Disposição final de lodos de estações de tratamento de esgoto



UNIVERSIDADE FUMEC FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA - FEA Disposição final de lodos de estações de tratamento de esgoto Daniela Teixeira Isabela Tomaz Joice Carini Renata Storck Belo Horizonte 2009 Daniela Teixeira Isabela Tomaz Joice Carini Renata Storck Disposição final de lodos de estações de tratamento de esgoto Trabalho apresentado à disciplina Sistemas de controle de poluição das águas da Faculdade de Engenharia e Arquitetura da FUMEC. Professor: Eduardo Carneiro Belo Horizonte 2009 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 3 2 COLETA E TRATAMENTO 4 3 PLANEJAMENTO E GESTÃO DOS BIOSSÓLIDOS 6 4 ALTERNATIVAS PARA A DISPOSIÇÃO FINAL DE LODO DE ESGOTOS 8 5 DISPOSIÇÃO FINAL DE LODO EM ATERROS SANITÁRIOS 10 5.1 Transporte e armazenamento de lodo de esgoto 100 5.2 Vantagens da destinação do lodo de ETES em aterros sanitários 10 5.3 Desvantagens da destinação do lodo de ETES em aterros sanitários 111 6 INCINERAÇÃO DO LODO 133 6.1 Desvantagens 133 6.2 Processo de disposição final: incineração de lodo de ETE 133 6.3 Tratamento e disposição de cinzas, escórias, lodos da ETE (águas) e lodos e material particulado do ECP (ar) 15 6.4 NORMATIZAÇÃO - CETESB/E1 5011 155 7 USO AGRÍCOLA 21 7.1 Legislação para o Uso e Disposição Final do Lodo 23 8 APLICAÇÃO EM ÁREAS DEGRADADAS 24 9 DISPOSIÇÃO NO MAR 25 10 REUSO INDUSTRIAL: FABRICAÇÃO DE TIJOLOS 26 10.1 Metodologia utilizada 27 10.2 Reaproveitamento do Lodo da ETE de uma indústria cerâmica 28 10.3. Reciclagem de resíduos na indústria cerâmica 32 11 REDUÇÃO TÉRMICA 33 12 CONSIDERAÇÕES FINAIS.....................................................................................................34 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 35 1 INTRODUÇÃO Tendo a sociedade atual níveis precários de coleta e tratamento do esgoto, temos como reflexo o descaso com a qualidade ambiental, justificado pela escassez de recursos. Portanto saneamento básico é uma questão de saúde pública. O crescimento das demandas da sociedade por melhores condições do ambiente, tem exigido das empresas públicas e privadas a definição de políticas ambientais mais avançadas, que geralmente iniciam pelo tratamento dos efluentes. Este tratamento gera um resíduo sólido em quantidades variáveis segundo o tipo de esgoto e o sistema de tratamento adotado, denominado lodo de esgoto. A adequada destinação de resíduos é um fator fundamental para o sucesso de um sistema de tratamento. A importância desta prática foi reconhecida pela Agenda 21_ principal instrumento aprovado na Conferência Mundial de Meio Ambiente - Rio 92 _ que incluiu no seu capítulo 21 o tema "Manejo ambientalmente saudável dos resíduos sólidos e questões relacionadas com esgotos" (ANDREOLI et al., 1998). Enquanto as nações industrializadas buscam alternativas para equacionar seus 400 milhões de toneladas anuais de resíduos, as comunidades de países em desenvolvimento como o Brasil, convivem com depósitos desordenados de resíduos em aproximadamente 75 % de suas cidades, joga o lixo em vazadouros a céu aberto e apenas 25 % recebem tratamento mais adequado: 12% em aterro controlado, 9 % em aterro sanitário e o restante em compostagem, incineração e reciclagem (IBGE,1998). As previsões de aumento populacional associada a crescente concentração urbana mundial, determinou a necessidade imediata de definições tecnológicas e de ações políticas para solucionar um trágico problema: há uma limitação técnica e econômica dos espaços apropriados para a destinação final de resíduos. 2 COLETA E TRATAMENTO Os níveis precários de coleta e tratamento de esgoto no Brasil permitem uma estimativa do potencial de produção de biossólidos. Com relação à cobertura da rede de esgotos, tem-se um quadro extremamente precário segundo o IBGE (1998): apenas 33,75 % do total da população são servidos. As variações entre regiões dão uma dimensão das desigualdades existentes, conforme os dados a seguir: apenas 1,72% dos domicílios está ligado à rede geral, no Nordeste esse número representa 14,58 %. Na região sudeste, que é melhor servida, o total de domicílios representa 63%; na Região sul, apenas 14,92 % e na Centro-Oeste 30,07%. Estes indicadores mostram o nível de precariedade existente, onde 24 % dos domicílios brasileiros têm fossa rudimentar, 16 % tem fossa séptica e mais de 20 % não possui qualquer tipo de escoadouro da instalação sanitária (ANDREOLI et al., 1998). Este esgoto se devidamente tratado produziria 25.000 a 35.000 m3 de lodo primário (com 3 a 7% de sólidos) e de 150.000 a 200.000 m3 de lodo secundário (com 0,5 a 20% de sólidos) por dia. Este problema será ainda mais agravado com a perspectiva de inclusão de mais 70 milhões de habitantes urbanos nas redes de coleta nos próximos quinze anos (ANDREOLI et al., 1998). Mesmo os sistemas de tratamento de esgoto já implantados são muitas vezes operados indevidamente, o que diminui a sua eficiência, caracterizando-se como um grande desperdício de recursos públicos que foram investidos com o sacrifício da população e não trazem os benefícios esperados. Desta forma a existência do problema do lodo de esgoto é um avanço, pois significa que o primeiro passo em direção a solução do problema da poluição já foi dado (ANDREOLI et al., 1998). O correto tratamento e disposição do lodo de esgoto devem fazer parte de todo o programa de tratamento de efluentes urbanos e industriais, para que os objetivos do saneamento sejam efetivamente atingidos. Os custos destas operações podem alcançar 60% dos custos operacionais destas estações e, portanto não pode ser negligenciado (WEBER & SHAMES, 1984). Durante anos, no entanto, os projetos das estações de tratamento praticamente ignoravam o destino dos biossólidos. (ANDREOLI et al., 1998). O problema da gestão destes resíduos, de grande complexidade técnica e com custos significativos nos procedimentos operacionais passou a ser gerenciado em situação de crise pelas áreas operacionais, que inicialmente armazenam este material em áreas contíguas as ETEs e quando a quantidade vai se avolumando, lançam mão de todos os meios para se livrar emergencialmente dos resíduos gerados. Desta forma não é incomum encontrar lodo armazenado em condições precárias, a simples distribuição para agricultores sem critérios de segurança, chegando até ao absurdo técnico do seu simples lançamento nos cursos d?água. (ANDREOLI et al., 1998). O tratamento de esgoto é conjunto de processos que objetivam reduzir o potencial poluidor dos efluentes urbanos, e consiste basicamente na redução da carga orgânica desse efluente através de processos de oxidação e de concentração e remoção da matéria orgânica através da decantação. O produto final deste processo é o lodo, um resíduo de composição variável e de altíssimo potencial poluidor. Entre as conseqüências de práticas inadequadas de disposição do dejeto, citam-se a redução da eficiência técnica da ETE e a degradação dos recursos naturais. Problemas como a liberação de odores e a atração de vetores aos locais de estocagem de lodo são problemas vivenciados diariamente pelos operadores de ETEs. 3 PLANEJAMENTO E GESTÃO DOS BIOSSÓLIDOS O lodo removido nas diferentes etapas do tratamento muitas vezes constitui um problema particularmente complexo, por apresentar grandes quantidades e ser de composição variável. Esta composição está relacionada com as características do esgoto do qual foi gerado, com o processo de tratamento empregado, com as diferentes possibilidades de disposição e com seus usos. Independente da origem, o lodo necessita ser tratado para a redução de seu volume ou umidade (por desidratação ou adensamento), para a estabilização da matéria orgânica, aproveitamento ou disposição final. Isto ocorre em função da sua qualidade, características de operação, processo de tratamento, custos, condições climáticas, impactos ambientais, à própria distância de transporte e a dificuldade de se encontrar locais adequados ou seguros para o destino final do lodo seco. (SILVA, 2001). A aplicação no solo na forma líquida ou sólida, a sua compostagem ou co-compostagem com o lixo urbano ou disposição em aterro sanitário, são alternativas de disposição final do lodo aceitas em vários países. Entretanto, existem restrições para o uso de lodo no solo, devido à presença de patógenos, sais solúveis, compostos orgânicos persistentes e metais tóxicos, bem como ao teor de metais já existentes no solo. Assim, é necessária tanto a determinação das suas características e a avaliação do seu valor agronômico e econômico, bem como conhecer o potencial tóxico para plantas e/ou animais. (SILVA, 2001). Além dos benefícios ambientais e sociais, a gestão de biossólidos representa um mercado com boas perspectivas nas áreas de projeto, planejamento e gestão de serviços, equipamentos e insumos. Existem várias alternativas tecnicamente aceitáveis para o tratamento do lodo. A mais comum envolve a digestão anaeróbia que pode ser seguida pela destinação final em aterros sanitários exclusivos, seguida de alternativas como a disposição de superfície, a disposição oceânica, lagoas de armazenagem, a incineração ou a reciclagem agrícola. O lodo pode influenciar positivamente algumas características dos solos, melhorando sua sustentabilidade com reflexos ambientais imediatos, como a redução da erosão e a conseqüente melhoria da qualidade dos recursos hídricos. A aplicação do lodo em áreas agrícolas traz benefícios às propriedades físicas do solo, como a formação de agregados das partículas do solo e a conseqüente melhoria de infiltração e retenção de água e à aeração. Sua decomposição produz agentes complexantes capazes de solubilizar formas indisponíveis de fósforo no solo (CARVALHO & BARRAL, 1981), bem como nutrientes em compostos de liberação lenta. Os efeitos positivos sobre os fatores físicos e químicos do solo, proporcionam ainda, uma imediata reação e incremento da população edáfica. Do ponto de vista econômico, o uso do lodo como fertilizante orgânico representa o reaproveitamento integral de seus nutrientes e a substituição de parte das doses de adubação química sobre as culturas, com rendimentos equivalentes, ou superiores aos conseguidos com fertilizantes comerciais (USEPA, 1979). As propriedades do produto o tornam especialmente interessante a solos agrícolas desgastados por manejo inadequado, bem como para recuperação de áreas degradadas. 4 ALTERNATIVAS PARA A DISPOSIÇÃO FINAL DE LODO DE ESGOTOS As alternativas mais usuais para o aproveitamento e/ou disposição final do lodo de esgotos têm sido as seguintes, em países do primeiro mundo (TSUTIYA et al, 2000): Ï Usos agrícolas ü Aplicação direta no solo; ü Aplicação em áreas de reflorestamento; ü Produção de composto ou fertilizante organo-mineral; ü Solo sintético para agricultura; ü Aplicação da torta de lodo pré-condicionada com calcário; ü Secagem térmica ü Compostagem. Ï Disposição em aterros sanitários ü Aterros exclusivos; ü Co-disposição com lixo urbano. Ï Reuso industrial ü Produção de agregados leve para construção civil; ü Fabricação de tijolos e cerâmicas. Ï Incineração ü Desidratação do lodo; ü Combustível para o incinerador. Ï Restauração de terras ü Controle de voçorocas. Ï Conversão do lodo em óleo combustível As alternativas mais desejáveis são a reciclagem e o retorno do lodo possibilitando a sua utilização na agricultura, como fertilizante e recompositor da camada superficial de solo. Isto depende do tipo de cultura utilizada, mas geralmente é necessária uma etapa adicional no tratamento do lodo; a higienização, tem como principal função a remoção dos organismos patogênicos. Os custos de disposição do lodo crescem com o número de fases do processo. Comparando o uso do lodo úmido na agricultura, a desidratação com aterro sanitário e a desidratação-incineração-disposição das cinzas, a relação entre os custos será de aproximadamente 1:2:4. Por este motivo é conveniente, na maior parte dos casos, eleger o uso agrícola ou o aterro do lodo desidratado (IMHOFF, 1986). 5 DISPOSIÇÃO FINAL DE LODO EM ATERROS SANITÁRIOS A disposição final dos biossólidos gerados nos processos de tratamento de esgotos urbanos é um problema emergente no Brasil, e que tende a se agravar rapidamente à medida que se implantam e efetivamente se operam os sistemas de coleta e tratamento de esgoto no país. A disposição em aterros sanitários poderá ser efetuada em aterros exclusivos ou em co-disposição com resíduos sólidos urbanos. A opção pela disposição em aterros sanitários requer tecnologia sofisticada e podem apresentar alto custo por tonelada tratada (WEBBER & SHAMESS, 1984; CARVALHO & BARRAL, 1981; SAABYE et al., 1994). 5.1 Transporte e armazenamento de lodo de esgoto Segundo Santos e John (2007) o processo de transporte de biossólidos da ETE até o local de armazenagem pode atrapalhar o trânsito, ser desagradável e emitir odores desagradáveis para a comunidade. O potencial de emissão de odores (compostos de enxofre ou amônia) aumenta se certas condições ocorrerem durante a estocagem, como por exemplo: elevação da temperatura e umidade; pH caindo a menos de 9 em lodos estabilizados com cal; condições anaeróbias ou deficiência de oxigênio; contato do lodo com água; estocagem prolongada de lodos estabilizados inadequadamente; limpeza e controle de perdas deficientes. (SANTOS e JOHN, 2007). 5.2 Vantagens da destinação do lodo de ETES em aterros sanitários Os aterros são comumente usados como disposição final para as cinzas do incinerador, para o lodo digerido desidratado e para o lodo bruto desidratado. Muitas cidades dispõem o lodo juntamente com os resíduos sólidos nos aterros sanitários (HAMMER, 1979). Lodos frescos provenientes de processos anaeróbios e aeróbios de tratamento de esgotos apresentam grandes concentrações de organismos patogênicos e também podem ser co-dispostos com os resíduos urbanos. No entanto, os próprios processos de estabilização do material orgânico co-disposto com estes eventuais materiais, pela elevação de temperatura (processos aeróbios) ou pelas variações significativas de pH (processos anaeróbios), atenuam e diminuem esses aspectos que podem, em se tratando de matéria fecal de origem humana, ser provenientes de algum organismo doente, desenvolvendo alguma enfermidade de origem fecal. As vantagens que decorrem da co-disposição são: ü maior produção de gás metano; ü mais rápida estabilidade do percolado (quando recirculado na massa de resíduos); ü redução do tempo de bioestabilização; Segundo BIDONE e POVINELLI (1999), não são necessárias manter elevadas proporções de lodos de esgotos nas misturas e que resultados bastante satisfatório têm sido obtidos com a adição apenas de 5% de sólidos totais introduzidos, como lodos de esgotos, nas misturas. Essa adição já promove a redução de sólidos voláteis e estudos realizados no Brasil mostraram que em misturas com lodos, participando estes com percentuais entre 5% e 20%, a redução de sólidos voláteis situou-se em torno de 50% a 55%, enquanto para resíduos orgânicos degradados na ausência destes lodos, a redução observada foi de apenas 30%. A tendência atual é adicionar lodos de esgotos em aterros sanitários, visando ao aumento na produção de biogás e a diminuir o tempo para o início de sua produção. 5.3 Desvantagens da destinação do lodo de ETES em aterros sanitários Os aterros sanitários não são a melhor opção para a disposição final do lodo, pois além de ser uma tecnologia cara, os aterros precisam ser próximos aos grandes centros, onde cada vez há menos áreas disponíveis para ampliação ou implantação de novas centrais. O grande problema que surge dessa co-disposição ou disposição conjunta é a quantificação da fração ideal de lodo a ser adicionado aos resíduos sólidos orgânicos, de tal forma garantir o desempenho esperado dos aterros (BIDONE e POVINELLI, 1999). A importância de uma boa escolha tecnológica na pré-concentração mecânica (centrifuga, belt-press, tanques ou tubulações desaguadoras etc.) reside no fato que quanto mais se retira água sem calor, mais eficiente e reduzida se torna a fase térmica. Atualmente, a maioria dos aterros já não aceita um lodo de ETE que tenha acima de 70% de conteúdo de H2O. Após a fase de evaporação o teor de umidade final pode variar de 10% até 30-40%, dependendo do destino que é dado ao lodo. 6 INCINERAÇÃO DO LODO A incineração a altas temperaturas é o processo mais drástico de desidratação do lodo. Apresenta, como produto final, basicamente cinzas, reduzindo ao mínimo possível o volume o lodo. No entanto, essas cinzas ainda necessitam de uma disposição final adequada em aterros sanitários. Existem vários processos de incineração, sendo o leito fluidizado um dos mais utilizados. 6.1 Desvantagens A incineração é o processo mais caro de desidratação, pelos seguintes motivos: ü Apresenta consumo razoável de combustíveis, apesar de que, atualmente, tem sido utilizado o próprio lodo como combustível para manter o processo, devido ao seu razoável calor específico, sendo o combustível utilizado apenas nas partidas; ü Necessita de mão de obra especializada para manutenção e operação; ü Utiliza-se a torta desidratada, visando à redução das dimensões do incinerador e o consumo de combustíveis (não descarta, portanto, os processos anteriormente mencionados de desidratação mecânica); ü Apresenta riscos de poluição atmosférica, através do lançamento de fumaça e particulados na atmosfera, sendo necessário que o incinerador seja dotado de um sistema de lavagem e/ou purificação dos gases geados. 6.2 Processo de disposição final: incineração de lodo de ETE No setor de incineração de lixo são utilizados hoje em dia principalmente processos secos, que ultrapassam claramente os valores limites no que diz respeito à sua eficiência de separação. O lodo de ETE não pode ser evitado, com um tratamento mais eficiente do esgoto é gerado mais lodo. Processo de incineração do lodo de ETE Figura 4- Incineração do lodo Fonte: CETREL (2009) Normalmente, os equipamentos de incineração do lodo de ETEs são equipados com sistemas de limpeza de gases multiestágio para separação de particulados e gases ácidos poluentes, bem como para a redução dos óxidos de nitrogênio. O quadro a seguir elucida os limites para a incineração. Quadro 01 Valores para a Incineração do lodo Dados típicos de dimensionamento Unidade de medida Incineração de lodo de ETE Volume de gás m³/h 30.000-60.000 Temperatura do gás °C 140 - 180 Tipo de particulado Aditivos, cinza volante, produtos do reator Teor residual de particulados mg/m³ < 10 Teor de particulados no gás bruto g/m³ 5 - 10 Limpeza online Meio filtrante Poliamida, Poliacrilonitrila Modelo à prova de explosão não é necessário Meio absorvente Hidróxido de cálcio, coque para forno de soleira, carvão ativado, bicarbonato de sódio Quadro 01 - Valores para a Incineração do lodo Fonte: CETESB (2009) 6.3 Tratamento e disposição de cinzas, escórias, lodos da ETE (águas) e lodos e material particulado do ECP (ar) O plano de gerenciamento de cinzas, escórias. lodos da ETE (águas) e lodos e material particulado proveniente do ECP (ar) deve constar do projeto aprovado pela CETESB. O gerenciamento de cinzas, escórias, lodos da ETE (águas) e lodos e material particulado proveniente do ECP (ar) deve conter informações sobre: quantificação, classificação, acondicionamento, identificação, armazenamento, transporte e disposição final. 6.4 NORMATIZAÇÃO - CETESB/E1 5011 Quantificação As cinzas, escórias, lodos da ETE (águas) e lodos e material particulado proveniente doECP (ar) geradas no processo de incineração devem ser quantificadas em peso (kg/dia). Classificação As cinzas, escórias, lodos da ETE (águas) e lodos e material particulado proveniente do ECP (ar) devem ser classificadas conforme NBR 10004. Acondicionamento As cinzas, escórias, lodos da ETE (águas) e lodos e material particulado proveniente do ECP (ar) devem ser acondicionadas em tambores metálicos. Identificação As cinzas, escórias, lodos da ETE (águas) e lodos e material particulado proveniente do ECP (ar) devem ser identificadas conforme NBR 7500. Armazenamento O local de armazenamento dos tambores deve ser coberto e identificado conforme NBR7500. Transporte O transporte deve ser em veículo específico para este fim. Destino Final As cinzas. escórias, lodos da ETE (águas) e lodos e material particulado proveniente do ECP (ar) devem ser dispostos em aterros sanitários, compatíveis com a classificação dos resíduos. Treinamento de pessoal A capacitação do operador é um fator primordial e os responsáveis pela instalação devem fornecer treinamento adequado aos seus funcionários, no qual deve incluir: a) a forma de operação da instalação, dando-se ênfase a atividade especifica a ser desenvolvida pelo indivíduo; b) treinamento para preenchimento dos registros de dados de operação do sistema Manutenção Deve ser estabelecido um programa de manutenção periódica para todos os equipamentos do sistema. Plano de Emergência Em caso de acidentes devem ser tomadas, medidas que minimizem ou restrinjam os possíveis efeitos danosos decorrentes. A sequência de procedimentos deve estar discriminada no Plano de Emergência, que deve conter: a) informações de possíveis incidentes e as ações a serem tomadas; b) indicação da(s) pessoa(s) que aturá(ão) como coordenador(es) das ações de emergência, indicando seu(s) telefone(s) e endereço(s), sendo que estes dados devem estar sempre atualizados. c) lista de todo equipamento de segurança existente, incluindo localização, descrição do tipo e capacidade. A instalação deve manter uma cópia do Plano de Emergência em local de fácil acesso e garantir que todos os seus funcionários tenham conhecimento do seu conteúdo. CONDIÇÔES ESPECÍFICAS Incinerador ü Primeira câmara A temperatua dos gases na saída da primeira câmara de queima deve ser superior a 800º C. O tempo de residência dos resíduos em processo de incineração na primeira câmara deve ser igual ou superior a 60 minutos. ü Última câmara de combustão A temperatura dos gases na saída da câmara deve ser igual ou superior a 1000°C. O tempo de residência dos gases deve ser igual ou superior a 0,8 s. Cinzas e escórias Não deve haver presença de materiais voláteis nas cinzas e escorias quando analisadas conforme NBR 10.664. As amostragens de cinzas e escórias devem ser realizadas de acordo com a NBR 10.007. As cinzas e as escórias devem ser dispostas em aterros sanitários compatíveis com a classificação dos resíduos, restringindo-se todavia a caracterização dos mesmos aos parâmetros mencionados na Tabela 1. Fonte: CETESB (2009) Monitores contínuos, indicadores e registradores O incinerador deverá estar provido dos seguintes monitores contínuos nos efluentes gasosos instalados na chaminé, segundo a tabela 02. Tabela 2 - Monitores contínuos Fonte: CETESB (2009) Limites de emissão para os efluentes gasosos A velocidade dos gases efluentes da chaminé deve ser tal que permita realizar amostragens dos mesmos. As concentrações de substâncias químicas (na forma de particulado e vapor) nos efluentes gasosos da chaminé não devem ser superiores aos limites de emissão estabelecidos pelas normas específicas. Nos casos em que o efluente apresentar substâncias pertencentes a classes diferentes, a concentração total (soma das concentrações individuais), não deve ser superior ao limite mais alto da classe em que se tem algum elemento presente. Limites de emissão para efluentes líquidos Os efluentes líquidos quando lançados em sistema público de esgotos, provido de estação de tratamento com capacidade e de tipo adequado, deverão atender aos padrões de emissão do Artigo 19-A do Regulamento da Lei no 997/76. Os efluentes líquidos quando lançados em corpos d'água deverão atender aos limites de emissão aos padrões de qualidade dos corpos receptores estabelecidos nos Artigos 10, 1 1, 12, 13 e 18 do Regulamento da Lei no 997/76 de 3l/05/76 aprovada pelo Decreto no 8468/76 de 08/09/76 e nos Artigos 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 e 21 da Resolução Conama no 20/86 de 18/06/86.No caso de lançamento de efluentes líquidos em corpos d'água, além do atendimento à legislação vigente, deverá ser realizada a desinfecção dos efluentes previamente ao lançamento. INSPEÇÃO Teste de queima O plano de teste de queima e sua realização, de responsabilidade do interessado, devem ser previamente aprovados pela CETESB. O teste deve ser realizado com a capacidade máxima do incinerador, antes de entrar em operação normal e toda vez que se desejam alterar as condições de operação. ACEITAÇÃO/ REJEIÇÃO A instalação será aprovada em cada fase (projeto, construção e funcionamento) se ela cumprir todas as exigências desta Norma bem como as específicas elaboradas pela CETESB. 7 USO AGRÍCOLA Segundo Costa et. al (2008) a disposição do lodo em áreas agrícolas é altamente recomendada, pois constitui um resíduo rico em matéria orgânica, sendo recomendada a sua aplicação como condicionador de solo e/ou fertilizante. No entanto, exige rígido controle em relação ao lodo gerado e à taxa de agregação do solo e aos componentes químicos e biológicos. Segundo Jordão et. al (1995), utiliza-se lodo digerido não desidratado e lodo seco com teor de umidade reduzido na agricultura, levando-se em conta as formas de aplicação no local e os custos de transporte, por tubulação ou caminhão tanque para lodo digerido, e por caminhão de grande capacidade para lodo seco, sendo de fundamental importância o aval da população em relação ao uso agrícola do lodo. A industrialização do lodo como fertilizante é atrativa aos horticultores, devendo-se analisar a qualidade do lodo gerado em relação à presença de metais pesados e agentes patogênicos; os custos de implantação e operação da usina de produção de fertilizante ou de composto, os custos finais, e a viabilidade de colocação do produto no mercado consumidor. Uma série de outras vantagens são identificadas no emprego do lodo de ETE?s no solo (FERREIRA et. al, 2003): ü baixo investimento; ü pequeno custo de operação; ü baixo consumo de energia; ü benefício agrícola; ü a não sobrecarga dos aterros sanitários; ü a não existência de descargas de substâncias em cursos d?água. Apesar de todas as vantagens do uso de lodos de ETE?s na agricultura, alguns problemas devem ser levados em consideração. Segundo Nuvolari (2003) um dos problemas está relacionado à possível presença de elementos potencialmente tóxicos (EPT) no lodo. A toxicidade dos elementos potencialmente poluidores pode se dar pelos efeitos diretos à planta, causando morte ou a perda de produtividade, ou provocar efeitos indiretos pela acumulação na cadeia alimentar, causando diversos problemas à saúde humana. Outro problema relaciona-se à presença de organismos patogênicos presentes no lodo que podem contaminar os alimentos ingeridos crus podendo afetar a saúde humana. Um último problema relaciona-se com a possível presença de nitrogênio, na forma de nitratos que, quando não absorvido de imediato pelas plantas ou quando em grandes quantidades no lodo, pode contaminar os lençóis freáticos, devendo-se à alta mobilidade dos nitratos na água e no solo. O lodo usado na agricultura, chamado também de biossólido, é classificado em dois tipos segundo norma da CETESB, considerando, segundo Jordão et. al (1995): ü classe A: biossólidos de uso irrestrito. Objetiva a redução da quantidade de patogêncios incluindo análise de coliformes fecais, Salmonella sp., vírus, helmintos e protozoários. Para essa redução devem ser empregadas tecnologias de redução avançada de patogênicos como a compostagem, secagem térmica, tratamento térmico, digestão aeróbia termofílica, irradiação e pasteurização; ü classe B: objetiva assegurar que a quantidade de organismos patogênicos encontrar-se-á reduzida para níveis não comprometedores da saúde pública e do meio ambiente, fazendo-se necessária somente a análise de coliformes fecais. Para obtenção desse composto, é proposto o emprego de tecnologias como a digestão aeróbia, secagem, compostagem e estabilização com cal. De forma geral, não é permitido aos biossólidos o desenvolvimento de vetores e roedores, admitindo-se alguns processos de tratamento para redução desses vetores e roedores de acordo com o fim proposto, os quais são: digestão anaeróbia ou aeróbia, compostagem, estabilização química, secagem, aplicação superficial e incorporação ao solo (JORDÃO et. al 1995). 7.1 Legislação para o Uso e Disposição Final do Lodo As diretrizes para o uso do lodo de ETE?s em áreas agrícolas são estabelecidas pelo Conselho Nacional de Meio Ambiente (Conama) através da resolução 375/2006 e define as seguintes metodologias para redução de contaminantes: digestão anaeróbia, digestão aeróbia, compostagem, estabilização química e secagem seguida de incorporação no solo, além de procedimentos para o controle de agentes patogênicos para enquadramento do lodo como classe A e B. 8 APLICAÇÃO EM ÁREAS DEGRADADAS Segundo Rocha et. al (1999), o lodo de esgoto é também uma alternativa para recuperar áreas degradadas cujos solos sofreram grandes alterações físico-química, não apresentando condições ao desenvolvimento de vegetação e ficando susceptíveis ao desenvolvimento de processos erosivos. A mineração a céu aberto, barragens e áreas de empréstimos de rodovias são exemplos de áreas degradadas. Normalmente aplica-se o lodo somente uma vez no solo em quantidades elevadas, o que traz vantagens como a economia de escala que pode ser obtida, diminuindo os custos de transporte e disposição, as desvantagens estão relacionadas com o fato de que as áreas degradadas normalmente não estão distribuídas de maneira homogênea e com o fato de uma posterior utilização dessa área, caso ela venha a ser utilizada para a produção agropecuária, as altas doses de lodo aplicadas devem ser reconsideradas, devido aos riscos de contaminação da produção (ROCHA et al 1999). 9 DISPOSIÇÃO NO MAR Esta alternativa foi bastante usada em cidades dos EUA e Inglaterra, consiste no lançamento do lodo proveniente de estação de tratamento de esgoto em alto mar. Esta alternativa implica em prejuízos ambientais conforme estudos realizados pela EPA (Environmental Protection Agency) nos EUA (ROCHA et al 1999). Para isso, são usados navios tanques especiais (lameiros). Algumas medidas devem ser tomadas para a redução dos custos de operação, podendo-se citar a desidratação parcial do lodo e medidas de prevenção de mau cheiro nos arredores do reservatório localizado junto aos cais dessas embarcações (IMHOFF et. al, 2002). 10 REUSO INDUSTRIAL: Fabricação de tijolos Devido às várias restrições para disposição final do lodo, sejam ambientalmente ou economicamente, muitos países têm adotado outras formas de dispor este resíduo tão indesejado. Então, foram experimentados modos alternativos para reusar ou incorporar vários tipos de resíduos em recentes décadas, inclusive incorporação em materiais de construção. Entre eles, tem-se a incorporação na matéria prima da indústria cerâmica para confecção de tijolos. No estudo realizado por Liew et. al. (2004), o qual envolveu a reutilização do lodo de esgoto em tijolos cerâmicos, foi constatado que o lodo pode ser incorporado com sucesso em tijolos com adições de lodo seco variando de 10 a 40%. Com relação aos resultados de absorção de água, resistência à compressão e lixiviação de metais pesados, pôde-se concluir que a incorporação de lodo até 40% em tijolos garante diferentes propósitos para sua aplicação, em todos os casos, os tijolos poderiam ser utilizados para alvenaria de vedação sem função estrutural. A incorporação do lodo de ETE na matéria prima da indústria de cerâmica vermelha, contribui com o desenvolvimento de tecnologias para o destino final produtivo e sanitariamente seguro dos lodos gerados no setor do saneamento e minimizar os possíveis impactos relacionados com o uso do solo como fonte de matéria-prima da cerâmica. O uso de lodos procedentes de ETE como matéria prima cerâmica pode ser uma alternativa viável, tanto econômica como técnica, reduzindo custos ambientais relacionados com a disposição final desses materiais. Além disso, as operações inerentes à indústria cerâmica (fornos com altas temperaturas) fazem com que os riscos sanitários se reduzam ao mínimo. As indústrias cerâmicas do estado do Rio Grande do Norte ? RN, salvo algumas exceções, utilizam processos tradicionais de queima dos produtos, tendo a lenha como principal fonte de calor. Neste aspecto, pode-se considerar a atividade cerâmica como potencialmente poluidora, pela possibilidade de emitir para a atmosfera: fumaça, material particulado, monóxido de carbono e três outros contaminantes citados na Resolução nº 03/90 do CONAMA. Por outro lado, sabe-se que a queima da argila também é uma fonte de poluição atmosférica, principalmente pela emissão de fluoretos. Portanto, a incorporação do lodo como matéria prima da indústria cerâmica em baixas proporções, não altera significativamente os danos ambientais já existentes próprios desta atividade produtiva. 10.1 Metodologia utilizada A metodologia utilizada na utilização de lodo de esgoto como matéria-prima na fabricação de tijolos consistiu em primeira fase, em revisar e analisar as metodologias utilizadas por outros pesquisadores na fabricação e avaliação de tijolos fabricados com lodo. Na segunda fase, foram feitos testes em cada etapa da fabricação do tijolo, com o objetivo de aprimorar técnicas já utilizadas e propor mecanismos novos para a execução da pesquisa. As matérias-primas utilizadas nesta pesquisa foram: a) duas argilas com características granulométricas e índices de plasticidade diferentes. Ambas são provenientes de uma indústria de blocos cerâmicos localizada no município de Goianinha/RN. b) lodo -desaguado no leito de secagem da ETE do Campus da UFRN- oriundo de um sistema de lagoas de estabilização de uma empresa de caminhões limpa-fossa da cidade do Natal/RN. Resultados obtidos A FIG. 14 apresenta o fluxograma de fabricação de tijolos com adição de lodo obtido. Figura 14 - Fluxograma da fabricação de tijolo maciço com adição de lodo de ETE. 10.2 Reaproveitamento do Lodo da ETE de uma indústria cerâmica As indústrias cerâmicas, nos processos de preparação de massas, esmaltes, esmaltação e escolha geram considerável quantidade de emissões, efluentes e resíduos que provocam a necessidade de investimentos em vários equipamentos de tratamento e/ou destinação adequada. Os efluentes são tratados em ETE, de onde resulta o lodo que, após prensado em filtro-prensa, é compactado em blocos chamados comumente de torta de lodo ou apenas torta. Devido à ausência de estrutura adequada ou dos altos custos para deposição final em locais previamente preparados, os lodos geralmente são depositados em locais inadequados. Isso provoca um aumento de perdas e dos custos de produção e além da geração de impactos ambientais significativos. Essas análises e informações contribuem com o aumento da tendência de buscas de reaproveitamento de resíduos visando à redução de custos industriais e agressões ao meio ambiente. Etapas do processo de fabricação Os revestimentos cerâmicos são materiais geralmente utilizados para revestir pisos e paredes, produzidos a partir de argilas e outras matérias-primas inorgânicas e conformados por prensagem, principalmente, ou por extrusão. As placas são então secadas e queimadas a temperaturas de sinterização. Podem ser esmaltadas ou não esmaltadas, são incombustíveis e não afetadas pela luz. O processo produtivo de fabricação de pavimentos e revestimentos pode ser resumido no fluxograma da FIG.15. Destaca-se a geração de lodo na ETE, originada da lavagem de resíduos ao longo do processo, como nas etapas de moagem e esmaltação. Tratamento de efluentes e resíduos No decorrer do processo produtivo, diversas atividades geram resíduos, emissões atmosféricas e efluentes que devem receber tratamento adequado antes do descarte para o meio ambiente. Os efluentes, numa indústria cerâmica, são produzidos basicamente em três setores: preparação de massa, preparação de esmaltes e linhas de esmaltação. A geração desses resíduos deve-se à limpeza de equipamentos, sobras de produção e, no caso de resíduos de massa, de peneiramentos da barbotina antes da atomização da massa. Existem vários formas de tratamento de efluentes, porém em indústrias cerâmicas, comumente utilizam-se duas formas: ü Instalação de duas ETEs independentes; uma destinada ao tratamento dos efluentes gerados no setor de preparação de massa e outra destinada ao tratamento dos efluentes de esmaltes, provenientes das linhas de esmaltação e do setor de preparação de esmaltes; ü Instalação de uma única ETE que tratará simultaneamente resíduos de esmaltes e massa. O fluxograma da FIG. 18 descreve as etapas envolvidas no tratamento de efluentes. 10.3. Reciclagem de resíduos na indústria cerâmica Os aterros industriais, criados e projetados especialmente para disposição de resíduos sólidos industriais, são as alternativas mais procuradas pelas empresas para livrarem-se dos resíduos e multas. Porém, alguns métodos vêm sendo aplicados, alcançando resultados interessantes do ponto de vista econômico e de preservação do meio ambiente. Assim a reciclagem, surge como importante opção, em face de sua grande flexibilidade operacional e da possibilidade de sua aplicação em sistemas de baixo custo. (FURTADO, 2000). Dentre as inúmeras vantagens do reaproveitamento dos resíduos, pode-se citar: ü Diminuição da quantidade de resíduos enviados para aterros industriais, diminuindo assim, os custos com destinação e transporte; ü Economia de energia e recursos naturais; ü Melhoria de imagem da empresa frente ao mercado consumidor; ü Redução dos custos industriais mediante a incorporação de resíduos em seus processos produtivos. 11 REDUÇÃO TÉRMICA A redução térmica do lodo é uma forma de disposição final que apresenta importantes vantagens no caso de grandes contribuições, por reduzir ao máximo o volume de lodo final, ao mesmo tempo em que destrói organismos patogênicos e compostos tóxicos. A desvantagem é em relação ao elevado custo capital e operacional, pois necessitam de um profissional qualificado para operação e manutenção, cuidados especiais e investimentos para controle da poluição atmosférica. Os processos mais utilizados são: ü Incineração: Combustão completa do lodo desidratado em fornos de bandejas múltiplas, e em leitos fluidizados. É o processo mais praticado, não sendo necessária a digestão prévia do lodo; ü Co-incineração: combustão juntamente com o lixo urbano; embora recomendável para reduzir os custos de duas instalações separadas para o lixo e para o lodo, esta aplicação é pouco usada; ü Oxidação úmida: combustão parcial sob elevadas condições de pressão e temperatura (processo Zimpro, sendo o lodo cru adicionado diretamente ao processo); ü Oxidação úmida em poços profundos: processo recente, desenvolvido por pesquisadores da Universidade do Texas em Austin, em fase de implantação em escala industrial. 12 CONSIDERAÇÕES FINAIS Com base nos estudos constata-se que os lodos gerados em ETEs não têm características únicas, variam de ETE para ETE, dependendo da região em que se localiza. O tratamento e a disposição final de lodos de ETEs é um grande problema em todo o mundo, pois existem poucas áreas adequadas e disponíveis nas regiões metropolitanas para implantação de aterros. A aplicação do lodo na agricultura apresenta-se como uma das alternativas mais bem recomendadas, seja na aplicação como condicionador, fertilizante ou recuperação de áreas degradadas. Essa recomendação parte do fato de que o lodo atua como fonte de nutrientes para as culturas, aumenta o teor de matéria orgânica no solo, diminui o teor de alumínio trocável, aumenta a produção de matéria seca. A incineração e a disposição em aterro são as últimas opções e o custo benefício se equivalem. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ? ANDREOLI, C. V.; PEGORINI, E. S. Gestão de BiossólidosSituação e perspectivas. In: I Seminário sobre Gerenciamento de Biossólidos do Mercosul, Curitiba, dez 1-4, 1998. ? ANDREOLI, C. V., Pegorini E. S., Fernades F. Disposição do lodo no solo. In: Lodo de esgotos: tratamento e disposição final. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, pp 484. ? ANDREOLI, A.C.; GARBOSA, L. H. P.; LUPATINI, G.; PEGORINI, E. 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Autor: Daniela Teixeira


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