biometanizaÇÃo o tratamento da fração orgânica e seu ... · avanços na regulamentação do...

O tratamento da fração orgânica e seu potencial para a

valorização integral dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU)

Eng. Dr. Luis Felipe ColturatoDiretor Executivo

Seminário Economia Circular e

Sustentabilidade na Gestão de Resíduos

Sólidos Urbanos

BIOMETANIZAÇÃO:

A problemática mundial do RSU

↑ Populacional UrbanizaçãoIndustrialização Consumismo

Fonte:UN/ESA. World Population Prospects: The 2012 Revision

3,4 milhões

em 1800

17,4

milhões em

1900

170 milhões

em 2000

200 milhões

em 2013

231,2 milhões em 2049

Constatações em campo

A problemática brasileira do RSUUma triste realidade

Lixão em Leopoldina, MG

MAT ORGÂNICA 48,12%

PAPEL 14,55%

CONT. BIOLÓGICO 7,07%

PM VARIADO 9,66%

PM NÃO RECIC 2,70%

PR VARIADO 3,27%

PR PET 0,81%

TECIDO 7,98%

METAL 1,95%

VIDRO 1,38%

ACARTONADO 0,36%

INERTE 0,21%

MADEIRA 0,37%

ALUMÍNIO 0,11%

INFECTANTE 0,21%

OUTROS 1,22%

Constatações em campo

A problemática brasileira do RSUUma triste realidade

E a matéria orgânica?

A problemática brasileira do RSU

Global Warming Potential - GWP [CH4] = 28 x [CO2] Fifth Assesment Report do IPCC (AR5, 2013)

Geração de chorume – Tratamento e risco de contaminação de solo e corpos hídricos

Riscos de escorregamentos, incêndios e explosões

Atração de vetores – doenças

Insalubridade do RSU

Indisponibilidade da área do aterro (15 anos)

Perda de matéria e energia de elevado valor agregado

Problemas sociais e financeiros Biogás de aterroProdução estimada x Real

A problemática associada à matéria orgânica (MO)

Normativas Nacionais e Internacionais

Normativas Internacionais

Packaging and Packaging Waste Directive 94/62/EC Landfill Directive 1999/31/EC EU Waste Framework Directive 2008/98/EC Índia 2000 - The Indian Municipal Solid Waste Rules EUA Landfill Ban:

23 estados proíbem o aterramento de RSU sem tratamento Massachusetts 2014:

Tratamento obrigatório > 1t/semana de orgânicosINTE

RN

AC

ION

AL

Restrição do aporte de orgânicos em aterros sanitários Metas de reciclagem e prevenção de geração de resíduos Apoio a projetos de aproveitamento energético de resíduos Subsídios e incentivos diretos e indiretos

Atendimento da legislação sobre RSU resultará, ao final desta década:

Economia de 72 bilhões de euros/ano Aumento de 42 bilhões de euros no faturamento do setor de coleta e reciclagem de RSU Criação de 400 mil empregos no setor, que já oferece 2 milhões de postos de trabalho.

Biogás

=

Energia

=

5,7M m³/dia

biometano

Como realizar o tratamento da MO?Processo biológico - via aeróbia ou anaeróbia

http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRxqFQoTCN7q-6Px6scCFQGsPgodzvwC8g&url=http://www.apinatbio.com/eng/apinat-bioplastics.html&psig=AFQjCNE897gUu_L1wobuy7XdTl7GCtuNwQ&ust=1441920146511142

Como realizar o tratamento da MO? Planta TMB: Integração de Tecnologias e Processos

Área de Biometanização

(Biodigestor)

Pós-Tratamento (Compostagem)

Pré-Tratamento (Triagem)

Planta de Tratamento Mecânico Biológico

Aproveitamento energético

Planta TMB: Integração de Tecnologias e ProcessosEcoparc 2 - Barcelona

Montcada i Reixac

800 t/dia de RSU 8 ha 4MW

4 principais linhas operacionais da

Planta TMB

Planta TMB: Integração de Tecnologias e ProcessosPrincipais Componentes

Seus componentes tecnológicos podem variar conforme características do

projeto

Planta TMB: Integração de Tecnologias e ProcessosLogística para segregação da MO e demais frações

Planta TMB: Integração de Tecnologias e ProcessosA “Matéria Orgânica” segregada e disponível

BiometanizaçãoQual seria a tecnologia adequada?

1ª QuestãoO lixo não para de chegar

Tecnologia tem que ser robusta

Orgânicos “segregados”

na fonte

2ª QuestãoNão existe MO 100% pura

Pré-tratamento é essencial para qualquer sistema

3ª QuestãoPor melhor que seja o pré-tratamento, haverá impróprios na MO

Sistema de metanização tem que prever introdução de impróprios

4ª QuestãoTecnologia Seca não é um processo seco

Lodo sai com 10-15% de MS

5ª QuestãoO principal objetivo deve ser tratar MO com impróprios e não gerar efluente

Digestor tem que ser robusto e projetado para tratar FORSU

3ª GERAÇÃO1ª GERAÇÃO 2ª GERAÇÃO

Em relação a temperatura de processo

Em relação ao regime de alimentação /operação

Em relação ao teor de sólidos

Em relação ao nº de fases / estágios de processo

37ºC 55ºC

Análise de Tecnologias de BiometanizaçãoPremissas e Critérios Técnicos

Definição da Tecnologia de Biometanização

Critério / Tecnologia ÚmidaContínua

Seca Contínua

Seca Descontínua

(Extra seca)

Complexidade dos equipamentos• Pré-tratamento• Desaguamento

- --

++

+++

Desgaste / manutenção 0 0 +

Sedimentação / acúmulo impróprios + - ++

Produtividade de metano + + -

Perdas de metano ++ + -

Custos de Investimento - 0 +

Custos de operação *Depende das receitas de venda de energia

- 0 +

Fonte: Center for Research, Education and Demonstration on Waste Management (CREED) & Technische

Universität Braunschweig

Definição da Tecnologia de Biometanização

Análise de Tecnologias de BiometanizaçãoPremissas e Critérios Técnicos

Processo Úmido Contínuo

Tecnologias Úmidas, Secas e Extra secasComparativo

Tecnologias Úmidas – Sistema de introdução


Tecnologias Úmidas – Tipos de reatores

Processo Seco Contínuo – Maior aplicabilidade para RSU


Tecnologias Secas - Sistema de introdução


Tecnologias Secas – Tipos de Reatores


Tecnologias Extra-Secas

Processo SecoProcesso ÚmidoProcesso Extra Seco

Tecnologias Úmidas, Secas e Extra secasComparativo – Entrada - Saída

TGE: 70-120% TGE: 30-70% TGE: 0-15%


Sistemas de “retenção de impróprios”

Tecnologias Úmidas, Secas e Extra secasUm sistema de separação sólido-líquido

Elevados CAPEX e OPEX

Estabilização final via compostagem


Geração de energia elétrica e calor ou biometano

BiogásTecnologias nacionais

As tecnologias de biometanizaçãoforam concebidas na Europa, com Gate-Fee“europeu” e o cenário brasileiro possui baixa atratividade

Qualquer tecnologia deve considerar o baixo nível de segregação de nosso resíduo

Solução para países em desenvolvimento não pode ser uma “caixa preta” constituída por materiais e equipamentos importados

→ Fundamental desenvolver o mercado e a indústria nacional: infraestrutura e rede de serviços para operação, manutenção e serviços de pós-venda em geral


Avanços na regulamentação do biogás e sua consolidação como fonte segura de energia

Pela 1ª vez um projeto de biogás de larga escala venceu um Leilão A-5 (20,8 MW a R$ 251/MWh)

Edital Fundo Tecnológico 2010

Contrato de Subvenção 2013

Desenvolvimento Tecnológico Nacional Biometanização de RSU

Desenvolvimento Tecnológico Nacional Biometanização de RSU

TMethar1ª Tecnologia de Metanização de RSU da América Latina

TMethar1ª Tecnologia de Metanização de RSU da América Latina

Dados Gerais do Projeto

Capacidade de Tratamento ~50 t/ dia ~ 18.000 t /ano

População atendida ~100.000 habitantes

Instalação de triagem Usina do Caju – RJ

Produção de biogás ~ 4.500 Nm³/d

Produção de energia ~150 kW

Biometano ~ 1.000 Nm3/dia

Startup Março / 2017

TMethar1ª Tecnologia de metanização de RSU da América Latina

Sede Administrativa

Comlurb

Área de implantação

TMethar

Galpão de Triagem

Galpão de Transbordo

TMethar1ª Tecnologia de metanização de RSU da América Latina

RSU não é fácil: exige experiência, visão integrada da cadeia , dos atores e logística

Tratar RSU envolve, necessariamente, tratamento e estabilização da matéria orgânica

O desenvolvimento tecnológico da biometanizaçãopara RSU é recente - e os investimentos atuais estão no “timing”

Projetos piloto são essenciais para estimular a confiança dos investidores e do mercado

Para um projeto de sucesso, é fundamental a interação entre os players estratégicos:

Universidade ↔ Empresa tecnológica ↔ Gestão pública

Os investimentos em saneamento também devem contar com a contribuição da ciência e tecnologia a seu favor

Considerações FinaisA MO é 50% do lixo e é putrescível

Obrigado!

Eng. Dr. Luis Felipe ColturatoDiretor Executivo

[email protected]

(31) 3024-1080 / (21) 2051-0513(21) 98279-4751

Seminário Economia Circular e

Sustentabilidade na Gestão de Resíduos

Sólidos Urbanos

mailto:[email protected]

biometanizaÇÃo o tratamento da fração orgânica e seu ... · avanços na regulamentação do...

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