIXO NOS CENTROS URBANOS CANAL DE ÁGUA PLUVIAL E RESÍDUOS SÓLIDOS INUNDAÇÕES POLUIÇÃO HÍDRICA DESTINO FINAL DOS RESÍDUOS TIPOS DE ATERROS 1. Lixão a céu aberto (Aterro comum) Cadáver no Lixão de São Gonçalo (RJ) IMPACTOS AMBIENTAIS DE UM LIXÃO Lixo industrialLixo hospitalar AGRAVAMENTO DO PROBLEMA TIPOS DE ATERROS 2. Aterro controlado cobertura diária dos resíduos pluma de contaminação É uma obra de engenharia que, fundamentada em critérios e normas operacionais específicas, permite uma disposição final segura dos resíduos, em termos de proteção do meio ambiente. “ 3. ATERRO SANITÁRIO TIPOS DE ATERROS TÉCNICA ADEQUADA PARA CONFINAMENTO DOS RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS ATERRO SANITÁRIO DETALHE DE UM ATERRO SANITÁRIO ATERRO SANITÁRIO IDEAL 000 7707 100 7707 200 7707 300 7707 400 7707 5007707 6 207 0 5 050716 716 150 716 250 350716 450716 ENTRADA, POSTO DE CONTROLE E BALANÇA 67 5 69 0 70 0 69 5 68 06 85 6 7 0 GALPÃO PRÉDIO DA ADMINISTRAÇÃO 6 4 5 6 5 5 6 6 0 6 6 5 64 0 6 4 5 6 5 0 6 8 0 6 8 5 6 8 0 6 7 5 6 9 0 6 9 5 6 8 5 6 7 5 6 7 0 6 6 5 6 6 0 6 5 5 66 0 6 5 5 6 5 0 6 5 0 625 716 550 6 9 5 7 1 0 625 620 6 8 5 6 9 0 6 7 5 6 8 0 6 5 5 6 35 6 5 0 6 4 0 6 4 5 630 1 5 6 7 0 6 6 5 6 6 0 7 1 5 7 2 0 7 0 5 7 1 0 7 0 0 ATERROS SANITÁRIOS EM OPERAÇÃO ATERROS SANITÁRIOS EM OPERAÇÃO APROVEITAMENTO DO METANO Fonte: Sabetai Calderoni, 2007 RECURSOS OBTIDOS Fonte: Sabetai Calderoni, 2007 Material Orgânico Insolúvel Material Orgâncio Solúvel Ácidos Orgânicos Metano + CO2, etc Material Orgânico Ácidos Orgânicos Metano + CO2 Bacteria Bacteria HIDRÓLISE ACIDOGÊNESEACETOGÊNESE METANOGÊNESE ATIVIDADE ENZIMÁTICA EXTRACELULAR BACTÉRIAS FORMADORAS DE ÁCIDOS BATÉRIAS METANOGÊNICAS CELULOSE PRTEINAS LIPÍDIOS DIVERSOS GLICOSE AMINOÁCIOS ÁCIDOS GRAXOS FOSFATOS ACÉTICOS PROPIÔNICO LÁCTICO BUTIRATO + + CÉLULAS ESTAB RESÍDUO 1o estágio PRODUÇÃO DE ÁCIDO 2o estágio BIOGÁS E ESTABILIZAÇÃO DO RESÍDUO BACTÉRIA Parece celularParece celular MembranaMembrana ÁcidosÁcidos ParticulaParticula Atividade enzimáticaAtividade enzimática Material solúvelMaterial solúvel BACTÉRIA Parece celularParece celular MembranaMembrana ÁcidosÁcidos ParticulaParticula Atividade enzimáticaAtividade enzimática Material solúvelMaterial solúvel Metabolismo Bacteriano FONTE: U. S. EPA, 1976; STEPHEN & NEWBRY, 1985 ESTABILIZAÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA VIA METABOLISMO BACTERIANO Fonte: Ramos, 2008 ÁÁGUA GUA INFILTRADAINFILTRADA ÁGUA PERCOLADA ÁGUA CONSUMIDA NA FORMAÇÃO DOS GASES DO ATERRO VAPOR DE ÁGUA LIBERADO JUNTAMENTE COM OS GASES ÁGUA PRESENTE NO MATERIAL DE COBERTURA ÁGUA PRESENTE NOS RESÍDUOS ATERRADOS VOLUME DE CONTROLE RESÍDUO COMPACTADO UNIDADE DE ÁREA MATERIAL DE COBERTURA INTERMEDIÁRIA ORIGEM DO PERCOLADO ESTIMATIVA DA QUANTIDADE DE PERCOLADO EM ATERROS SANITÁRIOS Formulação matemática: Método Suiço Q = 1/t . (P . S . K) Onde: Q = vazão média do líquido percolado (L/s) P = precipitação média anual (mm/ano) S = área do aterro (m2) t = tempo equivalente a 1 ano = 31.526.000 seg K = constante de compactação Tipo de solo: fracamente compactado.......(0,40-0,70)............K (0,25-0,50) Tipo de solo: fortemente compactado........(0,70-0,90)............K (0,15-0,25) COMPOSIÇÃO DO CHORUME ���� COMPOSIÇÃO: 1. Dinâmica da decomposição MO ao longo do tempo; 2. Variações na forma de operação do AS; 3. Composição dos resíduos; 4. Precipitação pluviométrica. ALGUNS ÍONS ENCONTRADOS NO PERCOLADO E POSSÍVEIS ORIGENS CARACTERÍSTICAS DO PERCOLADO Variação dos teores de substâncias contaminantes dissolvidas no percolado de aterros sanitários TRATAMENTO DO PERCOLADO DO ATERRO Por que tratar o percolado? Remoção de matéria orgânica Remoção de sólidos em suspensão Remoção de organismos patogênicos Remoção de nutrientes OBJETIVO DO TRATAMENTO CONTROLE DA POLUIÇÃO DE RECURSOS HÍDRICOS • Estabelece padrões para o lançamento de efluentes líquidos (Legislação Espanhola, p.e) 1. Maior controle na fonte; 2. Grau de tratamento rigoroso. • Fixa a qualidade da água do corpo receptor (Legislação Brasileira, CONAMA 357/2005) 1. Leva em consideração a AUTODEPURAÇÃO dos RH; 2. Necessita de um estudo prévio e contínuo da capacidade de autodepuração; 3. Depende de uma fiscalização eficiente. FENÔMENO DA AUTODEPURAÇÃO Padrões do Corpo d´água e de Lançamento Resolução CONAMA 357/2005 e Legislações Estaduais Parâmetro Unidade Padrão para corpo d’água classe Padrão lançamento (alguns estados) 1 2 3 4 Concent. máxima Eficiência mínima (%) DBO5 DQO OD mg/l mg/l mg/l 3 - ≥6 5 - ≥5 10 - ≥4 - - ≥2 60 90 - 60/80/85 60/90 - Sólidos suspensão mg/l - - - - 60 / 100 - Amônia total Amônia livre Nitrogênio Fósforo mg/l mg/lmg/l mg/l - 0,02 - 0,025 - 0,02 - 0,025 - 0,02 - 0,025 - - - - 5,0 - 10 1,0 - - - - Coliformes totais Coliformes fecais org/100 ml org/100 ml 1.000 200 5.000 1.000 20.000 4.000 - - - - - - PADRÕES DE LANÇAMENTO - - Lançamento em áreas sensíveis Parâmetro Limite Eficiência mínima de remoção (1) Observações DBO5 (2) (3) 25 mg/l O2 70 -90 % - DQO (3) 125 mg/l O2 75 % - 35 mg/l (4) 90 % População equivalente superior a 10.000 hab 60 mg/l 70% População equivalente de 2.000 a 10.000 hab Sólidos em suspensão totais 150 mg/l - Para efluentes de lagoas Condições mínimas Parâmetro Concentração Observações Eficiência mínima de remoção (1) Nitrogênio total 15 mg/l 10 mg/l População equivalente entre 10.000 e 100.000 hab População equivalente superior a 100.000 hab (2) 70 - 80 Fósforo total 2 mg/l 1 mg/l População equivalente entre 10.000 e 100.000 hab População equivalente superior a 100.000 hab 80 Legislação Européia Padrões de lançamento para efluentes urbanos PADRÕES DE LANÇAMENTO NA COMUNIDADE EUROPÉIA PRINCIPAIS SISTEMAS DE TRATAMENTO DE PERCOLADOS mecanizados simplificados lagoas de estabilização; reatores anaeróbios. lodos ativados; lagoas de estabilização; filtros biológicos. Estudo daViabilidade Técnica dos Processos de Georremediação e Oxidação Úmida para Tratamento de Percolados de Aterros Sanitários (Chorume da ETP-Muribeca: Um Estudo de Caso) E C O N O M I A E C O N O M I A E C O N O M I A A M B I E N T E A M B I E N T E A M B I E N T E SOCIAL SOCIAL SOCIAL TESE DE DOUTORADO 25.02.200825.02.2008 • Localização: Jaboatão dos Guararapes • Área: 60ha • Células: 200 x 200 x 40 m • Volume diário: 3000t • Volume total: 8.000.000t • Composição do lixo: – Matéria orgânica: 60% – Papel: 15% – Plástico: 8% – Metal: 2% – Vidro: 2% – Outros materiais: 13% Recife Aterro da Muribeca Jaboatão dos Guararapes Fonte: Lins, E.A .M (2003) ATERRO CONTROLADO DA MURIBECA (ACM) ACM - Em operação Fotos, 2006 FLUXOGRAMA DA ETP - MURIBECA PERCOLADO MURIBECA Fotos, 2007 PROBLEMAS DA ETP-MURIBECA DBO 100 1000 1900 2800 3700 4600 5500 6400 7300 8200 Máximo Média Minimo Valores C o n c e n t r a ç o e s ( m g . L - 1 ) entrada saida DQO 1000 3000 5000 7000 9000 11000 13000 15000 Máximo Média Minimo Valores C o n c e n t r a ç o e s ( m g . L - 1 ) entrada saida Extensivo tempo de residência**** Carreamento de materiais inertes Presença de óleos e graxas Coloração acentuada do percolado* Variação de picos de carga ou vazão Presença de BRS Alta concentração de MP** Liberação de odores fétidos Volatização de H2S Limitação dos microrganismos*** Fonte: GRS, 2006 Resíduo máximo #325 Unid CC = B3A < 20 µµµµm % 98,8 < 10 µµµµm % 97,6 < 5 µµµµm % 93,6 < 2 µµµµm % 83,9 < 1 µµµµm % 71,7 < 0,5 µµµµm % 53,8 Área Superficial Específica (BET) (m2/g) 21,0 Índice Azul Metileno (meq/ 100g) 5,5 4KAlSi3O8 + 22H2O→ 4K+ + 4OH- + Al4Si4O5(OH)8 + H4SiO4 BLEND CAULÍNICO (CC = B3A) PROCESSO DE GEORREMEDIAÇÃO (G) Fonte: Caulim Nordeste S/A, 2007 MEV: 7500x TESTE DE EVIDÊNCIA centrifugação filtração por membranas “chorume output” chorume processado chorume bruto EFICIÊNCIA DO PROCESSO GAD (0) (2) (3) “chorume input” chorume bruto FRL-200(75-25) FRL-400(75-25) HIPÓTESE DO TRATAMENTO Forças de Van der Walls coagulante + coadjuvanteligações intermoleculares forças eletrostáticas dipolo-dipolo compostos orgânicos e inorgânicos HM floculação suspensão coloidal Substâncias Húmicas FRL-0 FRL-10 FRL-20 FRL-50 FRL-100 FRL-200 FRL-400 FRL´s 25% 42% 60% 70% 75% 88% 0% (2) =FRL-200 (GAD), Rem% (cor) ≈ 95 INFLUÊNCIA DO ADITIVO NA REMOÇÃO DA COR E TURBIDEZ (0) (2) (3) GAD 58% 88% 47% 30% 13% 5% G RESULTADOS ANALÍTICOS 0 50 100 150 200 250 300 CB FRL-100 FRL-200 FRL-400 FRL's m g O 2 / L ( D B O ) DBO 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 CB FRL-100 FRL-200 FRL-400 FRL's m g O 2 / L ( D Q O ) DQO Eficiência do blend caulínico na remoção da MO PROCESSO “G”, SEM ADITIVO 30% 90% 0% 6% 21,6% VMP CETREL: ≤ 50 mgO2/L Resultados da DBO e DQO da FRL-200 e FRL-200 (75-25) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 0 1 2 3 Amostras m g O 2 / L DBO, FRL-200 (75-25) DQO, FRL-200 (75-25) DBO, FRL-200 DQO, FRL-200 INFLUÊNCIA DO ADITIVO NA REMOÇÃO DE CARGA ORGÂNICA 30% 84% 87% 21,6% 81,9% 90% 0% 6%37,3% 47% 54% VMP CETREL: ≤ 500mgO2/L (DQO) ≤ 50mgO2/L (DBO) INFLUÊNCIA DO ADITIVO NA REMOÇÃO DE ALGUNS MP 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Zn Cu Cd Pb Ni Espécies químicas m g / L CB FRL-200(G) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Zn Cu Cd Pb Cr Ni Hg Espécies químicas m g / l ( H g = p p b ) CB FRL-200(GAD) 19,4% 33,1% 95,5% 89% 91% 67,1% Amostra Unitária (1L) VibVibVibVib (L)(L)(L)(L) Ab (LMIX + Filtro) (mL) RV(%) CB 1 desprezível 0 FRL-100 1,25 250 20,00 FRL-200 1,67 670 40,12 FRL-400 3,33 2.330 69,97 FRL-100 (75-25) 1,12 120 10,00 FRL-200 (75-25)* 1,50 500 33,30 FRL-400 (75-25) 2,99 1.990 66,55 REDUÇÃO DO VOLUME DA FRAÇÃO BRUTA MIXER + FILTERPRESS Mixer SUB-PRODUTO: LMIX-200 (75-25) (FABRICAÇÃO DE TIJOLOS PRENSADOS) Mistura: Cimento (5%) + Solo (75%) + LMIX (20%) + Água (900mL) Traço: 1 : 20 : 2 : 2,83 (g); experimento preliminar SOLO-CIMENTO-RESÍDUO A = 25cm B = 12,5cm C= 6cm D = 7cm D D B C A TOMA DE MUESTRAS GASEOSAS PID HORNO CONTROLADOR DE TEMPERATURA SONDA DE TEMPERATURA REACTOR SISTEMA AGITACIÓN ENTRADA GASES SISTEMA INYECCIÓN TOMA DE MUESTRAS LÍQUIDAS AIRE MANÓMETRO Esquema do reator Foto do reator WAO UNIVERSIDAD DE CÁDIZ – ESPAÑA PROCESSO OXIDAÇÃO ÚMIDA UNIVERSIDAD DE CÁDIZ – ESPAÑA PROCESSO OXIDAÇÃO ÚMIDA Fonte: Portela, 2006 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Cu Zn Ni Cr Hg Metais pesados p p b CB WAO RESULTADOS DA APLICAÇÃO DO PROCESSO WAO remoção da DQO remoção de MP 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 3 4 5 7 8 10 experimentos m g O 2 / L ( D Q O ) DQOo DQOf 23,17% 68,2% 65,85% 10,24% 59% 77,57% Zn =81,8% Cr = (+1270%) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Espécies químicas p p b CB GAD WAO CB 118 410 328 216 0,421 GAD 13 18,4 108 19,4 0,491 W AO 196 74,4 346 2960 4,1 ICuI IZnI INiI ICrI IHgI DEMONSTRATIVO DE REMOÇÃO DE MP NOS PROCESSOS GAD E WAO GAD: Remoção MP Zn = 95,5% Cu = 89% Cr = 91% Ni = 67% Hg = 0% WAO: Rem/Adic MP Zn =81,8% Cr = (+1270%) EFICIÊNCIA DO PROCESSO WAO “chorume input” AS GAD AS GAD AS WAO percolado R LMIX, Indústria TRATAMENTO BIOLÓGICO LMIX, Indústria R I O 1 2 3 CORREÇÃO DE pH FRL FRL CORREÇÃO DE pH TRATAMENTO BIOLÓGICO (com inoculação) (com inoculação) AS TRATAMENTO BIOLÓGICO (sem inoculação) 4 R R R FLUXOGRAMAS POSSÍVEIS GAD CORREÇÃO DE pHFRL LMIX, Indústria M FP LMIX = 213,79 ton/oper P P FRL Q=172,80m3/d (2L/s) Tr = 10-15 min LPT 3 x 974m3 Vu = 610,86m3 LPB 1 LPB 2 LPB 3 Pátio de estocagem ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE PERCOLADO - ETP CC = 137,38 ton/oper CH = 45,79 ton/oper 5,3 operações/mês Cada 6 dias = 1operação Indústria M FP LMIX = 213,79 ton/oper P P FRL Q=172,80m3/d (2L/s) Tr = 10-15 min LPT 3 x 974m3 Vu = 610,86m3 LPB 1 LPB 2 LPB 3 Pátio de estocagem ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE PERCOLADO - ETP CC = 137,38 ton/oper CH = 45,79 ton/oper 5,3 operações/mês Cada 6 dias = 1operação Indústria 915,84m3 Vd = 974m3 Torta = 413,92 ton/oper correção do pH MODELO PADRÃO PROPOSTO ACM, SITUAÇÃO 1 e 2 L A Y O U T d a s u n i d a d e s d e p u r a d o r a s RECICLAGEM INCLUSÃO SOCIAL GERAÇÃO DE RENDA DISPOSIÇÃO FINAL URC + AS + GAD S U S T E N T A B I L I D A D E PLANO DE GERENCIAMENTO INTEGRADO DOS RSU Práticas de educação ambiental REDUÇÃO ESQUEMA DE UMA URC DE PEQUENO PORTE ECONOMIA COM O S.L.P Fonte: Sabetai Calderoni, 2007 NOVAS RELANOVAS RELAÇÇÕESÕES Nova relação: usuário / serviço Geradores de resíduos Aperfeiçoamento e valorização Limpeza urbana Construir parcerias Adm. municipal OBJETIVOSPÚBLICO ALVO DESPERTARDESPERTARDESPERTARDESPERTAR REFLETIRREFLETIRREFLETIRREFLETIR SensibilizaSensibilizaSensibilizaSensibilizaçççção + Conscientizaão + Conscientizaão + Conscientizaão + Conscientizaçççção + Mobilizaão + Mobilizaão + Mobilizaão + Mobilizaççççãoãoãoão ““““coracoracoracoraççççãoãoãoão”””” ““““ccccéééérebrorebrorebrorebro”””” AGIRAGIRAGIRAGIR ““““mmmmúúúúsculossculossculossculos”””” DADOSDADOSDADOSDADOS INFORMAINFORMAINFORMAINFORMAÇÇÇÇÃOÃOÃOÃO Processo de Reflexão, Compreensão e Assimilação da Informação Processo de Contextualização CONHECIMENTOCONHECIMENTOCONHECIMENTOCONHECIMENTO PROBLEMPROBLEMPROBLEMPROBLEMÁÁÁÁTICATICATICATICA DO LIXODO LIXODO LIXODO LIXO Geração e Acesso Ciência Ciência Ciência Ciência dadadada InformaInformaInformaInformaççççãoãoãoão PARA REFLETIR... PARA REFLETIR... Pulitzer 1994 - Kevin Carter Esta foto foi vencedora do "Prémio Pulitzer", e foi tirada em 1994, durante a grande crise de fome que avassalou o Sudão. A foto mostra uma criança faminta e agonizante, que rasteja na direcção dum campo de alimentos das Nações Unidas, situado a 1km de distância. O abutre espera que a criança morra, para a poder comer. Esta foto chocou o mundo inteiro. Ninguém sabe o que aconteceu à criança, nem mesmo o fotografo Kevin carter, que deixou o local logo que terminou a foto. Três meses mais tarde, Carter suicidou-se devido a uma depressão. ““““Quando nos sentimos parte integrante Quando nos sentimos parte integrante Quando nos sentimos parte integrante Quando nos sentimos parte integrante do meio ambiente, nos tornamos mais do meio ambiente, nos tornamos mais do meio ambiente, nos tornamos mais do meio ambiente, nos tornamos mais humanos, mais cidadãos, menos humanos, mais cidadãos, menos humanos, mais cidadãos, menos humanos, mais cidadãos, menos violentos e menos irracionaisviolentos e menos irracionaisviolentos e menos irracionaisviolentos e menos irracionais””””. . . . ((((GilvanGilvanGilvanGilvan Meireles, Cajazeiras/PB)Meireles, Cajazeiras/PB)Meireles, Cajazeiras/PB)Meireles, Cajazeiras/PB) OBRIGADO!!!
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