Resíduos Sólidos

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Profa. Fabiana V. da Fonseca 
TRATAMENTO DE RESÍDUOS INDUSTRIAIS 
Classificação de resíduos (ABNT, 2004) 
  
 Resíduos de Classe I (Perigosos) 
  Em função de suas propriedades físicas, químicas ou 
infecto-contagiosas, podem apresentar riscos à saúde 
pública ou ao meio ambiente, quando o resíduo for 
gerenciado de forma inadequada; 
 
ü  Serem inflamáveis, corrosivos, reativos, tóxicos e/ou 
patogênicos; 
ü  Constam das listagem A ou B da norma. 
Resíduos de Classe II (Não Perigosos) – 
 
Aqueles que não se enquadram nas classificações de 
resíduos classe I - Perigosos, nos termos da Norma. 
 
}  Resíduos Classe IIA (Não-inertes) – Aqueles que podem 
ter propriedades, tais como: biodegradabilidade, 
combustibilidade ou solubilidade em água. 
 
}  Resíduos Classe II B (Inertes) – Resíduos que quando 
submetidos a um contato com água, à temperatura 
ambiente, conforme NBR 10.006 (Solubilização) não 
tiverem nenhum de seus constituintes solubilizados a 
concentrações superiores aos padrões de potabilidade de 
água, excetuando-se aspecto, cor, turbidez, dureza e 
sabor (anexo G). 
Classificação 
(ABNT, 2004) 
TRATAMENTOS 
INCINERAÇÃO 
Tratamento	
  de	
  resíduos	
  	
  
Via	
  decomposição	
  térmica	
  
Recuperação	
  de	
  calor	
  
Injeção	
  de	
  ar	
  e	
  combus:vel	
  
Controle	
  das	
  operações	
  
Monitoramento	
  con:nuo	
  das	
  condições	
  
Controle	
  de	
  emissões	
  
INCINERAÇÃO 
q  Vantagens:	
  	
  
• 	
  redução	
  do	
  volume	
  
• 	
  recuperação	
  energé7ca;	
  
• 	
  alterna7va	
  para	
  não	
  recicláveis	
  
	
  
q 	
  Desvantagens:	
  
• 	
  custos	
  
• 	
  pessoal	
  especializado	
  
• 	
  gases	
  tóxicos	
  
• 	
  metais	
  pesados	
  (cinzas	
  e	
  gases)	
  
q  Resíduos	
  7picamente	
  incinerados	
  
	
  
• 	
  Biologicamente	
  perigosos	
  
• 	
  Resistentes	
  à	
  biodegradabilidade	
  
• 	
  Voláteis	
  
• 	
  Organo-­‐halogenos,	
  organo-­‐metais	
  (Pb,	
  Hg,	
  Cd,	
  Zn)	
  
• 	
  Organo-­‐fosforados,	
  nitrogenados	
  ou	
  sulfurosos	
  
	
  	
  
INCINERAÇÃO 
	
  	
  Resolução	
  CONAMA	
  No.	
  316,	
  29/10/2002	
  
	
  
	
  (Dispõe	
  sobre	
  procedimentos	
  e	
  critérios	
  para	
  o	
  
funcionamento	
  de	
  sistemas	
  de	
  tratamento	
  térmico	
  de	
  
resíduos)	
  
	
  
INCINERAÇÃO 
Legislação	
  
 
Produção de poluentes dentro das concentrações e 
capacidades adequadas aos sistemas de controle das 
emissões gasosas de projeto 
 
Quando	
  introduzidos	
  na	
  zona	
  de	
  queima	
  
Resíduos: caracterização 
Controle de Emissão 
COMBUSTÃO RESÍDUOS 
AR 
CINZAS 
CO2 + H2O 
GASES ÁCIDOS 
 PCI	
   (Poder	
   Calorífico	
   Inferior)	
   –	
   indica	
   quanto	
   calor	
   é	
   liberado	
  
durante	
  a	
  queima	
  
	
  
	
  	
  	
  -­‐	
  Quanto	
  maior	
  o	
  PCI,	
  menor	
  será	
  o	
  consumo	
  de	
  combusTvel;	
  
	
  
	
  	
  	
  -­‐	
  PCI	
  muito	
  variável,	
  dificulta	
  o	
  controle	
  da	
  temperatura:	
  
	
  -­‐Pode	
  causar	
  combustão	
  incompleta,	
  	
  
	
  -­‐Fusão	
  e	
  acúmulo	
  de	
  cinzas,	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  -­‐Consumo	
  excessivo	
  de	
  combusTvel	
  	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  -­‐Geração	
  de	
  CO	
  por	
  insuficiência	
  de	
  ar	
  para	
  combustão	
  
Incineração 
 Composição	
  elementar	
  dos	
  resíduos	
  
	
  
•  	
  C,	
  H,	
  O	
  –	
  permitem	
  calcular	
  as	
  condições	
  da	
  combustão	
  
•  	
  S,	
  Cl	
  org.,	
  N	
  –	
  afetam	
  a	
  durabilidade	
  do	
  equipamento	
  
	
   	
  devido	
  à	
  formação	
  de	
  gases	
  ácidos	
  corrosivos	
  
	
  
•  	
  Metais	
  (Hg,	
  Cd,	
  Pb	
  e	
  outros)	
  –	
  podem	
  conferir	
  toxicidade	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  aos	
  resíduos	
  e	
  às	
  correntes	
  gasosa	
  e	
  líquida	
  
	
  
•  	
  Umidade	
  –	
  indica	
  quan7dade	
  de	
  água	
  con7da	
  
Incineração 
•  Contaminação	
   da	
   corrente	
   gasosa,	
   líquida	
   e/ou	
   das	
   cinzas,	
  
como	
  	
  metais	
  pesados	
  
• 	
   Danos	
   ao	
   reves7mento	
   refratário	
   e	
   grelhas,	
   como	
  excesso	
  
de	
  flúor	
  e	
  vidros	
  
• 	
   Explosões	
   devido	
   a	
   explosivos	
   e	
   substâncias	
   instáveis	
   ou	
  
muito	
  rea7vas	
  
• 	
  Desgaste	
  do	
  reves7mento	
  refratário	
  devido	
  ao	
  alto	
  teor	
  de	
  
sódio	
  
• 	
  Corrosão	
  devido	
  a	
  altos	
  teores	
  de	
  enxofre	
  e/ou	
  cloro	
  
• 	
   Combustão	
   incompleta	
   causada	
   pela	
   presença	
   de	
   sólidos	
  
grandes	
  (madeiras,	
  vidros,	
  gesso	
  ortopédico)	
  
•  	
   Consumo	
   excessivo	
   de	
   combusTvel	
   pela	
   umidade	
   (lixo	
  
urbano)	
  
• 	
  Geração	
  de	
  CO	
  e	
  MP	
  em	
  excesso	
  devido	
  ao	
  PCI	
  alto	
  e	
  
variável	
  
Principais Problemas 
Projeto e Instalação de uma Unidade de 
Incineração 
•  Além da câmara de combustão 
•  Tipo de resíduo, quantidade e composição 
•  Estado físico 
•  Poder calorífico 
•  Composição dos gases de combustão 
•  Quantidade e natureza de qualquer cinza gerada 
Fatores que influenciam a 
destruição dos resíduos 
• Temperatura	
  –	
  Fornecer	
  energia	
  suficiente	
  para	
  que	
  ocorra	
  o	
  	
  
rompimento	
   das	
   ligações	
   químicas	
   entre	
   os	
   átomos	
   do	
  
resíduo	
  e,	
  depois,	
   recombinação	
  das	
   ligações	
  visando	
   formar	
  
principalmente	
   CO2	
   e	
   água,	
   substâncias	
   que	
   são	
   bastante	
  
estáveis;	
  Controle	
  automá7co	
  da	
  temperatura.	
  
• Tempo	
   –	
   A	
   absorção	
   da	
   energia	
   fornecida	
   ao	
   resíduo	
   pela	
  
queima	
  do	
  combusTvel	
  é	
  rápida,	
  mas	
  não	
  instantânea	
  (0,8	
  a	
  2	
  
seg.).	
  
Turbulência	
  –	
  Escoamento	
  turbulento	
  dos	
  gases	
  para	
  uma	
  
distribuição	
  constante	
  da	
  temperatura.	
  
	
  
Excesso	
  de	
  Ar	
  –	
  A	
  combustão	
  completa	
  de	
  um	
  resíduo	
  exige	
  
a	
  presença	
  de	
  oxigênio,	
  em	
  quan7dade	
  adequada.	
  
	
  
(Deve	
  ser	
  constantemente	
  monitorado	
  a	
  quan7dade	
  de	
  CO	
  
no	
  fluxo	
  da	
  chaminé)	
  
	
  
Fatores que influenciam a 
destruição dos resíduos 
Emissões Atmosféricas Tóxicas 
•  HCl	
  	
  
• 	
  Óxido	
  de	
  Nitrogênio	
  (NOx)	
  
• 	
  Metais	
  (As,	
  Cd,	
  Cr,	
  Be,	
  Sb,	
  Ba,	
  Pb,	
  Hg,	
  Ag	
  e	
  Ta)	
  
• 	
  Subprodutos	
  –	
  Combustão	
  incompleta	
  (Dioxinas	
  e	
  Furanos)	
  
	
  	
  	
  Mutagêncios	
  e	
  carcinogênicos;	
  alterações	
  sexuais,	
  problemas	
  
	
  	
  	
  reprodu7vos,	
  supressão	
  do	
  sistema	
  imunológico,	
  diabetes,..)	
  
	
  
• 	
  Material	
  par7culado	
  
CO2 + H2O 
GASES ÁCIDOS 
(800 a 1000 oC) 
Controle de Emissão 
RESFRIAMENTO 
(200 a 300oC) 
CALOR/ 
ÁGUA QUENTE 
(energia) 
PRECIPITADOR 
ELETROSTÁTICO 
Material 
Particulado 
LAVADOR 
DE 
GASES 
Gases 
Ácidos 
Co-Processamento 
}  Processo de valorização de resíduos industriais, 
que consisteno reaproveitamento/reciclagem de 
resíduos industriais ou misturas de resíduos 
(materiais secundários), como substitutos parciais 
do combustível e/ou da matéria-prima (na etapa 
de clinquerização), necessários ao processo de 
produção de cimento. 
}  A atividade é chamada de CO-PROCESSAMENTO, os resíduos 
ou misturas de resíduos (materiais secundários) estão sendo 
alimentados ao processo de clinquerização, em vias e taxas 
de alimentação pré-definidas, para uso como substitutos 
parciais de combustível e/ou matéria-prima – Resultado na 
formação de um produto: Clinquer 
}  A parcela orgânica dos resíduos é destruída termicamente, 
havendo o aproveitamento energético. 
 
}  A parcela inorgânica é inertizada e se combina com os 
elementos ja ́ existentes nas matérias-primas do cimento, não 
havendo geração de resíduos. 
}  Resíduos oleosos: borras, 
lodos, óleos e graxas 
}  Catalisadores gastos 
}  Materiais de refino e resíduos 
de refinarias de petróleo 
}  Pneus 
}  Lodos de ETE 
}  Solventes e resíduos orgânicos 
não clorados (sólidos, pastosos 
e líquidos); 
}  Borras de tinta e resíduos de 
processo de pintura; 
}  Solos e areias contaminadas 
com HC (sem organoclorados 
e/o agrotóxicos) 
}  Materiais radioativos; 
}  Lixo hospitalar; 
}  Pilhas, baterias; 
}  Lixo doméstico ou urbano; 
}  Vidro; 
}  Embalagens metálicas 
}  Agrotóxicos 
}  Substâncias explosivas 
Resíduos que podem ser 
co-processados 
Resíduos que não podem 
ser co-processados 
Pneus	
  
PlásYcos	
  
Químicos	
  
Borras	
  
Ácidas	
  
Matéria-­‐Prima	
  e	
  Combus:vel	
  AlternaYvo	
  
com	
  especificação	
  conhecida	
  de	
  poder	
  calorífico	
  e	
  
máximo	
  de	
  contaminantes,	
  garanYda	
  por	
  análise	
  de	
  laboratório	
  
	
  Análises	
  de	
  laboratório	
  de	
  cada	
  resíduo	
  para	
  
assegurar	
  que	
  nada	
  possa	
  afetar	
  o	
  cimento	
  ou	
  
aumentar	
  as	
  emissões	
  
ETR	
  
AFR	
  
Descrição de uma linha típica de produção de cimento 
Co-processamento 
Vantagens:	
  
	
  
• 	
  Altas	
  temperaturas	
  e	
  longo	
  tempo	
  de	
  residência	
  
• 	
  Elevado	
  índice	
  de	
  destruição	
  
• 	
  Processo	
  com	
  auto-­‐lavagem	
  dos	
  gases	
  
• 	
  Alta	
  eficiência	
  energéYca	
  
• 	
  Incorporação	
  das	
  cinzas	
  no	
  clínquer	
  
	
  
Desvantagens:	
  
	
  
• 	
  Limitações	
  aos	
  Ypos	
  de	
  resíduos	
  e	
  quanYdades	
  
“Landfarming” 
 São sistemas que utilizam as propriedades 
químicas, físicas e a intensa atividade microbiana 
do solo para transformar, biodegradar, destoxificar 
os resíduos tratados, reduzindo os riscos de 
contaminação no meio ambiente. 
Os processos que ocorrem no "landfarming" são: 
}  biodegradação 
}  volatilização 
}  percolação 
}  lixiviação superficial. 
}  As técnicas operacionais de um landfarming incluem ainda: 
aeração do solo; umidificação; adição de nutrientes (nitrogênio, 
fósforo e potássio – macronutrientes); e, em alguns casos, 
bioaumentação com microrganismos previamente selecionados. 
Fonte:	
  MRSU	
  -­‐	
  Ibam	
  	
  
Fonte: Silva, L.J, 2009 
}  A estabilização é um pré-tratamento onde os elementos 
perigosos de um resíduo são transformados, para que se 
tornem menos tóxicos e menos solúveis. 
}  As alterações ocorrem através de reações químicas, que 
retêm os constituintes tóxicos em polímeros impermeáveis 
ou cristais estáveis. 
 
}  A solidificação é um pré-tratamento que produz um bloco de 
resíduo tratado, melhorando as características físicas e a 
estrutura, de modo a facilitar o manuseio, o transporte do 
resíduo e, ainda, a sua preservação na forma sólida, pelo 
tempo necessário à sua degradação. 
São objetivos destes dois pré-tratamentos: 
 
}  Melhorar as características físicas e de manuseio 
dos resíduos; 
 
}  Reduzir a área de superfície por onde possa 
ocorrer migração dos poluentes; 
 
}  Restringir a solubilidade ou retirar a toxicidade 
dos elementos perigosos do resíduo; 
 Resíduos indicados: 
 
}  os resíduos perigosos, gerados em grandes 
quantidades; 
 
}  alguns não-perigosos, como lodos de 
limpeza de unidades de gaseificação; 
 
}  fluidos de perfuração de poços. 
Técnicas de Fixação Química e Solidificação 
•  Baseadas	
  em	
  Cimento;	
  
• 	
  Baseadas	
  em	
  TermoplásYcos;	
  
• 	
  Baseadas	
  em	
  Polímeros	
  orgânicos;	
  
• 	
  Encapsulamento	
  
• 	
  Auto-­‐solidificação	
  
	
  
•  Atentar	
  para	
  a	
  CompaYbilidade	
  dos	
  Resíduos	
  e	
  AdiYvos	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Tecnologias Desenvolvidas e Aplicadas 
1)  Técnicas	
  baseadas	
  em	
  cimento	
  e	
  outros	
  materias	
  
pozolâmicos	
  
	
  Adição	
  do	
  composto	
  ao	
  resíduo.	
  Devido	
  ao	
  pH	
  ob7do	
  na	
  
mistura,	
   diversos	
   cá7ons	
   são	
   conver7dos	
   em	
  
carbonatos	
  e	
  hidróxidos	
  insolúveis.	
  
	
  
2)	
  Técnicas	
  baseadas	
  em	
  termoplásYcos	
  
	
  Os	
  resíduos	
  são	
  secos,	
  aquecidos	
  e	
  dispersos	
  através	
  de	
  
uma	
  matriz	
  plás7ca	
  aquecida,	
  mistura	
  esta	
  
normalmente	
  disposta	
  em	
  uma	
  contenção	
  secundária	
  
(p.ex.,	
  tambor	
  de	
  aço).	
  
	
  
	
  
 Tecnologias Desenvolvidas e Aplicadas 
3) Técnicas	
  baseadas	
  em	
  termoplásYcos	
  
	
  Os	
  resíduos	
  são	
  secos,	
  aquecidos	
  e	
  dispersos	
  através	
  de	
  uma	
  
matriz	
  plás7ca	
  aquecida,	
  mistura	
  esta	
  normalmente	
  disposta	
  
em	
  uma	
  contenção	
  secundária	
  (p.ex.,	
  tambor	
  de	
  aço).	
  
	
  
4)	
  Técnicas	
  de	
  polímeros	
  orgânicos	
  
	
  Sistema	
  uréia-­‐formaldeído	
  (UF).	
  
	
  
	
   Resíduos	
   secos	
   ou	
   úmidos	
   são	
   misturados	
   com	
   um	
   pré-­‐
polímero.	
   Adiciona-­‐se	
   um	
   catalisador	
   e	
   transfere	
   a	
   mistura	
  
para	
  um	
  container.	
  O	
  material	
   polimerizado	
  não	
   se	
   combina	
  
quimicamente	
   com	
   o	
   resíduo,	
   mas	
   forma	
   uma	
   massa	
  
esponjosa	
  que	
  captura	
  as	
  parTculas	
  sólidas	
  
 Tecnologias Desenvolvidas e Aplicadas 
5) Técnicas	
  de	
  encapsulamento	
  
	
  
	
  Encapsulamento	
  propriamente	
  dito	
  é	
  aquele	
  no	
  qual	
  os	
  
resíduos	
  são	
  inicialmente	
  aglomerados	
  e,	
  a	
  seguir,	
  envoltos	
  
por	
  uma	
  camisa	
  de	
  material	
  inerte	
  (em	
  geral	
  o	
  polie7leno).	
  
	
  
6)	
  Técnicas	
  de	
  auto-­‐solidificação	
  (cal)	
  
	
  
	
  Resíduos	
  industriais	
  proveniente	
  da	
  dessulfurização	
  ou	
  os	
  
lodos	
  de	
  limpeza	
  de	
  exaustão.	
  Estes	
  resíduos	
  contêm	
  grandes	
  
quan7dades	
  de	
  sulfato	
  ou	
  sulfeto	
  de	
  cálcio.	
  
	
  Resíduo	
  é	
  parcialmente	
  desidratado	
  e	
  hidratado	
  novamente	
  
para	
  a	
  formação	
  de	
  uma	
  argamassa	
  
}  Processo que retira a umidade do lodo gerado 
em diversas atividades industriais. 
}  Para que o lodo seja disposto em aterros 
industriais, é necessário que o material tenha um 
teor de umidade baixo (<70%). 
Os métodos mais comumente empregados 
são: 
 
}  centrifugação, 
}  filtragem em filtros-prensa 
}  filtragem a vácuo 
}  leitos de secagem.§  Industrial	
   Classe	
   I-­‐	
   projetados,	
   instalados	
   e	
   operados	
   especialmente	
  
para	
  receber	
  resíduos	
  industriais	
  perigosos;	
  
	
  
§  Industrial	
   Classe	
   II-­‐	
   projetados,	
   instalados	
   e	
   operados	
   especialmente	
  
para	
  receber	
  resíduos	
  industriais	
  não	
  perigosos;	
  
§  Sanitário	
   Classe	
   I	
   –	
   projetados,	
   instalados	
   e	
   operados	
   especialmente	
  
para	
   receber	
   resíduos	
   urbanos,	
   que,	
   em	
   face	
   de	
   suas	
   condições	
  
hidrológicas	
  e	
  de	
  operação,	
  são	
  aptos	
  a	
  receber	
  além	
  de	
  resíduos	
  sólidos	
  
não	
   perigosos	
   alguns	
   7pos	
   de	
   resíduos	
   a	
   critério	
   do	
   órgão	
   estadual	
   de	
  
controle	
  do	
  meio	
  ambiente;	
  
	
  	
  
	
  
}  Impede o fluxo ou transporte de contaminantes e 
adsorve ou atenua a concentração de material suspenso 
ou dissolvido; 
 
}  Propriedades químicas e físicas adequadas; 
 
}  Disposto sobre uma base que não seja susceptível a 
recalques ou deformações. 
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Esquema	
  de	
  um	
  Aterro	
  Sanitário. 
Alterna7va	
   de	
   des7nação	
   de	
   resíduos	
  
industriais	
   que	
   se	
   u7liza	
   de	
   técnicas	
   que	
  
permitem	
   a	
   disposição	
   dos	
   resíduos	
   no	
   solo,	
  
sem	
  causar	
  danos	
  ou	
  riscos	
  à	
  saúde	
  pública	
  e	
  
minimizando	
  os	
  impactos	
  nega7vos	
  	
  
 inflamáveis ou reativos, a menos que sejam 
previamente tratados -neutralização, absorção, entre 
outros, de forma que a mistura resultante deixe de 
apresentar essas características; 
 
 resíduos incompatíveis entre si. Estes não devem ser 
dispostos em uma mesma célula, a menos que se 
tomem as devidas precauções para evitar reações 
adversas 
 
Resíduos que não devem ser dispostos em aterros 
 resíduos com menos de 30% de sólidos totais (em 
massa); 
 resíduos que contenham contaminantes que podem ser 
facilmente transportados pelo ar, a menos que sejam 
previamente tratados; 
Resíduos que não devem ser dispostos em aterros 
 resíduos ou mistura de resíduos que apresentem 
solubilidade em água superior a 20% em peso, a menos 
que sejam devidamente tratados de forma a reduzir sua 
solubilidade; 
Características Favoráveis 
§  baixo potencial de contaminação do aqüífero; 
§  baixo índice de precipitação pluviométrica; 
§  camada insaturada de pelo menos 1,5m, entre o fundo do aterro e o 
nível mais alto do lençol freático; 
§  pouca declividade e ausência de depressões naturais; 
§  área não sujeita a inundação; 
Condições na Seleção da Área 
§  Subsolo não constituído essencialmente por material com 
coeficiente de permeabilidade (k) > 1 x10 -4 cm/s 
§  Distância mínima estabelecida de de qualquer corpo d'água e 
áreas urbanas; 
 
§  Estudos e impacto ambiental; 
Aterro 
Industrial