Tratamento e Destino final dos Resíduos Industriais

Técnico em Meio AmbienteTécnico em Meio AmbienteSistemas de Tratamento de Água e Resíduos

Simoni Micheti Geraldo

Resíduos IndustriaisResíduos Classe I – PERIGOSOS

Exemplo de resíduos perigosos:

• Óleo lubrificante usado ou contaminado;• Óleo de corte e usinagem usado;• Lodos de galvanoplastia;• Lodos gerados no tratamento de efluente líquido de

pintura industrial;• Baterias a base de chumbo;• Lâmpada com vapor de mercúrio;• Resíduo de serviço de saúde (infectante).

Tratamento Térmico de Resíduos

• Incineração• Co-processamento em fornos de cimento

Destruição térmica dos resíduos empregando altas temperaturas

INCINERAÇÃO

• Resíduos combustíveis ou com conteúdo significativo de orgânicos são considerados os mais apropriados candidatos à incineração;

• Tecnicamente qualquer resíduo que contenha uma fração orgânica perigosa, é um candidato funcional para a incineração;

• Solos contaminados também estão sendo incinerados com freqüência.

Resíduos Incineráveis

• Resíduos sólidos, líquidos, pastosos e gasosos;

• Resíduos orgânicos clorados e não clorados (borra de tinta, agrodefensivos, borras oleosas, farmacêuticos, resíduos de laboratório, resinas, etc.);

• Resíduos inorgânicos contaminados com óleo, água contaminada com solventes, solventes gastos, etc.).

Resíduos não incineráveis...

• Radioativos

• Totalmente inorgânicos

Descrição do Processo• Decomposição térmica via oxidação à alta temperatura

(800-1200oC), com tempo de residência controlado, utilizado para o tratamento de resíduos perigosos ou que necessitam destruição completa e segura.

• A parcela orgânica do resíduo é transformada em uma fase gasosa e outra sólida (cinzas e escórias).

• O peso do resíduo é reduzido em cerca de 75% e o volume em 90%, bem como as características de periculosidade.

• As cinzas e escórias resultantes (cerca de 25%) são normalmente classificadas como resíduo perigoso e dispostas em aterros industriais Classe I.

Etapas do Processo

• Preparação do resíduo para a queima (aquecimento, moagem, peneiramento, mistura);

• Combustão do resíduo;• Tratamento dos gases de saída;• Tratamento de efluentes líquidos e,• Acondicionamento e disposição dos

resíduos sólidos gerados na queima e nos equipamentos de controle da poluição do ar.

Parâmetros de Controle do Processo

• Temperatura: representa a quantidade de energia fornecida ao resíduo para que ocorra a combustão.

• Turbulência: indica o grau de mistura do resíduo com o oxigênio.

• Tempo de residência: tempo no qual as substâncias ficam na temperatura adequada, de modo que as reações de oxidação ocorram.

• Além disso a pressão também é outro parâmetro de controle: O sistema deve operar abaixo da pressão atmosférica para eliminar a possibilidade de ocorrência de vazamentos capazes de projetar vapores para a atmosfera.

Vantagens da Incineração

• Velocidade de destruição do resíduo;

• Possibilidade do aproveitamento do resíduo como combustível auxiliar (dependendo do poder calorífico);

• Isenção de responsabilidades futuras por parte dos geradores (passivos).

Desvantagens da Incineração

• Alto custo (principalmente associado ao controle de emissões atmosféricas produzidas na combustão);

• Resistência e preconceito por parte de pessoas que associam a incineração com a queima descontrolada de resíduos.

Aspectos Legais da Incineração

NBR 11.175 (1990): padrões de desempenho de incineração de resíduos perigosos;

• Condições de operação;• Padrões de emissão de HCl, HF, SOx, NOx e

particulados;• Define o monitoramento contínuo, os requisitos

de operação e orienta sobre o teste de queima.

Aspectos Legais da Incineração

Resolução CONAMA nº 316 (2002): dispõe sobre procedimentos e critérios de funcionamento de sistemas de tratamento térmico de resíduos.

• Tratamento térmico é todo e qualquer processo cuja operação seja realizada acima da temperatura mínima de 800° C.

• Art. 11: o tratamento térmico de RI deve atingir a taxa de eficiência de destruição e remoção (EDR) superior ou igual a 99,99% para o principal composto orgânico perigoso definido no teste de queima.

Tipos de Incineradores

• Injeção líquida• Forno rotativo• Leito fluidizado• Forno de múltiplos estágios• Via de regra são fixos

Incinerador Forno Rotativo• Mais flexível para a incineração

de resíduos líquidos, sólidos e pastosos.

• Os resíduos líquidos são geralmente pulverizados, porém podem entrar junto com os resíduos sólidos ou pastosos.

• O forno pode girar com velocidades de 0,1 a 0,6 rpm, tem comprimento de 6m, diâmetro externo de 2m e interno de 1,5m.

• No forno ocorre a destruição dos resíduos, que são convertidos em gases, carbono sólido e cinzas.

Co-processamento em fornos de cimento

• O co-processamento em fornos de cimento (clínquer) é considerado e classificado como um processo de tratamento de resíduos semelhante aos processos de incineração, mas com tempos de residência e temperatura superiores aos dos incineradores convencionais.

Definição

• O co-processamento de resíduos em fornos de clínquer é uma técnica de utilização de resíduos industriais como substituto parcial de matéria-prima e/ou de combustível no forno de produção de clínquer, na fabricação de cimento.

• A utilização do processo de fabricação de cimento para a “destinação final” de resíduos, em uma operação simultânea, onde têm-se a ocorrência de dois processos em um único.

Atualmente têm-se uma convergência de interesses:

• A indústria cimenteira está interessada nos resíduos como uma fonte energética de baixo custo;

• A indústria geradora do resíduo vê a cimenteira como um mecanismo de eliminar seu problema (resíduo).

Resíduos passíveis de co-processamento

• Resíduos que possam substituir parcialmente matérias-primas do processo, desde que apresentem características similares às dos componentes normalmente empregados na produção de clínquer, como os materiais mineralizadores ou fundentes.

• Deverá conter como componentes majoritários cálcio, sílica, alumínio e ferro.

• Resíduos que apresentam poder calorífico (borras oleosas, borras de tinta, lodos de ETE, plásticos e papéis contaminados, pneus, etc.) e podem ser utilizados como alternativa energética para o processo.

• Ou seja, o resíduo deve fornecer energia térmica para o processo durante a sua combustão no forno de cimento.

Premissas básicas do Co-processamento

• Não causar impactos ambientais;• Não afetar as condições de segurança e

saúde do pessoal que trabalha na fábrica, bem como dos residentes do entorno;

• Não causar prejuízo aos equipamentos e instalações da fábrica;

• Não afetar a qualidade do cimento.

Aspectos Legais

O co-processamento é regulamentado pela Resolução CONAMA 264/99, que proíbe a queima em fornos de cimento dos seguintes resíduos:

• Domiciliares brutos;• Resíduos de Serviços de Saúde;• Explosivos;• Radioativos;• Organoclorados;• Agrotóxicos e afins.

Vantagens do Co-processamento

• Solução para os resíduos industriais perigosos;• Recuperação de energia do resíduo (principal

razão de interesse das cimenteiras pelos resíduos);

• Redução do custo de fabricação do cimento;• Economia de recursos naturais e energéticos;• Utilização de tecnologia e instalações já

existentes;• Não existe a necessidade de disposição das

cinzas em aterros especiais (as mesmas são incorporadas ao cimento);

• Custos inferiores.

Estabilização e Solidificação

Encapsulamento: termo usado para definir a tecnologia de tratamento de resíduos que utiliza processos de estabilização de contaminantes, transformando-os em materiais menos poluentes através da adição de aglomerantes e processos físicos.

Estabilização e Solidificação

Objetivos:

• Melhorar as características físicas e de manuseio dos resíduos;

• Diminuir a área superficial através da qual possa ocorrer transferência ou perda de constituintes poluentes;

• Limitar a solubilidade de qualquer constituinte do resíduo.

Estabilização e Solidificação

Condições Gerais:

• As tecnologias disponíveis para a estabilização/solidificação melhor se aplicam aos resíduos inorgânicos;

• Os resíduos orgânicos normalmente apresentam propriedades físicas, químicas e biológicas muito variadas que interferem nos processos físicos quem mantém os resíduos agregados à matriz.

Tecnologias de Encapsulamento:Processos à base de cimento

• A maioria dos resíduos à base de lamas podem ser misturados diretamente com cimento;

• Os sólidos suspensos são incorporados à matriz rígida do concreto endurecido;

• Este processo é particularmente eficiente para resíduos com elevados teores de metais tóxicos, pois devido ao pH obtido na mistura, diversos cátions multivalentes são convertidos em hidróxidos e carbonatos insolúveis.

• A presença de sulfetos, asbestos, látex e plásticos rígidos nos resíduos a serem solidificados pode aumentar a estabilidade e a resistência do resíduo concretado;

• Uma forma de melhorar a resistência e a estabilização é através da impregnação do produto final (matriz de concreto) com monômeros de estireno, aquecendo-se em seguida o material para que ocorra a polimerização.

Tecnologias de Encapsulamento:Processos à base de cimento

Tecnologias de Encapsulamento: Processos à base de cal e materiais

pozolânicos

• Os materiais pozolânicos (cinzas, poeiras de forno de cimento ou escória de alto forno) contém partículas silicosas que combinadas com cal, na presença de água, produzem um material com propriedades similares ao concreto;

• Exemplo: tratamento de lama de limpeza de sistema de combustão de gases com cinzas geradas em usinas termoelétricas, cal e outros aditivos, produzindo um material sólido e fácil de ser manuseado.

Tecnologias de Encapsulamento:Processos à base de polímeros

• Neste caso os resíduos são secados, aquecidos e dispersos através de uma matriz plástica aquecida.

• A mistura é normalmente disposta em uma contenção secundária (ex. tambor de aço), onde é esfriada para se solidificar.

• Em geral as taxas de perda por lixiviação são menores que as observadas nos sistemas à base de cimento ou outros materiais pozolânicos.

Tecnologias de Encapsulamento:Processos encapsulamento superficial

• Os resíduos prensados, aglomerados ou entamborados são revestidos superficialmente com materiais como poliuretanos, resinas de fibra de vidro ou mistura destes.

• Estes materiais atuam como um selo entre o resíduo e o meio ambiente.

• Deve-se realizar um estudo criterioso para garantir a integridade do material de revestimento ao longo do tempo.

Tecnologias de Encapsulamento: Processos transformação em vidro,

minerais sintéticos ou cerâmicos

• Baseiam-se na fusão de resíduos com sílica ou outros materiais para formar vidro, material de silicato ou cerâmica.

• Os vidros e os silicatos cristalinos lixiviam muito lentamente sob a ação da água dispensando uma contenção secundária.

• Estes processos aplicam-se a materiais extremamente perigosos ou radioativos.

Propriedade dos Resíduos Encapsulados

• A seleção do processo mais adequado requer um conhecimento detalhado dos constituintes e das características do resíduo a ser tratado, da quantidade a ser manuseada, da localização e das características da área onde o resíduo será disposto.

• Um processo de solidificação ideal torna os constituintes perigosos quimicamente não reativos ou estáveis.

• O produto final (matriz solidificada) deve apresentar boa resistência às intempéries, ao ataque de agentes biológicos e elevada capacidade de suporte.

Landfarming

São sistemas de tratamento de resíduos que, através das propriedades físicas e químicas do solo, e da intensa atividade microbiana existente no meio, promovem a biodegradação, a desintoxificação, a transformação e a imobilização dos contaminantes.

Denominação adotada pela USEPA para um método de tratamento onde a parte orgânica de um resíduo é biodegradada na camada superior do solo e os íons metálicos liberados na degradação ou presentes nos resíduos são incorporados no solo, de forma a não haver contaminação das águas subterrâneas.

Vantagens

• Relativamente simples de implantar e operar;

• Eficaz para compostos orgânicos com baixas taxas de biodegradação;

• Custo e tempo de tratamento razoáveis.

Landfarming

Landfarming• O tratamento é realizado através da aplicação

controlada dos resíduos (usualmente borras oleosas) na camada superior do solo (15-20 cm), conhecida como zona arável, acompanhada de práticas de manejo (aração) e monitoramento do estado físico, químico e biológico do solo;

• Os principais processos de biodegradação dos constituintes dos resíduos ocorrem na camada reativa (zona arável);

• A zona de tratamento atua no sentido de impedir a fuga de poluentes para o ambiente.

Landfarming• Princípio do tratamento: as bactérias aeróbias

presentes no solo utilizam o carbono presente no resíduo como fonte de energia para o metabolismo e crescimento celular;

• Embora o solo normalmente apresente quantidade suficiente de microorganismos, em algumas aplicações específicas pode-se inocular culturas de microorganismos especiais para degradar um determinado tipo de composto.