CAP 1 Resíduos Sólidos_origem Definição Características

U N I V I Ç O S A

E N G E N H A R I A Q U Í M I C A

P R O F . D A N I E L S I L V A J A Q U E S

Tratamento de Efluentes e Resíduos Sólidos


Materiais

Energia

Informações

Emissões Gasosas

Produto

• Comercialização

Resíduos

Sólidos • Tratamento

• Descarte

Sub-produto • Comercialização

• Reciclagem ou

Utilização

Efluentes Líquidos


Considerações Gerais:

- Os sistemas de tratamento de água, efluentes e o gerenciamento de resíduos sólidos requerem um conhecimento multidisciplinar de engenharia. Além disso, devem incorporar aspectos sociais e ambientais em sua metodologia de trabalho;



- A gestão de resíduos e tratamento de efluentes tem sido por muitas décadas um grande desafio de diversos setores produtivos, e ênfase nesse tema vem sendo dada na busca de soluções que envolvam adequação de efluentes líquidos aos padrões de qualidade aceitáveis e um tratamento de resíduos que garanta o menor impacto ambiental possível.



- Tratamento: tratamento é um conjunto de operações que procuram reduzir ou eliminar a contaminação da água, do solo e do ar. O tratamento de efluentes e resíduos consiste em uma série de processos físicos, químicos e biológicos para reduzir (atenuar) ou eliminar os contaminantes presentes.



- Efluente: Segundo a Resolução n° 430, de 13 de maio de 2011, efluente é o termo utilizado para caracterizar os despejos líquidos provenientes de diversas atividades ou processos. Podem ser gerados por indústrias ou resultantes dos esgotos domésticos urbanos, que são lançados no meio ambiente.



- Resíduo: É qualquer material que sobra após uma ação ou processo produtivo de extração de recursos naturais, transformação, fabricação ou consumo de produtos e serviços, podendo ser sólido, líquido ou gasoso. Os resíduos quando não tratados corretamente são descartados e acumulados no meio ambiente, causando poluição e desperdício da matéria usada.



- Rejeito: de acordo com a definição contida na Lei 12.305 de 2010 (Política Nacional de Resíduos Sólidos), rejeitos são os resíduos sólidos que, depois de esgotadas todas as possibilidades de tratamento e recuperação por processos tecnológicos disponíveis e economicamente viáveis, não apresentem outra possibilidade que não a disposição final ambientalmente adequada.

PA RTE 1

Tratamento de Resíduos Sólidos

1. Resíduos Sólidos: Origem, Definição e Características;

2. Aspectos legais e institucionais;

3. Manejo integrado de resíduos sólidos urbanos;

4. Tratamento de Resíduos Sólidos Urbanos

Resíduos Sólidos: Origem, Definição e Características

Introdução ao Problema, Lixo x Resíduo;

Classes de Resíduos. Tipos de Resíduos:

- Classificação dos resíduos sólidos;

- Características dos resíduos sólidos;

- Processos de determinação das principais características físicas.

Introdução ao Problema

A partir da Revolução Industrial, as fábricas começaram a produzir objetos de consumo em larga escala e a introduzir novas embalagens no mercado, aumentando consideravelmente o volume e a diversidade de resíduos sólidos gerados nas áreas urbanas. O homem passou a viver então a era dos descartáveis, em que a maior parte dos produtos são utilizados e jogados fora com enorme rapidez.


O total mundial de resíduos sólidos produzidos pela população urbana (grande maioria dos resíduos produzidos) é de 1,3 bilhões de toneladas por ano, ou 1,2 kg por dia para cada habitante das cidades;

As previsões são que o valor total vai crescer para 2,2 bilhões de toneladas em 2025, com a China que vai aumentar de três vezes a sua quantidade (de 520 milhões de toneladas para 1,4 bilhões).


A geração de RSU no Brasil cresceu 1,3%, de 2011 para 2012, índice que é superior à taxa de crescimento populacional urbano no país no período, que foi de 0,9%.

Fontes: Pesquisa ABRELPE e IBGE (2011)


Participação dos Principais Materiais no Total de RSU Coletado no Brasil em 2012:


• Uma análise das despesas médias municipais aplicadas aos serviços de limpeza urbana e manejo de resíduos revela que o gasto mensal dos municípios é significativamente baixo, principalmente quando comparado com outros serviços públicos.

• Em 2008 a despesa média municipal para fazer frente a todos os serviços de limpeza urbana (coleta, transporte, destino final, varrição, capina, limpeza de vias e logradouros etc) foi de R$ 8,93 por habitante por mês.


Desafios Atuais da Gestão de Resíduos Sólidos

Aumento do volume de resíduos

• Maior população;

• Maior consumo;

• Maior quantidade de materiais descartáveis;

• Menor durabilidade.

Manejo dos diferentes tipos/classes de resíduos gerados – Composição do lixo está cada vez mais complicada

• Novos materiais;

• Novas combinações químicas;

• Ausência de cultura de separação


Desafios Atuais da Gestão de Resíduos Sólidos

Resíduos jogados/deixados nas vias públicas:

• Elevado índice de descarte de resíduos em locais inadequados;

• Espaço limitado para instalação de lixeiras;

• Dificuldades para colocação de contêineres.

Restrições de trânsito e circulação de caminhões:

• Dificuldades de acesso;

• Dificuldades de tráfego de caminhões;

• Emissões de poluentes e aquecimento global.


Desafios Atuais da Gestão de Resíduos Sólidos:

Destinação Final

• Necessidade de adequação;

• Distância dos centros de geração;

• Unidades em fim de vida útil.


A solução para os resíduos resultantes das atividades humanas (e conseqüente poluição) são PREVENÇÃO E TRATAMENTO;

Definição de lixo e resíduos sólidos

De acordo com o Dicionário de Aurélio Buarque de Holanda,"lixo é tudo aquilo que não se quer mais e se joga fora; coisas inúteis, velhas e sem valor.“

Já a Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT – define o lixo como os "restos das atividades humanas, considerados pelos geradores como inúteis, indesejáveis ou descartáveis, podendo-se apresentar no estado sólido, semi-sólido1 ou líquido2, desde que não seja passível de tratamento convencional."


RESÍDUO

Divergência de opiniões:

Material que não tem mais valor para seu proprietário;

Qualquer material gerado secundariamente por um processo;

Lixo (conceito do passado).

Consenso:

Materiais que não podem mais ser utilizados com a finalidade para as quais foram originalmente produzidos;

Tudo que possa ser reciclado, reaproveitado ou recuperado.


RESÍDUO

Materiais decorrentes de atividades antrópicas, gerados como sobras de processos ou aqueles que não possam ser utilizados com a finalidade para as quais foram originalmente produzidos.

RESÍDUO SÓLIDO

Resíduos nos estados sólido e semi-sólido que resultam de atividades de origem industrial, doméstica hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de varrição.

ABNT NBR 10.004:2004

Classificação dos resíduos sólidos

São várias as maneiras de se classificar os resíduos sólidos;

As mais comuns:

- riscos potenciais de contaminação do meio ambiente > (perigosos, inertes, etc.)

- quanto à natureza ou origem > (orgânicos, eletrônicos, domiciliares, hospitalares, etc.)

Outros:

- por sua natureza física: seco ou molhado;

- por sua composição química: matéria orgânica e matéria inorgânica.


Quanto aos riscos potenciais de contaminação do meio ambiente:

- De acordo com a NBR 10.004 da ABNT, os resíduos sólidos podem ser classificados em:

Classe I Resíduos Perigosos

Classe II - B Inertes

Classe II-A Não inertes


Quanto à natureza ou origem:

- A origem é o principal elemento para a caracterização dos resíduos sólidos. Segundo este critério, os diferentes tipos de lixo podem ser agrupados em cinco classes:

• Lixo doméstico ou residencial;

• Lixo comercial;

• Lixo público;

• Lixo domiciliar especial:

- Entulho de obras;

- Pilhas e baterias;

- Lâmpadas fluorescentes;

- Pneus.



- LIXO DOMÉSTICO OU RESIDENCIAL: São os resíduos gerados nas atividades diárias em casas, apartamentos, condomínios e demais edificações residenciais.

- LIXO COMERCIAL: São os resíduos gerados em estabelecimentos comerciais, cujas características dependem da atividade ali desenvolvida.

- LIXO PÚBLICO: São os resíduos presentes nos logradouros públicos, em geral resultantes da natureza, tais como folhas, galhadas, poeira, terra e areia, e também aqueles descartados irregular e indevidamente pela população, como entulho, bens considerados inservíveis, papéis, restos de embalagens e alimentos.



- LIXO DOMICILIAR ESPECIAL: compreende os entulhos de obras, pilhas e baterias, lâmpadas fluorescentes e pneus.

- LIXO DE SERVIÇO DE SAÚDE: gerados nas instituições destinadas à preservação da saúde da população.

- LIXO INDUSTRIAL: são os resíduos gerados pelas atividades industriais.

- LIXO RADIOATIVO: resíduos que emitem radiações acima dos limites permitidos pelas normas ambientais (competência e classificação exclusivamente pelo CNEN – Comissão Nacional de Energia Nuclear).



- LIXO DE PORTOS, AEROPORTOS E TERMINAIS RODOFERROVIÁRIOS: gerados tanto nos terminais, como dentro dos navios, aviões e veículos de transporte. Os resíduos dos portos e aeroportos são decorrentes do consumo de passageiros em veículos e aeronaves e sua periculosidade está no risco de transmissão de doenças já erradicadas no país.

- LIXO AGRÍCOLA: Formado basicamente pelos restos de embalagens impregnados com pesticidas e fertilizantes químicos, utilizados na agricultura, que são perigosos.

Características dos resíduos sólidos

A “cara” do lixo varia conforme a cidade, em função de

diversos fatores, como por exemplo, a atividade dominante

(industrial, comercial, turística, etc.), os hábitos e costumes da

população (principalmente quanto à alimentação) e o clima.

Características dos resíduos sólidos

Curiosidade: A participação da matéria orgânica tende a se reduzir nos países mais desenvolvidos ou industrializados.

A análise do lixo pode ser realizada segundo suas características físicas, químicas e biológicas.

Características dos resíduos sólidos - Características físicas

De acordo com a NBR 10.004 da ABNT, os resíduos sólidos podem ser classificados em:

• Geração per capita;

• Composição gravimétrica;

• Peso específico aparente;

• Teor de umidade;

• Compressividade.

Características dos resíduos sólidos Características físicas - Geração per capita

Relaciona a quantidade de resíduos urbanos gerada diariamente e o número de habitantes de determinada região.

Faixa de variação média para o Brasil: de 0,5 a 0,8kg/hab./dia.

Um erro muito comum cometido é correlacionar a geração per capita somente ao lixo domiciliar (doméstico + comercial), em lugar de correlacioná-la aos resíduos urbanos (domiciliar + público + entulho, podendo até incluir os resíduos de serviços de saúde).


Na ausência de dados mais precisos, a geração per capita pode ser estimada:

Faixas mais utilizadas da geração per capta

TAMANHO

DA CIDADE

POPULAÇÃO URBANA

(habitantes)

GERAÇÃO PER CAPITA

(kg/hab./dia)

Pequena Até 30 mil 0,50

Média De 30 mil a 500 mil De 0,50 a 0,80 Grande De 500 mil a 5 milhões De 0,80 a 1,00

Megalópole Acima de 5 milhões Acima de1,00


Importância:

• Fundamental para projetar as quantidades de resíduos a coletar e a dispor.

• Importante no dimensionamento de veículos.

• Elemento básico para a determinação da taxa de coleta, bem como para o correto dimensionamento de todas as unidades que compõem o Sistema de Limpeza Urbana.


Exemplo: seja uma cidade de 10.000 habitantes, que geram 6

toneladas de lixo por dia.

Qual a contribuição per capita (q)?

6,0habitantes 10.000

lixo de kg 6.000q

Logo q = 0,6 kg/hab/dia (600 g/hab/dia).

Pode-se calcular também a contribuição per capita para o lixo público, o domiciliar etc.

Características dos resíduos sólidos Características físicas - Composição gravimétrica

Traduz o percentual de cada componente em relação ao peso total da amostra de lixo analisada.

Componentes mais comuns da composição gravimétrica

Matéria orgânica Metal ferroso Borracha Papel Metal não-ferroso Couro

Papelão Alumínio Pano/trapo Plástico rígido Vidro claro Ossos

Plástico maleável Vidro escuro Cerâmica PET Madeira Agregado fino

Fonte:http://www.resol.com.br/cartilha4 (06/10/2006)


Entretanto, muitos técnicos tendem a simplificar, considerando apenas alguns componentes.

Esse tipo de composição simplificada, embora possa ser usado no dimensionamento de uma usina de compostagem e de outras unidades de um sistema de limpeza urbana, não se presta, por exemplo, a um estudo preciso de reciclagem ou de coleta seletiva, já que o mercado de plásticos rígidos é bem diferente do mercado de plásticos maleáveis, assim como os mercados de ferrosos e não-ferrosos.

Características dos resíduos sólidos Características

físicas - Composição gravimétrica

A escolha dos componentes da composição gravimétrica é função direta do tipo de estudo que se pretende realizar e deve ser cuidadosamente feita para não acarretar distorções.

Características dos resíduos sólidos Características

físicas - Composição gravimétrica

Importância:

- Indica a possibilidade de aproveitamento das frações recicláveis para comercialização e da matéria orgânica para a produção de composto orgânico.

- Quando realizada por regiões da cidade, ajuda a se efetuar um cálculo mais justo da tarifa de coleta e destinação final.


Potencialmente

recicláveis “inertes”

21,2%

Rejeitos

Potencialmente recicláveis

“orgânicos” 64%

Composição gravimétrica do lixo gerado no Brasil (% em peso).

Fonte: Tinôco, (2007).

Características dos resíduos sólidos Características físicas - Peso específico aparente

É o peso do lixo solto em função do volume ocupado livremente, sem qualquer compactação, expresso em kg/m³.

Na ausência de dados mais precisos, podem-se utilizar os valores de 230kg/m3 para o peso específico do lixo domiciliar, de 280kg/m3 para o peso específico dos resíduos de serviços de saúde e de 1.300kg/m3 para o peso específico de entulho de obras.


Importância:

- Fundamental para o correto dimensionamento da frota de coleta, assim como de contêineres e caçambas estacionárias.

- Determina a capacidade volumétrica dos meios de coleta, transporte e disposição final.


totalVolume

Massaaparente

3/230 mkgaparente Lixo domiciliar

Características dos resíduos sólidos - Características físicas - Teor de umidade

Representa a quantidade de água presente no lixo, medida em percentual do seu peso.

Este parâmetro se altera em função das estações do ano e da incidência de chuvas, podendo-se estimar um teor de umidade variando em torno de 40 a 60%.

Características dos resíduos sólidos - Características físicas - Teor de umidade

Importância:

- Afeta diretamente a velocidade de decomposição da matéria orgânica no processo de compostagem.

- Influencia diretamente o poder calorífico e o peso específico aparente do lixo, concorrendo de forma indireta para o correto dimensionamento de incineradores e usinas de compostagem.

- Influencia diretamente no cálculo da produção de chorume e no correto dimensionamento do sistema de coleta de percolados.

Características dos resíduos sólidos - Características físicas - Compressividade

É o grau de compactação ou a redução do volume que uma massa de lixo pode sofrer quando compactada.

Importância: Muito importante para o dimensionamento de veículos coletores, estações de transferência com compactação e caçambas compactadoras estacionárias.

Características dos resíduos sólidos - Características químicas

- Poder calorífico;

- Potencial hidrogeniônico (pH);

- Composição química;

- Relação carbono/nitrogênio (C:N).

Características dos resíduos sólidos - Características químicas - Poder calorífico

Indica a capacidade potencial de um material desprender determinada quantidade de calor quando submetido à queima.

É a quantidade de calor gerada pela combustão de 1 kg de lixo misto (e não somente dos materiais facilmente combustíveis).

O poder calorífico médio do lixo domiciliar se situa na faixa de 5.000 kcal/kg.

Características dos resíduos sólidos - Características químicas - Poder calorífico

Importância:

- Influencia o dimensionamento das instalações de todos os processos de tratamento térmico (incineração, pirólise e outros).

Características dos resíduos sólidos - Características químicas - Potencial hidrogeniônico (pH):

Indica o teor de acidez ou alcalinidade dos resíduos.

Em geral, situa-se na faixa de 5 a 7.

Importânica: Indica o grau de corrosividade dos resíduos coletados, servindo para estabelecer o tipo de proteção contra a corrosão a ser usado em veículos, equipamentos, contêineres e caçambas metálicas.

Características dos resíduos sólidos - Características

químicas - Composição química

Consiste na determinação dos teores de cinzas, matéria orgânica, carbono, nitrogênio, potássio, cálcio, fósforo, resíduo mineral total, resíduo mineral solúvel e gorduras.

Importância: Ajuda a indicar a forma mais adequada de tratamento para os resíduos coletados.

Características dos resíduos sólidos Características químicas - Relação carbono/nitrogênio (C:N):

Indica o grau de decomposição da matéria orgânica do lixo nos processos de tratamento/disposição final.

Importância: Fundamental para se estabelecer a qualidade do composto produzido.

Características dos resíduos sólidos Características químicas X Nível Socio-econômico

Características dos resíduos sólidos - Características biológicas

As características biológicas do lixo são aquelas determinadas pela população microbiana e dos agentes patogênicos presentes no lixo que, ao lado das suas características químicas, permitem que sejam selecionados os métodos de tratamento e disposição final mais adequados.


Importância:

- Fundamentais na fabricação de inibidores de cheiro e de aceleradores e retardadores da decomposição da matéria orgânica presente no lixo, normalmente aplicados no interior de veículos de coleta para evitar ou minimizar problemas com a população ao longo do percurso dos veículos.

- Desenvolvimento de processos de destinação final e de recuperação de áreas degradadas com base nas características biológicas dos resíduos.

Fatores que influenciam as características dos resíduos sólidos

Os principais fatores que exercem forte influência sobre as características dos resíduos:

- Climáticos;

- Épocas especiais (Feriados/Férias);

- Demográficas;

- Socioeconômicos.

Fatores que influenciam as características dos resíduos sólidos - Climáticos

Fatores Influências

Chuvas Aumenta o teor de umidade.

Outono Aumento do teor de folhas.

Verão Aumento do teor de embalagens de bebidas (latas, vidros e plásticos rígidos).

Fatores que influenciam as características dos resíduos sólidos - Épocas especiais


Carnaval - Aumento do teor de embalagens de bebidas (latas, vidros e plásticos rígidos).

Natal – Ano Novo - Páscoa

- Aumento de embalagens (papel/papelão, Plásticos maleáveis e metais); - Aumento de matéria orgânica.

Dias dos Pais/Mães - Aumento de embalagens (papel/papelão e plásticos maleáveis e metais)

Férias escolares

- Esvaziamento de áreas da cidade em locais não turísticos; - Aumento populacional em locais turísticos.

Fatores que influenciam as características dos resíduos sólidos - Demográficas


População urbana - Quanto maior a população urbana, maior a geração per capita

Fatores que influenciam as características dos resíduos sólidos - Socioeconômicos


Nível cultural

- Quanto maior o nível cultural, maior a incidência de materiais recicláveis e menor a incidência de matéria orgânica.

Nível educacional - Quanto maior o nível educacional, menor a incidência de matéria orgânica.

Poder aquisitivo

- Quanto maior o poder aquisitivo, maior a incidência de materiais recicláveis e menor a incidência de matéria orgânica

Desenvolvimento tecnológico

- Introdução de materiais cada vez mais leves, reduzindo o valor do peso específico parente dos resíduos

Promoções de lojas comerciais

- Aumento de embalagens

Campanhas ambientais

- Redução de materiais não-biodegradáveis (plásticos) e aumento de materiais recicláveis e/ou biodegradáveis (papéis, metais e vidros)

Processos de determinação das principais características físicas

Sem o conhecimento das características físicas é praticamente impossível se efetuar a gestão adequada dos serviços de limpeza urbana.

As características físicas podem ser facilmente determinadas através de processos expeditos de campo, com o auxílio apenas de latões de 200 litros, de uma balança com capacidade de pesar até 150kg, de uma estufa e do ferramental básico utilizado na limpeza urbana.


Os procedimentos práticos servem para a determinação do peso específico, composição gravimétrica, teor de umidade e geração per capita do lixo urbano:

Procedimentos:

• Preparo da amostra;

• Determinação do peso específico aparente;

• Determinação da composição gravimétrica;

• Determinação do teor de umidade;

• Cálculo da geração per capita.

Processos de determinação das principais

características físicas - Preparo da amostra

Coletar as amostras iniciais, por exemplo, com cerca de 8 m3 de volume, a partir de lixo não compactado (lixo solto). Preferencialmente, as amostras devem ser coletadas de terça a quinta-feira (evitar final de semana) e selecionadas de diferentes setores de coleta, a fim de se conseguir resultados que se aproximem o máximo possível da realidade



Colocar as amostras iniciais sobre uma lona, em área plana, e misturá-las com o auxílio de pás e enxadas, até se obter um único lote homogêneo, rasgando-se os sacos plásticos, caixas de papelão, caixotes e outros materiais utilizados no acondicionamento dos resíduos;



Dividir a fração de resíduos homogeneizada em quatro partes, selecionando dois dos quartos resultantes (sempre quartos opostos) que serão novamente misturados e homogeneizados;



2 m3 2 m3

2 m3 2 m3

2 m3 2 m3

2 m3 2 m3

8 m3



Repetir o procedimento anterior até que o volume de cada um dos quartos seja de aproximadamente 1 m3. Esse processo se chama quarteamento;

1 m3

1 m3

4 m3

1 m3

1 m3

1 m3 1 m3

1 m3 1 m3

• Levar para o aterro todo o lixo que sobrar.

Processos de determinação das principais características físicas - Preparo da amostra

Separar um dos quartos e encher até a borda, aleatoriamente, cinco latões de 200 litros, previamente pesados;

- Observação: 5 x 200 litros = 1000 litros = 1 m³

Processos de determinação das principais características físicas - Determinação do peso

específico aparente

Pesar cada um dos latões cheios e determinar o peso do lixo, descontando o peso do latão;

Somar os pesos obtidos;

Determinar o peso específico aparente através do valor da soma obtida, expresso em kg/m³.

Processos de determinação das principais características físicas - Determinação da composição

gravimétrica

Escolher, de acordo com o objetivo que se pretende alcançar, a lista dos componentes que se quer determinar;

Espalhar o material dos latões sobre uma lona, em uma área plana;

Separar o lixo por cada um dos componentes desejados;

Classificar como "outros" qualquer material encontrado que não se enquadre na listagem de componentes pré-selecionada;

Pesar cada componente separadamente;

Dividir o peso de cada componente pelo peso total da amostra e calcular a composição gravimétrica em termos percentuais.

Processos de determinação das principais características físicas - Determinação do teor de

umidade

Separar 2 Kg de lixo de um dos tambores e pesar a amostra;

Colocá-la em um forno (preferencialmente uma estufa) a 105ºC por 24 horas ou a 75ºC por 48 horas consecutivos;

Pesar o material seco;

Subtrair o peso da amostra úmida do peso do material seco e determinar o teor de umidade em termos percentuais.

Processos de determinação das principais características físicas –

Cálculo da geração per capita

Medir o volume de lixo encaminhado ao aterro, ao longo de um dia inteiro de trabalho;

Calcular o peso total do lixo aterrado, aplicando o valor do peso específico determinado anteriormente;

Avaliar o percentual da população atendida pelo serviço de coleta;

Calcular a população atendida, aplicando o percentual avaliado sobre o valor da população urbana do Município (incluir núcleos urbanos da zona rural, se for o caso);

Calcular a taxa de geração per capita dividindo-se o peso do lixo pela população atendida.


Observações:

- A coleta de amostras, assim como a medição do lixo encaminhado ao aterro, jamais deve ser realizada num domingo ou numa segunda-feira;

- Em cidades turísticas, jamais efetuar a coleta de amostras em períodos de férias escolares ou de feriados, a não ser que se queira determinar a influência da sazonalidade sobre a geração de lixo da cidade;


Observações:

- Jamais efetuar determinações de teor de umidade em dias de chuva;

- Preferencialmente as determinações devem ser feitas de terça a quinta-feira, entre os dias 10 e 20 do mês, para evitar distorções de sazonalidade.

CAP 1 Resíduos Sólidos_origem Definição Características

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