tratamento de aguas, Notas de estudo de Engenharia de Produção

Baixe tratamento de aguas e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia de Produção, somente na Docsity! Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 1 MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ CURSO TÉCNICO DE PETRÓLEO TRATAMENTO DE ÁGUA E EFLUENTES INDUSTRIAIS Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 2 CURSO TÉCNICO DE PETRÓLEO Professora: Msc. Marisa Soares Borges Universidade Federal do Paraná e-mail: marisa@ufpr.br Telefone: 3361-3424 Celular: 99831624 1. Identificação da disciplina 1.1 Tratamento de Água e Efluentes Industriais • O aluno deverá compreender a importância da água para a manutenção dos seres vivos no planeta, • Entender que os recursos hídricos são recursos naturais não renováveis e devem ser preservados usando racionalmente a água, tanto na vida diária bem como na indústria, como forma de desenvolvimento sustentável, • Conhecer os processos de tratamento de água e de efluentes líquidos utilizados. 2. Pré-requisito Química Geral Aplicada 3. Objetivos Gerais Fornecer ao aluno conhecimentos básicos de gestão ambiental, tratamento de água e efluentes industriais. • Objetivos do tratamento, • Nível do tratamento, • Estudos de impacto ambiental no corpo receptor, 3.1 Objetivos específicos • Compreender os princípios de um sistema de gestão ambiental na indústria, • Como elaborar um programa de gestão ambiental e prevenção de poluição, • Conhecer sistemas de tratamento para efluentes industriais (tratamento preliminar, tratamento primário, secundário, terciário). 4. Conteúdo programático • Conhecimentos básicos e aplicações de sistema de gestão ambiental (Legislação ambiental, ISO 14001, NBR 10004), desenvolvimento sustentável, • Estudo de impacto ambiental, • Gerenciamento de resíduos, • Prevenção de poluição, Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 2 ambiental e suas repercussões nos diferentes âmbitos. Este encontro resultou na elaboração de um plano de ações necessárias à transição para um modelo “sustentável” de relação com o ambiente, a AGENDA 21. O “desenvolvimento sustentável” como uma solução para os problemas ambientais vem sendo discutida por diferentes segmentos da sociedade. Caso não ocorra uma profunda alteração da atual filosofia econômica, a contribuição mais otimista da sustentabilidade seria a de um adiamento da exaustão dos recursos. Quando se fala de desenvolvimento sustentável, tem que se considerar não só os aspectos materiais e econômicos, mas o conjunto multifacetado que compõe o fenômeno do desenvolvimento: aspecto político, social, cultural e físico, os quais repousam sobre parâmetros qualitativos tais como: harmonia social, cidadania, valores da sociedade (ético, moral) e o nível entrópico do sistema. 3. PROCESSOS DE TRATAMENTO DE ÁGUA E EFLUENTES Um dos principais problemas que qualquer cidade enfrenta é o da coleta e tratamento dos resíduos por ela gerados. Quanto maior o número de pessoas que vivem em uma determinada cidade, maior será a sua geração de resíduos. Cada resíduo possui características específicas, que levam à necessidade de diferentes formas de coleta, tratamento e disposição. Na maioria dos casos, o volume de resíduos gerados supera, em muito, a capacidade natural da assimilação do meio que circunda esses centros urbanos. O resultado é uma crescente deterioração nas condições ambientais com o aumento visível dos níveis de poluição. Com relação aos resíduos provenientes de esgotos sanitários, durante muito tempo os investimentos foram realizados apenas para a construção dos sistemas de coleta. Em geral, ainda hoje, a maioria dos sistemas de esgotos existentes nas cidades brasileiras limita-se a despejar os resíduos brutos nos corpos de água, sendo responsáveis pelo agravamento dos problemas de poluição. Essa crescente quantidade de esgoto urbano, gerado pelos grandes centros e depois lançados nas águas dos rios, representa um grande desafio para os pesquisadores e as autoridades no sentido de proporem alternativas seguras, socialmente aceitáveis e economicamente viáveis para o tratamento e a destinação final dos produtos gerados a partir dos esgotos sanitários. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 3 3.1 Água residuárias ou esgoto: é o líquido conduzido pelas canalizações de esgotamento das comunidades. Possui características variáveis, em função de sua origem, da hora de produção ou amostragem, da extensão da rede coletora e do estado de conservação da mesma. O esgoto industrial é proveniente de processos industriais. A composição e função de tecnologia e do produto podendo variar de orgânico a mineral, geralmente é composto de sólidos dissolvidos. Características físicas:
Teor de matéria sólida,
Odor,
Cor,
Turbidez,
Variação de vazão. Matéria sedimentável: sedimenta em um período razoável de tempo (entre 1 e 2 horas). Matéria não sedimentável: não sedimenta no tempo arbitrário de 2 horas, só será removida por processos de oxidação biológica e de coagulação, seguida de sedimentação. Os odores característicos dos esgotos são causados pelos gases formados no processo de decomposição, a cor e a turbidez indicam o estado de decomposição do esgoto, as características químicas são de origem de matéria orgânica e inorgânica. A forma mais utilizada para se medir a quantidade de matéria orgânica presente é através da determinação da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), que indica o grau de poluição de uma água residual. Quanto maior o grau de poluição orgânica, maior a DBO do corpo d'água. A variação da vazão dependerá do tipo de rede, dos despejos admitidos, qualidade do material empregado e principalmente da natureza da indústria. 3.2 Coagulação e precipitação química: é a operação pela qual as substâncias químicas formadoras de flocos - coagulantes - são adicionadas a água com a finalidade de se juntar ou combinar com a matéria em suspensão decantável e com a matéria não decantável e com a matéria coloidal, com isso se formam os Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 4 agregados às partículas em suspensão, os flocos. Os coagulantes se precipitam depois de reagir com outras substâncias. Na precipitação, as substâncias dissolvidas são retiradas da solução, as substâncias químicas adicionadas são solúveis e reagem com as substâncias químicas do esgoto, por exemplo, a adição de cal em esgotos contendo ferro, produz flocos que sedimentam. 3.3 Remoção dos sólidos grosseiros em suspensão: é feita através de crivos, grades, desintegradores, os sólidos sedimentáveis são feitos com caixa de areia e centrifugadores, a remoção de óleos e graxas são feitos em tanques de retenção de gorduras, tanques de flotação, decantadores com removedores de escuma. 3.4 Remoção do odor e controle de doenças: deve ser feita cloração, utilização de reagentes químicos e instalações biológicas. Eficiência da unidade: O tratamento preliminar é a remoção de sólidos grosseiros, remoção de gordura, remoção de areia. 3.5 Tratamento primário: decantação, flotação (substâncias mais leves que a água), geralmente bolhas de ar ou compostos químicos, digestão e secagem do lodo e sistemas compactos (decantação e digestão). A separação sólido-líquido por decantação centrífuga é semelhante a sedimentação por gravidade, as partículas são aceleradas por uma força centrífuga, maior que a aceleração da gravidade. 3.6 Tratamento secundário: é feito através de filtração biológica, processo de lodos ativados, decantação intermediária, lagoas de estabilização. 3.7 Tratamento terciário: são as chamadas lagoas de maturação, cloração para desinfecção, ozonização para desinfecção, remoção de nutrientes, remoção de complexos orgânicos, eletrodiálise, osmose reversa, troca iônica, remoção de nutrientes. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 7 biológicos Efluentes domésticos Processos biológicos Lagoas de estabilização aeróbias ou facultativas. 5. Sistema de Canalização Sanitária: O esgoto bruto recebe este tratamento, antes de ser depositado em fonte de águas naturais, seja rio, lago ou mar. O componente principal do esgoto, além da água é a matéria orgânica de origem biológica. Ocorre na forma de partículas, que vão desde o tamanho macroscópico, até as de tamanho microscópico e que se encontram na água em suspensão na forma de colóides, 5.1 Tratamento primário (ou mecânico) de águas residuais: são removidas as partículas maiores, incluindo areia e lodo, o que permite o fluxo lento através de telas e ao longo de uma lagoa. No fundo da lagoa, forma-se um lodo de partículas insolúveis, enquanto que, na parte superior, forma-se uma camada superficial de um líquido oleoso (produtos formados pela reação do sabão com os íons de cálcio e magnésio) menos denso do que a água, que é retirada da superfície. Cerca de 30% da DBO da água residual é removida no processo do tratamento primário, mesmo sendo essa fase do procedimento de natureza totalmente mecânica. O lodo das fases primária e secundária do tratamento está constituído principalmente por água e matéria orgânica e da remoção de água sobrenadante, o qual, na maioria das vezes é incinerado ou enviado para aterro sanitário, no entanto, este lodo mesmo sendo rico em nutrientes para as plantas, pode conter metais pesados e outras substâncias tóxicas. Após a passagem do lodo através do tratamento primário convencional, a água do esgoto torna-se mais clarificada, porém, apresenta ainda uma DBO muito alta (centenas de miligramas por litro) e é prejudicial para a biota. A alta DBO deve- se principalmente à presença de partículas orgânicas coloidais. Na fase de tratamento secundário ou biológico, grande parte do material orgânico em Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 8 suspensão, como aquele dissolvido na água, é biologicamente oxidado por microorganismos até dióxido de carbono e água, ou convertido em lodo adicional que pode ser removido com facilidade. Com o objetivo de possibilitar as reações conduzidas pelos microorganismos, a água é aspergida sobre um leito de areia e pedregulho ou sobre um plástico coberto por bactérias anaeróbias, ou é bem agitada em um reator de aeração (processo de lodo ativado). O sistema é mantido bem aerado para acelerar a oxidação. Em essência, mantendo-se de forma deliberada no sistema uma alta concentração de organismos aeróbios, especialmente bactérias, é possível que sejam rapidamente efetuados ou mesmo processos de degradação biológica que requeriam semanas para ocorrer em águas abertas. As reações de oxidação biológica do tratamento secundário reduzem a DBO da água poluída a menos de 100 mg/L, o que constitui cerca de 10% da concentração original do esgoto não tratado. Em alguma extensão, ocorre também nitrificação, na qual os compostos nitrogenados orgânicos convertem-se em íons nitratos e dióxido de carbono. Em resumo, o tratamento secundário das águas residuais envolve reações bioquímicas que oxidam grande parte do material orgânico que não havia sido removido na primeira fase. Após a diluição da água tratada com uma grande quantidade de água natural, a vida aquática pode ser mantida. 5.1.1 Cloração ou irradiação com luz UV: Em alguns casos, a água produzida pelo tratamento secundário é desinfetada antes de ser bombeada para um curso de água local. Pesquisas recentes efetuadas no Japão têm mostrado que a cloração do efluente antes de sua emissão produz alguns compostos mutagênicos, presumivelmente por interação das substâncias que contém cloro com a matéria orgânica que permanece na água. Procedimentos que aplicam o tratamento terciário (avançado ou químico) de águas residuais. Na fase terciária, são removidos produtos químicos específicos das águas parcialmente purificadas, antes de sua desinfeção final. Dependendo do local, o tratamento terciário pode incluir alguns ou todos os seguintes processos: • Redução da DBO por remoção da maior parte do material coloidal remanescente, usando sais de alumínio, em um processo no qual se forma Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 9 Al(OH)3 e que opera da mesma maneira descrita anteriormente para purificação da água potável. • Remoção de compostos orgânicos dissolvidos (incluindo o clorofórmio) e de alguns metais pesados, mediante sua adsorsão ao carvão ativado, sobre o qual a água flui. • Remoção de fosfatos, normalmente por meio de sua precipitação como o sal de cálcio Ca5(PO4)3OH, produzido pela adição de cal, Ca(OH)2. Parte do fósforo é removido na fase de tratamento secundário, visto que os microorganismos o incorporam como nutriente para o seu crescimento. • Remoção de metais pesados pela adição de íons hidróxido ou sulfeto para formar hidróxidos ou sulfetos metálicos insolúveis. • Remoção de ferro por aeração efetuada a um pH elevado, com o objetivo de promover sua oxidação para seu estado insolúvel de Fe+3, possivelmente em combinação com o uso de um forte agente oxidante , cuja função é destruir os ligantes orgânicos quelantes do íon Fe+3, que poderão impedir sua oxidação. 5.1.2 Demanda Química de Oxigênio: É uma grandeza que diz respeito à quantidade de oxigênio consumido por materiais e por substâncias orgânicas e minerais que se oxidam sob condições experimentais definidas. No caso de águas, a grandeza caracteriza-se como um parâmetro particular importante para estimar o potencial poluidor (no caso, consumidor de oxigênio) de efluentes domésticos e industriais, assim como o impacto dos mesmos sobre os ecossistemas aquáticos. Como a medida direta desse oxigênio é uma impossibilidade prática, o mesmo é convencionalmente substituídos por substâncias oxidantes que, tendo sua quantidade medida antes e depois do contato com as amostras, permite avaliar o poder redutor ou consumidor de oxigênio das mesmas. Dessas substâncias, o dicromato tem sido o oxidante mais empregado na determinação da DQO em águas e efluentes, com cujos redutores reage, na presença de íons Ag+ como catalizador e em meio fortemente acidificado com ácido sulfúrico. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 12 6. Osmose reversa: A água tem sua passagem forçada sob pressão através de uma membrana que os íons não podem atravessar. Uma membrana semipermeável composta de um material orgânico polimérico, como acetato de celulose ou triacetato de celulose, sobre a qual aplica-se alta pressão é colocada no caminho da água contaminada. A camada superficial da membrana tem cerca de 2 µm de espessura e é relativamente pouco porosa, quando comparada com o restante da estrutura. Dado que através dos poros pode passar apenas água, o líquido que atravessa a membrana é água pura. Por outro lado, a solução contaminada torna-se com o tempo cada vez mais concentrada em sal, sendo finalmente descartada. Esta técnica é usada em Israel e em outras regiões para produzir água potável a partir de água salgada, e é uma técnica útil em hospitais e unidades de tratamento renais para produzir água livre de íons. Em águas poluídas, é especialmente indicada para remover íons de metais alcalinos e alcalinos terrosos, assim como sais de metais pesados. 7. Eletrodiálise: nesta técnica, são colocadas verticalmente e de forma alternada no interior de uma célula elétrica uma série de membranas permeáveis somente a pequenos cátions ou pequenos ânions inorgânicos. Aplica-se uma corrente elétrica diretamente através da água, de modo que os cátions migram para o cátodo e os ânions para o ânodo. O líquido torna-se, em zonas alternadas, mais concentradas (enriquecido) ou menos concentrado (purificado) em íons. Finalmente, a água concentrada em íons pode ser descartada como salmoura e a água purificada pode ser liberada para o meio ambiente. Esta tecnologia também é empregada com o propósito de dessalinização e potabilização de água do mar. Em uma extensão interessante da eletrodiálise, obtém-se hidróxido de sódio eletrolíticamente a partir do sulfato de sódio residual. O Na2SO4 aquoso e concentrado entra no compartimento central de uma célula. Os íons sódio passam através da membrana permeável aos cátions e junto com os íons hidróxido produzido pela decomposição da água formam hidróxido de sódio. Os íons sulfato migram através da membrana permeável aos ânions, e em combinação com os íons hidrogênio da decomposição da água, formam ácido sulfúrico. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 13 8. Troca iônica: Alguns sólidos poliméricos contêm sítios que podem reter íons de maneira relativamente fraca, o que torna possível que um tipo de íon, quando em contato com este sólido, possa ser trocado por um outro da mesma carga. As resinas de troca iônica podem ser formuladas para possuir tantos sítios catiônicos como aniônicos que funcionam da maneira já descrita anteriormente. Os sítios de troca de uma resina catiônica encontram-se inicialmente ocupados por íons H+, e os sítios de troca das resinas de troca aniônica estão ocupados por íons OH -. Quando a água poluída por íons M+ e X- substituídos por M+ e, a seguir, os íons OH- da segunda resina são substituídos por X-. Assim, a água que deixa a coluna de resina contém íons H+ e naturalmente, esses dois íons combinam-se imediatamente para formar mais moléculas de água. Portanto, a troca iônica pode ser usada para remover sais, inclusive os metais pesados presentes nas águas residuais. Em alguns casos, a água produzida no tratamento terciário é de uma qualidade suficientemente boa para ser usada como água potável. Alternativamente, a água do rio no qual foram despejados os efluentes das plantas de tratamento de esgoto é utilizada como água a ser potabilizada. A reutilização da água após sua purificação é particularmente comum na Europa, onde a densidade populacional consumidora é elevada os suprimentos de água corrente são menos disponíveis do que na América do Norte e América do Sul. Uma alternativa ao processamento de esgoto através de uma planta de tratamento convencional é o tratamento biológico em um pântano artificial (construído por alagamento de terra) que contém plantas como juncos, bambus e amentos. A descontaminação da água é processada por bactérias e outros microorganismos que vivem entre as raízes e os rizomas das plantas. Essas absorvem os metais através de seus sistemas de raízes e concentram os contaminantes no interior de suas células. Normalmente, nas instalações construídas para processar o esgoto, o tratamento primário destinado a filtrar e retirar sólidos e outros poluentes de uma lagoa é efetuado antes que as águas residuais sejam bombeadas até o pântano, no qual ocorre o equivalente aos tratamentos secundário e terciário. As plantas, no seu desenvolvimento, usam os poluentes, e aumentam o pH, o que serve para destruir certos microorganismos prejudiciais. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 14 9. Remoção de óleos e graxas: É feita através de tanques de retenção de gorduras, tanques de flotação, decantadores com removedores de escuma. 10. Absorção em carvão ativado: O processo de adsorsão em carvão ativado pode ser usado para remover uma ampla variedade de contaminantes, orgânicos e inorgânicos. O sistema é eficiente e operacionalmente simples, com a vantagem adicional de poder reutilizar a fase sorbente após tratamento conveniente. 11. Processos biológicos: Os processos biológicos são os mais econômicos dentre os utilizáveis na remoção de matéria orgânica. Por esse motivo, são amplamente utilizados no tratamento de efluentes líquidos. Além da remoção de matéria orgânica, os processos biológicos podem ser aplicados para a oxidação de compostos reduzidos como nitrogênio amoniacal e sulfetos, bem como na redução de nitratos (desnitrificação) e de sulfatos. 12. Tratamento de Cianeto e Metais em águas residuais: Os metais de transição poluentes podem ser removidos da água pelo uso de técnicas tanto de precipitação como de redução, para formar sólidos insolúveis. A precipitação de sulfetos ou hidróxidos foi mencionada, quando os hidróxidos são precipitados, o lodo volumoso produzido deve ser descartado de maneira adequada. A redução eletrolítica de metais leva a sua deposição no cátodo. Se em lugar do metal em estado elementar deseja-se uma solução aquosa concentrada do mesmo, o metal depositado pode ser reoxidado por via química, mediante a adição de peróxido de hidrogênio ou por via eletrolítica, invertendo-se a polaridade da célula. Os poluentes químicos dissolvidos em água São em geral compostos organoclorados, fenóis, cianetos e metais pesados. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 17 presentes no afluente, das características e concentração da biomassa presente nos reatores, das condições ambientais tais como pH, temperatura, presença de nutrientes, tempo de contato entre substrato e biomassa e dos fenômenos que governam o transporte de substrato às células. 15. OPERAÇÕES, PROCESSOS E SISTEMAS DE TRATAMENTO. A tabela abaixo apresenta um resumo dos principais sistemas de tratamento de esgotos sanitários domésticos, feitos em geral, a nível secundário. Cabe ressaltar que no Brasil o tratamento terciário para esgotos domésticos é bastante raro. Tabela 3: Operações, processos e sistemas de tratamentos freqüentemente utilizados para a remoção de poluentes de esgotos domésticos Poluente Nível de tratamento Operação, processo ou sistema de tratamento Sólidos em suspensão Preliminar Gradeamento, Remoção de areia, Sedimentação, Disposição no solo. Matéria orgânica biodegradável Secundário Primário (remoção parcial) Lagoas de estabilizações e variações, lodos ativados e variações, filtro biológico e variações, tratamento anaeróbico, disposição no solo. Patogênicos Terciário (principal) Secundário Lagoas de maturação, disposição no solo, desinfecção com produtos químicos, desinfeção com radiação ultravioleta. Nitrogênio Secundário Terciário nitrificação e desnitrificação biológica, disposição no solo, processos físico-químicos. Fósforo Secundário Terciário Remoção biológica, Processos físico-químicos. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 18 15.1 TRATAMENTO PRELIMINAR O tratamento preliminar objetiva apenas a remoção de sólidos grosseiros como medida de proteção dos dispositivos de transporte de esgotos (bombas e tubulações) e das unidades de tratamento subsequentes. A remoção de areia é feita através de unidades especiais denominadas desareanadores. 15.2 TRATAMENTO PRIMÁRIO O tratamento primário destina-se a remoção de sólidos sedimentáveis e sólidos flutuantes. Empregam-se tanques de decantação e fossas sépticas. 15.3 TRATAMENTO SECUNDÁRIO O principal objetivo do tratamento secundário é a remoção da matéria orgânica a qual pode estar nas seguintes formas: • Matéria orgânica dissolvida (DBO solúvel), a qual não é removida por processos meramente físicos. • Matéria orgânica em suspensão (DBO suspensa ou particulada), a qual é em grande parte removida no tratamento primário, cabendo ao tratamento secundário a remoção dos sólidos de decantabilidade mais lenta que persistem na massa líquida. A essência do tratamento secundário para esgotos domésticos é a inclusão de uma etapa biológica, onde a remoção de matéria orgânica é efetuada por reações bioquímicas, realizadas por microorganismos. Uma grande variedade de microorganismos toma parte no processo: bactérias, protozoários e fungos. A base do processo biológico é o contato efetivo entre esses microorganismos e o material orgânico contido nos esgotos, possibilitando que a matéria orgânica seja utilizada como alimento pelos microorganismos. Essa decomposição biológica do material orgânico requer a presença de oxigênio como componente fundamental dos processos aeróbicos, além da manutenção de outras condições ambientais favoráveis, como temperatura, pH, tempo de contato. O tratamento secundário geralmente inclui unidades para o tratamento preliminar, mas nem sempre inclui unidades para o tratamento primário. Existe uma grande variedade de métodos de tratamento a nível secundário, sendo que os mais comuns são: Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 19 16. Lagoas de Estabilização e Variantes 16. 1. Lagoa facultativa O uso de lagoa facultativa é uma solução simples e de baixo custo, isto quando se dispõe de área com topografia adequada e custo acessível. Esta técnica exige o uso de tratamento preliminar, provido de grade e desarenador. Esta é uma alternativa simples para a construção, e que exige operação mínima, sem qualquer necessidade de se contratar operador especializado. 16 . 2 Sistema Australiano de Lagoas Consiste numa lagoa anaeróbia, seguida de uma lagoa facultativa. É uma das melhores soluções técnicas, mas esbarra no problema de necessitar de uma grande área para sua implantação. Na lagoa anaeróbia ocorre à retenção e a digestão anaeróbia do material sedimentável e na facultativa ocorre predominantemente a degradação dos contaminantes solúveis e contidos em partículas suspensas muito pequenas. O lodo retido e digerido na primeira lagoa tem de ser removido em intervalos que geralmente variam de 2 a 5 anos. Na primeira, predomina o processo anaeróbio e na segunda o aeróbio, onde se atribui às algas, a função da produção do oxigênio a ser consumido pelas bactérias. 16. 3 Lagoa Aerada Facultativa Esta diminui a necessidade de grande área, mas em conseqüência da utilização de aeradores, aumenta o seu custo de operação. Quando o sistema incluir um decantador primário, a lagoa aerada pode ter o tempo de detenção (ou retenção) menor, porém, quando somente se usa grade e caixa de areia, normalmente é empregado um tempo de detenção maior. Na aeração há produção de lodo biológico, que tem de ser removido antes do lançamento dos efluentes no corpo receptor. Por este motivo emprega-se uma segunda lagoa que tem como função a retenção e digestão desse resíduo. Devido à introdução da mecanização, as lagoas aeradas são menos simples em termos de manutenção e operação, comparadas com as lagoas facultativas Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 22 18. 2 Filtros Biológicos de Alta Carga Os filtros biológicos de alta carga são conceitualmente similares aos de baixa carga. No entanto, por receberem uma maior carga de DBO por unidade de volume de leito, o requisito de área é menor. Em paralelo, tem-se também uma ligeira redução na eficiência de remoção de matéria orgânica, e a ausência de estabilização do lodo no filtro. Diferentemente do sistema de lodos ativados, a recirculação nos filtros de alta carga é do efluente, e não do lodo sedimentado. A eficiência dos filtros biológicos é através da utilização de dois ou mais filtros em série. 18. 3 Biodiscos O processo de biodiscos consiste de uma série de discos ligeiramente espaçados, montados num eixo horizontal. Os discos giram vagarosamente, e mantém, em cada instante, cerca de metade da área superficial imersa no esgoto, e o restante exposto ao ar. Os discos têm usualmente menos de 3,6 metros de diâmetro, sendo geralmente construídos de plásticos leves. Quando o sistema é colocado em operação, os microorganismos do esgoto começam a aderir às superfícies rotativas, ali crescem até que toda a superfície do disco esteja coberta por uma fina camada biológica, com poucos milímetros de espessura. À medida que os discos giram, a parte exposta ao ar traz um película de esgotos, permitindo a absorção de oxigênio através do gotejamento e percolação junto às superfícies de cada disco. Quando a camada biológica atinge uma espessura excessiva, ela se desgarra dos discos. Esses organismos que se degradam são mantidos em suspensão no meio líquido devido à leve turbulência provocada pelo movimento dos discos, o que aumenta a eficiência do sistema. Os sistemas de biodiscos são empregados principalmente para o tratamento dos esgotos de pequenas comunidades. Devido à limitação no diâmetro dos discos, será necessário um grande número de discos, o que torna difícil sua aplicação para o tratamento de grandes vazões. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 23 19. Tratamento Anaeróbio 19. 1 Sistema Fossa Séptica ( Filtro Anaeróbio) As fossas sépticas são unidades de escoamento horizontal e contínua, que realiza a separação de sólidos, decompondo-os anaerobiamente. A fossa séptica não é um simples decantador ou digestor, mas sim, uma unidade que realiza simultaneamente várias funções como: decantação e digestão de sólidos em suspensão, que irá formar o lodo, sendo este acumulado na parte inferior, ocorrerá a flotação e uma retenção de materiais mais leves e flotáveis como: óleos e graxas, que formarão uma espuma na parte superior. Os microrganismos existentes serão anaeróbios e ocorrerá a digestão do lodo, com produção de gases. O sistema de fossas sépticas seguidas de filtros anaeróbicos tem sido amplamente utilizado em nosso meio rural e em comunidades de pequeno porte. A fossa séptica (usualmente do tipo Tanque Imhoff) remove a maior parte dos sólidos em suspensão, os quais sedimentam, e sofrem o processo de digestão anaeróbica no fundo do tanque. A matéria orgânica efluente da fossa séptica é conduzida ao filtro anaeróbio, onde ocorre sua remoção, também em condições anaeróbias. O filtro anaeróbio é constituído essencialmente por um tanque com recheios de pedras, peças cerâmicas de material sintético ou de outros materiais que servem de suporte para microrganismos. Nos interstícios do leito do reator também evoluem flocos ou grânulos, que possuem elevada participação de microrganismos que atuam na degradação dos contaminantes da água residuária. A eficiência do sistema fossa-filtro é usualmente inferior à dos processos anaeróbios, no entanto, o sistema é viável economicamente e apresenta-se como uma boa opção para pequenas quantidades de efluentes. A produção de lodo nos sistemas anaeróbios é baixa e o lodo já sai estabilizado, podendo ser dirigido diretamente para um leito de secagem. Os sistemas anaeróbios apresentam o risco de geração de maus odores, especialmente quando não são operados adequadamente. 19. 2 Reator Anaeróbico de Manta de Lodo Freqüentemente denominados de Reatores Aeróbios de fluxo Ascendente (RAFA), nestes reatores, a biomassa cresce e se dispersa no meio. A biomassa ao crescer pode formar pequenos grânulos, correspondentes à aglutinação de diversas Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 24 bactérias. Esses pequenos grânulos, por sua vez, tendem a servir de meio suporte para outras bactérias. A granulação auxilia no aumento da eficiência do sistema, mas não é fundamental para o funcionamento do reator. A concentração de biomassa no reator é bastante elevada o que exige pequeno volume para os reatores anaeróbios, em comparação com todos os outros sistemas de tratamento. Reator anaeróbio de manta de lodo é uma unidade de fluxo ascendente, que possibilita o transporte das águas residuárias através de uma região que apresenta elevada concentração de microrganismos anaeróbios. O Reator deve ter seu afluente criteriosamente distribuído junto ao fundo, de maneira que ocorra o contato adequado entre os microrganismos e o substrato. O reator oferece condições para que grande quantidade de lodo biológico fique retida no interior do mesmo em decorrência das características hidráulicas do escoamento e também da natureza desse material que apresenta boas características de sedimentação, sendo esta a conseqüência dos fatores físicos e bioquímicos que estimulam a floculação e a granulação. Na parte superior do reator existe um dispositivo destinado à sedimentação de sólidos e à separação das fases sólidas - líquidas - gasosas. Esse dispositivo é de fundamental importância, pois é responsável pelo retorno do lodo e conseqüentemente, pela garantia do alto tempo de detenção celular do processo. Diferentemente dos filtros anaeróbios, não há necessidade de decantação primária, o que simplifica mais ainda o fluxograma da estação de tratamento. Os riscos da geração e/ou liberação de maus odores pode ser bastante minimizado com um projeto bem elaborado e operação adequada do reator. O texto abaixo exemplifica o funcionamento de uma estação de tratamento de esgoto (tratamentos preliminares, primários e secundários). A princípio, uma Estação de Tratamento de Esgoto - ETE, deve estar situada nas proximidades de um corpo receptor, que pode ser um lago, uma represa, ou um curso d'água qualquer. Em geral, o corpo receptor é um rio. O esgoto que chega na estação é chamado "esgoto bruto" e escoa por um tubo de grandes dimensões chamado "interceptor". A seqüência de tubulações desde a saída do esgoto das residências até a entrada na ETE é: • Tubulação primária: Recebe as águas residuárias residenciais; Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 27 Em escala de projeto, a primeira utilização do cloro como agente desinfetante de esgotos sanitários foi realizada em Hamburgo (Alemanha), em 1893. Desde então, o uso do cloro em águas residuárias teve um crescimento vertiginoso, em decorrência do desenvolvimento de técnicas apropriadas. Em 1958, nos Estados Unidos, servindo a uma população de mais de 38 milhões, empregaram esse método de desinfecção (Campos, 1990) O cloro pode ser usado no tratamento de águas residuárias para uma série de outras finalidades além da desinfecção, dentre os quais, o controle do odor, remoção de DBO, controle de proliferação de moscas, destruição de cianeto e fenóis e remoção de nitrogênio. O uso do cloro tem como problema, a produção de compostos de cloro que podem provocar danos à vida aquática. 20.2 RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA A radiação ultravioleta é gerada a partir de lâmpadas de baixa pressão de vapor de mercúrio, que emitem a maior parte de sua energia (85 a 90 %) no comprimento de onda de 253,7 nm, que é efetiva na inativação de microrganismos. O esgoto é exposto à radiação ultravioleta, pelo intervalo de tempo de 1 minuto, obtendo-se com isso, eficiência elevada na remoção de microrganismos patogênicos. As dosagens de radiação ultravioleta normalmente empregadas na inativação de microrganismos em esgotos sanitários são tão pequenas, podendo-se dizer que seus efeitos sobre as substâncias químicas presentes no efluente é insignificante, em relação a formação de novas substâncias, através de reações fotoquímicas. O uso da radiação ultravioleta tem sido muito estudado nos países desenvolvidos. No Brasil, sabe-se que a Escola de Engenharia de São Carlos tem uma linha de pesquisa, com resultados estimulantes. 20.3 OSMOSE REVERSA Neste processo empregam-se membranas sintéticas porosas com tamanhos de poros tão pequenos que filtram os sais (íons) dissolvidos na água. Para que a água passe pelas membranas, é necessário pressurizar a água com pressões acima de 10 kgf/cm2. Os fabricantes de membranas estão realizando constante esforço no Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 28 sentido de desenvolver novos produtos que proporcionem maior eficiência na filtração. Atualmente a osmose reversa é largamente empregada para melhoria de qualidade de água que participará de processo. Exemplificando: indústrias de alimentos e bebidas. 20.4 OZONIZAÇÃO O interesse no uso do ozônio para tratamento de efluentes deve-se ao seu alto potencial de oxidação (somente excedido pelo flúor e radicais hidroxila), aliado a outras características interessantes para esta aplicação, como o fato de sua pressão parcial ser bastante inferior à do gás oxigênio, sendo facilmente absorvido pela água numa interface de bolhas (50 vezes mais rápido que o gás oxigênio). Seu uso em instalações de tratamento de efluentes visa principalmente a oxidação de compostos orgânicos não biodegradáveis. Como efeito da utilização do ozônio no tratamento de efluentes, são destruídos compostos por desassociações oxidante (quebra de cadeias); reduz metais às suas formas insolúveis (normalização); solidifica (mineraliza) compostos orgânicos dissolvidos, causando a sua precipitação; eleva o potencial redox da água, causando microfloculação dos patogênicos e pirogênicos destruídos, que podem ser removidos por filtração. Uma das dificuldades de utilizar ozônio é o fato dele ser altamente reativo e instável. Estas características impossibilitam seu transporte e armazenamento, ou seja, exige que seja produzido no local de sua aplicação. Sua utilização é bastante difundida em países como França, Itália e Espanha e mais recentemente vem ganhando forte aceitação nos Estados Unidos. As altas concentrações e quantidade de ozônio produzido requerem monitoramento cuidadoso e constante, bem como a eliminação do O3 residual no ar por catálise, irradiação UV ou passagem por carvão ativado. As principais vantagens em relação a outros métodos residem no menor consumo operacional, na não formação de resíduos sólidos e na sua adaptação em sistemas integrados. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 29 20.5 TRATAMENTO ELETROLÍTICO Essa alternativa explora os fenômenos físicos e químicos que ocorrem em cubas eletrolíticas, possibilitando a ocorrência várias reações de oxi-redução, além de liberação de gases, da migração de íons, da flotação, da corrosão dos eletrodos, e das reações secundárias. O conjunto dessas ações leva a formação de lodo, sendo este separado do líquido, através da flotação ou decantação. 20.6 TROCA IÔNICA Resinas heterodispersas (granulometria entre 0,3 mm até 1,2 mm) estão sendo substituídas pelas monodispersas (granulometria uniforme entre 0,6 e 0,7 mm), de modo a minimizar problemas como o de entupimento dos coletores dos trocadores iônicos. 20.7 SISTEMAS INTEGRADOS DE TRATAMENTO São amplas as possibilidades do emprego da associação de dois ou mais sistemas de tratamento com o objetivo de somar suas vantagens em benefício de devolver a natureza um efluente mais adequado. Exemplo: Ozônio e Ultra Violeta. 20.8 DISPOSIÇÃO DE EFLUENTES LÍQUIDOS As formas mais comuns de disposição final de efluentes líquidos tratados são os cursos de água e o mar. No entanto, a disposição no solo é também um processo aplicado em diversos locais do mundo. A aplicação no solo pode ser considerada uma forma de disposição final, de tratamento (primário, secundário ou terciário). Os esgotos aplicados no solo apresentam, basicamente, três possíveis destinos: retenção na matriz do solo; retenção pelas plantas e aparecimento na água subterrânea. Sabe-se que vários mecanismos de ordem física, química e biológica atuam na remoção dos poluentes do solo, a questão é a toxicidade associada a esse efluente. Até que ponto pode-se afirmar que a degradação desses efluentes ocorra antes que eles atinjam as águas subterrâneas. 20.9 DISPOSIÇÃO DO LODO (FASE SÓLIDA) Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 32 31. NOVAS TENDÊNCIAS PARA TRATAMENTO DE EFLUENTES Processos oxidativos avançados: Tais métodos visam mineralizar os poluentes e converte-los em CO2, H2O e ácidos minerais. POAs são, por definição, processos fundamentados na geração de radical hidroxila, de características fortemente oxidantes. Uma das principais características deste tipo de processos está representada pela sua alta inespecificidade, permitindo a completa mineralização de inúmeros substratos de relevância ambiental, em tempos usualmente bastante curtos (segundos) (NOGUEIRA e JARDIM, 1993; BAIRD, 1999; RODRIGUES, 2001; WANG et Al, 2002). Radicais hidroxilas podem ser gerados in situ, através de processos homogêneos ou heterogêneos, irradiados ou não ex. fotocatálise heterogênea (ZAMORA et al, 1999;CHEN et al,2000; WANG et al,2002; BÉLTRAN et al,2002, citados por ZAMORA, 2003). Em geral, sistemas homogêneos e irradiados apresentam uma elevada eficiência de degradação o que, junto com a sua simplicidade operacional, concede boas características como para servir de base para o desenvolvimento de rotinas de remediação, principalmente de substratos resistentes à degradação. 32. ESTUDO DE IMPACTO AMBIENTAL NO CORPO RECEPTOR O aspecto positivo da eficiência de um sistema de tratamento de efluentes tem como vantagens, diminuição da carga orgânica lançada nos rios, Diminuição da carga microbiológica descarregada no ambiente, Geração de parques ecológicos e manutenção da capacidade de reprodução dos ecossistemas. O aspecto negativo da ineficiência de um sistema de tratamento de efluentes é a contaminação da água subterrânea por elementos contaminantes não removidos pelo sistema de tratamento, presença de elementos potencialmente tóxicos na biota e sendo transmitida ao longo da cadeia alimentar, geração de odores desagradáveis, presença de vetores, contaminação do solo, do ar e da água, ocasionando graves danos ao meio ambiente. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 33 33. LEGISLAÇÃO AMBIENTAL • Em 1980 os Estados Unidos estabeleceram um programa chamado superfund, com o objetivo de limpar depósito de lixos tóxicos abandonados ou ilegais, que poluíam as águas subterrâneas. Os contaminantes perigosos mais comuns nestes locais são os metais pesados: chumbo, cádmio e mercúrio e os compostos orgânicos: benzeno, tolueno, xileno, etilbenzeno e tricloroetileno. Uma substância é chamada perigosa quando constitui um risco para o ambiente, especialmente para os seres vivos. Assim, os resíduos perigosos são substâncias que foram descartadas ou designadas como resíduos e que, representam um risco. A maioria dos resíduos perigosos são substâncias comerciais ou subprodutos resultantes de sua fabricação. A normatização brasileira praticamente é uma transcrição, com adaptações, da legislação americana promulgada no inicio da década de 80. Decorridos quase dez anos da vigência das Normas da ABNT, NBR 10004 a 10007 e atual ISO 14001 que trata dos critérios classificatórios de Resíduos, faz-se necessário promover alterações. A Norma ISO 14001 consiste de cinco elementos estruturais e sucessivos relacionados entre si, sendo assim descritos:
Política ambiental – responsabilidade ambiental da organização.
Planejamento – inventário da situação ambiental.
Implementação e operação – estruturas apropriadas de pessoal, de organização e de processo para que os objetivos possam ser alcançados.
Verificação e ação corretiva – realização de auditorias ambientais.
Avaliação pela alta administração – verificação e avaliação periódica para garantir adequação e eficácia; circulo de Deming - “plan – do – check – act” (planejar – executar – avaliar – melhorar). 34. SISTEMA DE GESTÃO AMBIENTAL NA INDÚSTRIA O ponto inicial da gestão ambiental se encontra na conceitualização de um projeto de desenvolvimento, entendido como um conjunto complexo de atividades e transformações planejadas para transformar o ambiente natural e humano e que envolve o investimento de capital (tanto econômico como cultural) e de tecnologia. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 34 Tais projetos de desenvolvimento são as ações necessárias para a materialização de um modelo de desenvolvimento, entendido como um processo ou série de etapas que envolvem múltiplos aspectos da vida social, sobre os que devem se efetuar um processo de mudança induzido em direção a uma situação modernizante, conforme o modelo dos chamados países desenvolvidos. Neste modelo, o investimento de capital e progresso tecnológico constituem os fatores principais do desenvolvimento. Os grandes projetos da infra-estrutura ou os de inclusão e implementação de processos de transformação das regiões para acrescentar ou otimizar as atividades produtivas constituem projetos de desenvolvimentos por si próprios mesmo que façam parte de projetos de desenvolvimentos mais amplos tais como os que têm a ver com o desenvolvimento econômico, político e social de uma nação. Nesta ordem de idéias, o impacto ambiental pode se questionar de uma maneira genérica com a introdução de fatores exógenos de mudança nas relações entre a natureza e cultura, ambiente e sociedade, habitat e populações, ocasionadas pela construção e operação de projetos de desenvolvimento. A gestão ambiental contempla de maneira integrada todos os aspectos que compõe o meio humano e o meio natural em sua interação com os projetos de infra- estrutura, enquanto que vetores se introduzem modificações significativas ao mesmo. Mesmo que os possíveis arranjos disciplinares sejam numerosos, se trabalhará com base em cinco divisões analíticas: física, biológica, econômica, cultural e política. Os impactos ambientais, específicos para o contexto particular de cada projeto e sua identificação, avaliação, prevenção, mitigação ou compensação, constituem o objeto da gestão ambiental. O fato de ser o impacto ambiental o centro da gestão, obriga a sua identificação e avaliação e a definição de planos e programas para o manuseio de cada impacto e em suma, a articulação das considerações ambientais em cada uma das fases dos projetos seguindo o esquema: Diagnóstico === > avaliação dos impactos === > manuseio === > custos É importante ressaltar o fato de que a realização duma gestão ambiental responsável, que aponta o desenvolvimento sustentável e a consolidação de processos democráticos, implica em processos de participação comunitária, e aquelas comunidades que de alguma outra maneira se sintam afetadas pelos Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 37 SANEAMENTO AMBIENTAL Assegurar os direitos humanos fundamentais de acesso à água potável e à vida em ambiente salubre nas cidades e no campo, mediante a universalização do abastecimento de água e dos serviços de esgotamento sanitário, coleta e tratamento dos resíduos sólidos, drenagem urbana e controle de vetores e reservatórios de doenças transmissíveis. Cenário Aproximadamente 60 milhões de brasileiros, moradores em 9,6 milhões de domicílios urbanos, não dispõem de coleta de esgoto. Essa deficiência está exposta especialmente nos bolsões de pobreza das grandes cidades, assim como nas cidades de até 20.000 habitantes e nas regiões Norte e Nordeste do Brasil.
É acentuada também a deficiência de tratamento ao esgoto coletado. Quase 75% de todo o esgoto sanitário coletado nas cidades é despejado "in natura", o que contribui decisivamente para a poluição dos cursos d'água urbanos e das praias. Há mais carências importantes em matéria de saneamento ambiental: dos 60 milhões de brasileiros que não contam com coleta de esgoto, cerca de 15 milhões (3,4 milhões de domicílios) não tem acesso à água encanada. E uma parcela da população que têm ligação domiciliar não conta com abastecimento diário e nem de água potável com qualidade. Além disso, 16 milhões de brasileiros não são atendidos pelo serviço de coleta de lixo. E, nos municípios de grande e médio porte onde o sistema convencional de coleta poderia atingir toda a produção diária de resíduos sólidos, esse serviço não atende adequadamente os moradores das favelas, das ocupações e dos bairros populares, por conta da precariedade da infra-estrutura viária naquelas localidades. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 38 Outros dramas: em 64% dos municípios o lixo coletado é depositado em lixões "a céu aberto". E em muitos municípios pequenos sequer há serviço de limpeza pública minimamente organizado. A tudo isso se soma à falta de drenagem, percebida especialmente a cada chuva mais intensa, quando provoca alagamentos e enchentes nas áreas de estrangulamento dos cursos d'água. Cuidar da Natureza é cuidar da Vida! Efluentes Hídricos de uma refinaria Principais contaminantes encontrados nos efluentes hídricos de uma refinaria A seguir os principais contaminantes de efluentes hídricos de refinaria: • Óleos e Graxas • Fenóis • Mercaptanas • Sulfetos • Cianetos • Chumbo • Mercúrio • Cromo • Zinco • Amônia • Fosfatos • Nitrito e Nitrato Segregação de efluentes hídricos Nas refinarias, os efluentes hídricos gerados devem ser segregados em sistemas distintos, já que sua mistura tende a dificultar os tratamentos. Esta segregação visa à minimização de investimentos, devido à facilidade que pode propiciar ao tratamento final. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 39 Normalmente, existem cinco sistemas de coleta, conforme descrito a seguir: • Sistema de Efluentes de Processo – recebe os efluentes hídricos que tiveram contato com produtos (por exemplo: lavagem de trocadores de calor, drenagem de bombas, drenos de torres); • Sistema de Efluentes Contaminados – recebe efluentes hídricos que podem ou não estar contaminados por produtos • (por exemplo: água de chuva nos parques de armazenamento, tubo vias, drenagem de tanques); • Sistema de Esgoto Sanitário – recebe águas de banheiro, cozinhas, etc; • Sistema de Soda Gasta – recebe efluentes hídricos oriundos do tratamento cáustico de produtos, bem como águas de lavagem do mesmo processo; • Sistema de Águas Ácidas – coleta condensados de topo de torres de fracionamento. De forma geral, pode-se dizer que todas as correntes originadas dentro dos limites de uma indústria devem sofrer tratamento. Entretanto, o tratamento depende não só do volume da corrente, mas também de sua qualidade. Após separar as correntes em conjuntos semelhantes, deve-se estudá-las de forma a identificar os produtos nelas contidos e estabelecer os tipos de tratamento a serem empregados. Existe para determinadas correntes, a necessidade de tratamentos especiais dados a cada uma no próprio lugar onde ela aparece. Estes tratamentos são chamados de tratamentos “in loco” ou “in situ” e são empregados para águas contendo produtos demasiadamente tóxicos ou em concentrações elevadas. Os sistemas de coleta são direcionados para a Estação de Tratamento de Efluentes Hídricos – ETEH. Nesta estação, estão incluídas as fases de tratamento primário, secundário e terciário. É bom observar que nem todas as indústrias necessitam dos mesmos tratamentos. Assim, as ETEH diferem nos seus componentes, não só pelos fatos alinhados acima (vazão e qualidade), mas também pela profundidade a que se terá que levar o Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 42 Estação de Tratamento de Efluentes Hídricos – ETEH Todas as correntes poluídas, depois de coletadas em sistemas característicos e separadas, são enviadas à Estação de Tratamento de Efluentes Hídricos, onde são submetidas aos tratamentos finais necessários à remoção dos poluentes, de modo a enquadrá-las nos padrões de qualidade definidos e pré-estabelecidos. Os tratamentos são divididos em primários, secundários e terciários ou de polimento. A equalização dos efluentes tem como objetivo minimizar ou controlar as variações de vazão e as concentrações dos poluentes, de modo que se atinjam as condições ótimas para os processos de tratamento subseqüentes e haja melhoras na eficiência dos tratamentos primários, secundários e terciários. A equalização é geralmente obtida através do armazenamento das águas residuais num tanque de grandes dimensões, a partir do qual o efluente é bombeado para a linha de tratamento. Tratamentos Primários Sua finalidade é remover, por meios puramente mecânicos, todas as substâncias que possam dificultar os tratamentos secundários e terciários. As substâncias mais importantes aqui removidas são os óleos, graxas e os sólidos. A primeira etapa neste tratamento é a remoção de sólidos grosseiros, através de gradeamento. Depois do gradeamento, a água é enviada ao separador de água e óleo. Os separadores de água e óleo removem o óleo livre e os sólidos em suspensão. Não removem o óleo emulsionado. Essa remoção evita mais emulsionamento, uma vez que a água deverá sofrer agitação durante seu processamento nos tratamentos secundários. Separadores de Água e Óleo Os principais tipos são o API e o de Placas Paralelas. Os modelos mais antigos eram do tipo API. Atualmente, é empregado o tipo placas, já que ele pode ser adaptado facilmente a caixas de tipo API já existentes, através de pequenas transformações, que permitem o aumento de sua capacidade. Separadores tipo API Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 43 Seu princípio de funcionamento reside na separação natural do óleo por diferença de densidades, ao se utilizar uma caixa com fluxo perfeitamente laminar. O óleo, por ser mais leve do que a água vai para a superfície, enquanto que os sólidos vão para o fundo por serem mais densos. O processo é contínuo e lembra o empregado no clarificador convencional. O separador de água e óleo é, na verdade, um separador de água, óleo e sólidos. Os sólidos retirados são mais finos do que os removidos no gradeamento. Um raspador é montado sobre uma ponte rolante que passeia entre os extremos do separador. Em um sentido, a ponte raspa o óleo da superfície e, no outro, raspa os sólidos do fundo. O óleo é coletado num poço e mandado para tratamento, já que é econômico seu aproveitamento. Os sólidos são coletados numa caixa própria nos extremos do separador e dispostos, geralmente, em Landfarming. Na entrada do separador, existe um cilindro rotativo para retirada do óleo que já está sobrenadante. Há uma faca, sempre em contato com o cilindro, que raspa o óleo deste para o poço de óleo. O cilindro é feito de material que possui a propriedade de reter facilmente, porém retém pouquíssima água (20% água, 80% de óleo, aproximadamente). O separador do tipo API é mais barato, menos eficiente, necessita de área de instalação muito grande, apresenta necessidade de vários células para facilitar manutenção, sem prejudicar o funcionamento de toda a unidade. Separador de Placas Paralelas O funcionamento é diferente do tipo API. Seu principal constituinte é um recheio de placas planas ou corrugadas, colocadas e fixadas em um canal formado por um septo existente num tanque, onde a água também escoa em regime laminar. O óleo, por possuir menor densidade do que a água, cola nas superfícies dos canalículos e forma uma camada cada vez mais grossa. Devido ao empuxo, sobe até a superfície livre do líquido em forma de grandes gotas. Com os sólidos, ocorre justamente o contrário, isto é, formam grandes camadas nas superfícies inferiores dos canalículos, escorregam para baixo e depositam sobre o fundo do tanque. A coleta do óleo também é feita por tubo flauta. O equipamento em si é muito mais simples que o API moderno, por não possuir partes móveis. É muito compacto e possui grande capacidade se comparado com o tipo API. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 44 A seguir, são citadas algumas vantagens: Este separador é mais eficiente, muito embora tenha alto custo inicial, apresenta fácil manutenção de suas placas. Esta pode ser feita externamente ao separador, o que afeta pouquíssimo seu funcionamento normal por parar uma pequena parte do separador. O tipo API, funcionando bem, proporciona 40 ppm ou menos de óleo na saída e mal operado resulta em 150 ppm. No tipo placas, admitem-se 20 ppm ou menos quando funcionando bem. Normalmente, precisa-se maior segurança quanto ao teor de óleo presente no despejo. Essa segurança é proporcionada pelo uso de flotadores na cadeia de tratamento, após os separadores de água e óleo. Flotadores O princípio de funcionamento do flotador reside na formação de bolhas de ar em torno das partículas de óleo, o que as torna muito mais leves, pois o ar, por ser muito mais leve do que óleo ocupa um volume apreciável e favorece a flutuação da gota de óleo. Desta forma, é possível sua fácil separação. Os flotadores são do tipo ar dissolvido ou do tipo ar disperso. O flotador a ar disperso difere do de ar dissolvido apenas na maneira de se injetar ar, já que este é injetado através de borbulhadores de fundo que permitem bolhas de ar bastante pequenas. No flotador de ar dissolvido, há um dispositivo que injeta ar comprimido na água pressurizada entre 2 a 4 kg/cm2. Na massa de água, como a pressão é elevada, a solubilidade do ar aumenta. Em seguida, a mistura água e ar são bruscamente expandidos numa válvula redutora de pressão, onde ocorre, então, o fenômeno inverso, ou seja, ao abaixar a pressão, reduz também a solubilidade do ar na água. Logo, o excesso de ar é liberado em forma de pequenas bolhas. As bolhas são muito pequenas e envolvem as menores gotículas de óleo, melhorando sua flutuabilidade. O óleo sobe à superfície, onde é separado da água pelo coletor de óleo. Com os sólidos presentes na água, acontece fenômeno idêntico ao descrito para o óleo, porém a separação dos sólidos é mais deficiente porque estes têm tendência forte de descer para o fundo. Antes da corrente a ser tratada entrar no flotador, é feita a adição de coagulantes, como sulfato de alumínio, sulfato ferroso ou orgânicos. A coagulação (floculação de água) possibilita o aumento das gotas de óleo por aglutinação. Tal procedimento melhora muito a eficiência do processo. O óleo e os Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 47 Os seres autótrofos, vegetais verdes e também muitas bactérias, pelo contrário, sintetizam as matérias orgânicas, aproveitando-se de energias dispersas, que passam a acumular na forma de moléculas de elevado conteúdo de energia potencial. A reação geral da síntese orgânica pode ser expressa de maneira exatamente oposta à da respiração: 6 CO2 + 6 H2 O + 673 kcal ® C6 H12 O6 + 6 O2 A fonte de energia pode ser a luz, nos vegetais clorofilados, em que, ocorre a fotossíntese, ou pode ser uma reação de oxidação realizada paralelamente ao processo de síntese, neste caso se denominado de quimiossíntese. O fenômeno básico de todo processo de depuração biológica é a respiração. No caso de tratamento anaeróbio, trata-se de respiração anaeróbia, com conseqüente produção de gases combustíveis orgânicos, como subprodutos. No tratamento aeróbio, os subprodutos são água e gás carbônico. A matéria orgânica do despejo industrial serve de alimento a bactérias aeróbicas e anaeróbicas. Se a carga lançada a um corpo manter uma lagoa, por exemplo, não for muito elevada, o grande número de bactérias que será formada, por rápida produção, terá suficiente oxigênio dissolvido para suportar sua respiração e, nesta situação lagoa encontra-se aerada. Quando, entretanto a carga introduzida é muito grande em relação ao volume de oxigênio dissolvido, as necessidades respiratórias, que são proporcionais ao consumo de matéria orgânica levam à extinção total do oxigênio do meio, e disto resulta o aparecimento de condições anaeróbicas. A quantidade de oxigênio em uma lagoa não é fixa e nem está sujeita apenas a ser reduzida. Há uma compensação por difusão a partir da atmosfera, através da superfície líquida. Mas esta é extremamente lenta, de modo que, embora a película superficial, diretamente em contato com o ar atmosférico, esteja sempre saturada de oxigênio, as camadas subjacentes permanecerão pobres, a não ser que uma grande turbulência fragmente essa película superficial, levando suas partículas a regiões Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 48 mais profundas. Em lagoas, a turbulência é desprezível, no entanto pode ser aumentada pelo emprego de aeradores. A classificação mais usada, para as lagoas de estabilização, é a que reconhece três tipos fundamentais: aeróbias, anaeróbias e facultativas. Estas últimas são lagoas em que se desenvolvem processos anaeróbicos junto ao fundo e aeróbios nas regiões mais superficiais. Processos Biológicos Anaeróbicos São aqueles em que não existe interferência do oxigênio da atmosfera, isto é, não existe interferência de oxigênio livre dissolvido. A oxidação dos despejos é feita através de microrganismos que não utilizam o oxigênio atmosférico, e sim o que existe no próprio composto que vai degradar. É comum o metabolismo ser feito sem utilizar oxigênio nenhum. O método anaeróbico mais conhecido é o que se passa nas fossas sépticas. Estas se constituem, simplesmente, de um caixa fechado onde o despejo é introduzido e mantido por grande tempo de residência. Há formação de gases como metano (CH4), gás sulfídrico (H2S) e fosfina (PH3), que devem ser ventados para a atmosfera ou queimados. O método não deve ser usado como único, uma vez que não consegue fazer a purificação completa do despejo. A tendência do método anaeróbico é transformar compostos químicos de cadeia orgânica complexa em compostos de cadeia menor. Não devem ser usados como processo principal em efluentes industriais como os de refinaria. Esses métodos são às vezes usados como fonte geradora de metano para ciclos térmicos por motivos econômicos. Processos Biológicos Aeróbicos São os melhores e utilizam o oxigênio livre dissolvido, isto é, o oxigênio da atmosfera contido no despejo. O oxigênio é introduzido por meios naturais ou mecânicos, para então ser utilizado pelos microorganismos que levam os compostos químicos a CO2 e H2O principalmente. Dentre os métodos aeróbicos, alguns de importância mais acentuada estão descritos a seguir: Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 49 Lagoas de Aeração Natural Também conhecidas como lagoas de estabilização, são seguras, de operação bastante simples, e pouco afetadas por variações bruscas de carga. O tempo de residência é bastante alto – acima de 30 dias. Sua fonte de oxigênio pode ser o ar atmosférico ou ainda a atividade dos organismos aquáticos clorofilados principalmente algas, através da fotossíntese. Devem ser rasas – 0,30 a 1,00 m – para que a luz e o oxigênio atinjam a todos os seus pontos. São bastante sensíveis à falta de luz, não operando com o mesmo desempenho à noite e em locais de clima frio. São pouco satisfatórias para despejos com alta carga orgânica ou produtos demasiadamente tóxicos. Não são aplicadas como método principal para efluentes industriais. Lagoas de Aeração Forçada Também conhecidas como lagoas aeradas, são bacias dotadas de aeradores mecânicos tipo cascata, superfície, borbulhadores, etc. Atualmente, os equipamentos mais utilizados são aeradores mecânicos de superfície. Sua principal fonte de oxigênio é o ar atmosférico introduzido por meios mecânicos. A atividade de fotossíntese não apresenta, portanto, importância. São lagoas que pouco dependem de fatores climáticos, como ventos e luz, dentre outros. Como os aeradores conseguem forçar o ar a profundidades bastante grandes e com taxas bastante elevadas, essas lagoas têm tempo de residência mais baixo e profundidades maiores que as lagoas naturais – 1 a 10 dias e até 3 m. Uma das grandes desvantagens desse processo é o fato dele deixar sem reaproveitamento os microorganismos especializados produzidos no meio. Assim, existe sempre uma renovação dos mesmos os quais impede um melhor desempenho. A remoção da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) nessas lagoas é de 3 a 8 vezes maior que a obtida em lagoas de aeração natural por unidade de área. Este tipo de lagoa pode ser subdividido em dois outros, como segue: a) lagoas de mistura completa – a potência de aeração é tal que permite a manutenção dos sólidos em suspensão. b) lagoas facultativas – a potência de aeração é tal que não consegue manter os sólidos em suspensão, acarreta, então, na deposição de sólidos no fundo onde os Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 52 Normas: Resíduos Sólidos De acordo com a norma NBR 10004, resíduos sólidos apresentam-se em estado sólido e semi-sólido. Resultam de atividades da comunidade, de origem industrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e varrição. Ficam incluídos, nesta definição, os lodos provenientes de sistemas de tratamento de água, aqueles gerados em equipamentos e instalações de controle de poluição, bem como determinados líquidos cujas particularidades tornam inviáveis seu lançamento em rede pública de esgotos/corpos d'água, ou exijam para isso soluções técnicas economicamente viáveis face à melhor tecnologia disponível no mercado. Conforme a norma NBR 10004, os resíduos são agrupados em três classes: • Resíduos Classe I: Perigosos • Resíduos Classe II: Não Inertes • Resíduos Classe III: Inertes Resíduos Classe I: são os resíduos sólidos ou misturas de resíduos que, em função de suas características de inflamabilidade, corrosividade, reatividade e patogenicidade, podem apresentar riscos à saúde pública, provocando ou contribuindo para um aumento de mortalidade ou incidência de doenças, e/ou apresentar efeitos adversos ao meio ambiente, quando manuseados ou dispostos de forma inadequada. As listagens 1 e 2 (a seguir) da referida norma, fornecem uma relação de resíduos sólidos industriais reconhecidamente perigosos. Resíduos Classe II: são os resíduos sólidos ou misturas de resíduos sólidos que não se enquadram na Classe I (perigosos) ou na Classe III (inertes). Estes resíduos podem ter propriedades, tais como: biodegradabilidade ou solubilidade em água. Resíduos Classe III: quaisquer resíduos que, quando amostrados de forma representativa (NBR 10007) e submetidos a um contato estático ou dinâmico com água destilada ou deionizada, à temperatura ambiente, conforme teste de solubilização (NBR10006), não tiverem nenhum de seus constituintes solubilizados a concentrações superiores aos padrões de potabilidade da água, excetuando-se os padrões de aspecto, cor, turbidez e sabor. Como exemplo desses materiais podem Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 53 ser citados rochas, tijolos, vidros, certos plásticos e borrachas que não são facilmente decompostos. A correta caracterização dos diferentes resíduos sólidos não deve ser tomada como tarefa sempre fácil, simples, rápida e barata. A heterogeneidade, muito freqüente dos lotes e inventários acumulados, acarreta sérias dificuldades ao trabalho de coleta de uma amostra representativa. O enquadramento de um resíduo na Classe I ou II, freqüentemente, depende das concentrações presentes de uma substância conforme NBR 10004. Gerenciamento de resíduos sólidos Nos anos oitenta, foi desencadeada uma infinidade de programas de redução e eliminação de resíduos nas indústrias. A coordenação das campanhas de redução de resíduos, normalmente, é confiada a um comitê formado por altos gerentes, liderados pelo superintendente e com a participação e auditoria do pessoal da administração central da companhia. O trabalho sempre começa pela identificação dos resíduos gerados, caracterização, quantificação e localização das fontes geradoras. A seguir, vem a identificação das melhores oportunidades de redução ou eliminação das gerações, ordenadas segundo o critério custo x benefício. Finalmente, são estabelecidos os planos de ação, com orçamentos e cronogramas a serem administrados pelos gerentes das instalações geradoras. Atualmente, as sobras industriais refletem duas grandes preocupações de valores distintos:
Ambiental: a necessidade de harmonizar a correta destinação com os conceitos ecológicos
Econômico: o resíduo tem sua origem na matéria-prima adquirida e que não resultou em produto acabado. Diante desta realidade, torna-se imprescindível o desenvolvimento e a adoção de novas tecnologias. Prioridades no gerenciamento interno: A segregação dos resíduos deve ocorrer no próprio local da geração. A partir da separação, pode-se reciclar ou reaproveitar, na mesma Empresa ou por empresas terceirizadas. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 54 A fase mais intensa dos trabalhos tem duração em geral, de um a dois anos. Neste período, desenvolve-se um grande esforço motivacional, a fim de integrar ao programa todos os gerentes, supervisores e executantes. Passado esse período, considerado de implantação, os programas de redução de resíduos atingem o status de atividade permanente, integrados à rotina da empresa. A literatura técnica especializada tem apontado a tendência mundial ao tratamento e disposição final dos resíduos, no próprio local de geração e em instalações de propriedades das empresas geradoras. Grande parte de resíduos sólidos gerados numa refinaria chega até ela sob a forma de sólidos dispersos no petróleo por ela processado. Uma segunda parte tem origem no próprio processo; são os catalisadores gastos e reagentes exaustos, são as borras, emulsões e águas oleosas oriundas de condensadores, dessalgadoras, lavagem de equipamentos, coletas de amostras, drenagens de tanques, vazamentos, etc. Uma outra parte é constituída pelos resíduos que são incorporados ao inventário de resíduos gerados no processo, por deficiência de instalações ou por procedimentos inadequados – terras das ruas levadas pelas chuvas, vento, rede de drenagem em mau estado, etc. Por fim, têm-se as sucatas metálicas, lixos de paradas e as embalagens descartáveis (caixas de madeira, de papelão ou sacos de papel ou plásticos e tambores de metal ou plásticos). A relação seguinte mostra o elenco dos principais resíduos gerados rotineiramente em uma refinaria: Classe I (perigosos – listagem 1) – materiais com amianto; – cinzas de fornos e caldeiras; – refratários usados; – dissulfeto líquido (subproduto); – borras oleosas; – lã de rocha/vidro; – embalagens de produtos químicos; – catalisador de HDT (hidrodessulfurização de tratamento). Classe II (não inerte – listagem 2) Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 57 Reprocessamento Consiste, essencialmente, no retorno do resíduo ao processo produtivo, como matéria-prima. O reprocessamento é sempre a alternativa a ser examinada, após ser descartada a possibilidade de reaproveitamento. O reprocessamento de um resíduo deve ser fundamentado em critérios técnicos e econômicos, uma vez que, além dos custos, deve-se considerar que o resíduo reprocessado pode estar deslocando do sistema produtivo igual volume de carga mais nobre. À vista da grande variabilidade de composição desses resíduos, principalmente no que se refere à água e sedimentos, é da maior importância que a refinaria disponha de instalações e procedimentos operacionais, que possibilitem destinações alternativas para os mesmos. O reprocessamento dessas borras seria uma tarefa das mais simples, não fosse a presença nas mesmas de uma fase emulsificada, bastante estável. Embora deva haver formação de emulsão na rede de esgoto oleoso, a principal fonte dessa emulsão é o petróleo. A emulsão é resultante do encontro de substâncias geradoras naturais do próprio petróleo, partículas sólidas em suspensão e água, submetidos à ação mecânica (agitação) nas diferentes etapas do processo produtivo e meios de transporte do petróleo até a refinaria. As partículas finas, sob certas condições, podem estabilizar emulsões. Este fenômeno é particularmente importante no caso de emulsões de água em óleo, formadas durante os processos especiais de recuperação do petróleo. Envolvem contato direto de água, óleo e de partículas finas – provenientes da formação (argilas, sílica, precipitados formados “in situ”), etc) – que devem contribuir para a formação e estabilização de emulsões. Nas condições normais de produção de petróleo, a tendência mais forte é a formação de emulsões de água em óleo. Para prevenir a formação dessas emulsões ou desestabilizar as que venham a se formar, são adicionadas aos petróleos substâncias tensoativas. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 58 As substâncias tensoativas (solúveis em água) promovem a formação de emulsões de óleo em água e, conseqüentemente, sua presença na região interfacial não favorece a estabilização de emulsões do tipo água em óleo. A afirmação acima levanta uma questão importante até agora pouco conhecida nas refinarias: – os desemulsificantes químicos, empregados nas regiões de produção de petróleo para eliminar emulsões de água em petróleo, favorecem a formação de emulsões de petróleo em água, que é, em termos de tratamento de resíduos, o maior problema das refinarias. No interior da refinaria, nas válvulas misturadoras das dessalgadoras, nos condensadores de topo e até nas torres retificadoras e seus respectivos trocadores de calor, existem contatos entre água e petróleo ou frações, em condições favoráveis à formação de emulsões. No escoamento dos resíduos líquidos, ao longo das redes de drenagens, até o recolhimento no SÃO (separador de água e óleo), a incorporação de sólidos finamente divididos – terra, poeira, areia – só agrava a tendência à emulsificação. Com tantos agentes favoráveis à sua formação e estabilização, não é de surpreender que, praticamente todas as refinarias da Petrobrás, convivam com problemas crônicos relacionados à eliminação dos seus inventários de borras oleosas. A presença de uma fase emulsificada, com forte tendência a crescer após seu lançamento na rede de drenagem é inquebrável pelos processos tradicionais disponíveis na refinaria, monta o cenário conhecido como CICLO DA BORRA. Este fenômeno consiste na circulação da borra, sob a forma de emulsão, conforme a seguinte seqüência: – a borra emulsificada, recebida com o petróleo de navio ou diretamente dos campos produtores, é drenada para o esgoto oleoso no parque de armazenamento de cru da refinaria; – até chegar ao SAO, onde a emulsão é recolhida, o resíduo incorpora mais sólido e mais água ao longo das canaletas; – após aquecimento, repouso e algumas drenagens, o resíduo retorna ao tanque de cru e daí é enviado para a unidade de destilação; Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 59 – na unidade de destilação, ao ser submetida ao processo de dessalgação por lavagem com água, a emulsão reincorpora a água que havia perdido nos períodos de aquecimento e repouso nos tanques de resíduo; – como essa emulsão não é quebrada pela ação do campo elétrico da dessalgadora, só tem como alternativa ser novamente drenada para a rede oleosa, juntamente com a salmoura efluente, arrastando mais óleo para a rede de drenagem; – na rede oleosa, a caminho do SAO, a emulsão entra em contacto com outros agentes emulsificantes (sulfetos e mercaptanas oriundos de outras correntes) e estabilizadores de emulsão, tais como poeira e argila; – devido à ação dos novos emulsificantes e estabilizantes de emulsão, incorporados na rede de drenagem, a massa de resíduo oleoso que chega ao SAO e é aí recolhida aos tanques, é maior do que o volume drenado dos tanques e das dessalgadoras; – nos tanques de resíduos, essa emulsão é submetida a aquecimento e drenagem da água separada, sendo em seguida enviado para os tanques de petróleo, fechando assim o ciclo. Mesmo após a desemulsificação desse resíduo, seu reprocessamento numa unidade de destilação atmosférica ainda se apresenta problemático, uma vez que suas características favoráveis à emulsificação não foram totalmente eliminadas: – retornando ao tanque de petróleo, reemulsificará, incorporando a água do lastro; – reinjetado diretamente na unidade, antes da dessalgadora, reemulsificará na válvula misturadora e sairá incorporado à água de lavagem da dessalgadora. O melhor e mais econômico caminho para eliminação das borras oleosas emulsificadas passa, necessariamente, pela quebra da emulsão, seja para a sua incorporação a um estoque de produto acabado, seja para o reprocessamento do óleo recuperado. Decantação e centrifugação Geralmente, os resíduos recuperados no SAO são enviados para os tanques de resíduos, onde são aquecidos e eventualmente drenados. Após período de aquecimento e decantação, são realizadas transferências para os tanques de petróleo a fim de serem reprocessado. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 62 Podem ser dispostos via indústria cimenteira, os seguintes resíduos: – borras oleosas diversas; – catalisador de Unidades de Craqueamento Catalítico; – alguns catalisadores de hidrogenação ou de outros processos como merox, etc. Atualmente, tem sido utilizada para coprocessamento de borras oleosas e reciclagem de catalisador gasto das Unidades de Craqueamento Catalítico. Indústria de papel, plástico, vidro e metais. A reciclagem, através dessas indústrias, em geral, dispensa maiores cuidados, além da simples segregação. Passa a merecer cuidados especiais, apenas quando os resíduos estiverem contaminados com substâncias químicas. É o caso mais freqüente de embalagens do tipo tambores, bombonas plásticas, garrafões, etc. Nestes casos, o critério de descarte passa a ser ditado pelas características tóxicas dos contaminantes presentes no resíduo. Vias de regra, esses resíduos contaminados precisam passar por um processo para eliminação da toxidez. Freqüentemente, decidir entre incinerar ou não um resíduo, é apenas uma questão de análise econômica. Em princípio, qualquer resíduo com poder calorífico inferior (PCI) acima de 1.200 Kcal/kg pode ser incinerado, sem que seja necessária a queima de combustível auxiliar. Decidir-se pela incineração de um resíduo, com PCI menor do que 1.200 Kcal/kg, muitas vezes é apenas uma questão de falta de folga no Landfarming ou disponibilidade de outro resíduo, de poder calorífico mais alto, que exerça o papel de combustível auxiliar de baixo custo. Os custos de incineração de emulsões, borras e resíduos sólidos impregnados com substâncias orgânicas (oriundos de indústria química, petroquímica e de petróleo), situam-se na faixa de 40 a 100 dólares por tonelada. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 63 Compostagem Compostagem é o processo de decomposição biológica da matéria orgânica, que ocorre quando são dispostos, em camadas alternadas, restos vegetais e terra, com correção de pH e adição de nutrientes. A compostagem é uma modalidade de biodegradação de resíduos sólidos específica para restos vegetais e de alimentos. A compostagem gera um produto útil e de valor comercial e pode ser considerado também um processo de reciclagem de resíduo. O composto ou solo humificado, resultante da compostagem, tem larga utilização tanto na agricultura como na jardinagem, como elemento enriquecedor de solo. DEFINIÇÕES INPORTANTES PASSIVO AMBIENTAL Econômico: Valores monetários, compostos basicamente de três conjuntos de itens: o primeiro, composto das multas, dívidas, ações jurídicas existentes ou possíveis, taxas e impostos pagos devido à inobservância de requisitos legais; o segundo, composto dos custos de implantação de procedimentos e tecnologias que possibilitem o atendimento às não-conformidades; o terceiro, dos dispêndios necessários à recuperação de área degradada e indenização à população afetada. Importante notar que este conceito embute os custos citados acima mesmo que eles não sejam ainda conhecidos, e pesquisadores estudam como incluir no passivo ambiental os riscos existentes, isto é, não apenas o que já ocorre, mas também o que poderá ocorrer. OS REFLEXOS DA PRODUÇÃO / POPULAÇÃO E A POLUIÇÃO. O colapso do saneamento ambiental no Brasil chegou a níveis insuportáveis. A falta de água potável e de esgotamento sanitário é responsável, hoje, por 80% das doenças e 65% das internações hospitalares. Além disso, 90% dos esgotos domésticos e industriais são despejados sem qualquer tratamento nos mananciais de água. Os lixões, muitos deles situados às margens de rios e lagoas, são outro foco de problemas. O debate sobre o tratamento e a disposição de resíduos sólidos urbanos ainda é negligenciado pelo Poder Público. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 64 Lixo é todo e qualquer resíduo sólido resultante das atividades diárias do homem em sociedade. Podem encontrar-se nos estados sólido, líquido e gasoso. Como exemplo de lixo temos as sobras de alimentos, embalagens, papéis, plásticos e outros. A definição de LIXO como material inservível e não aproveitável é, na atualidade, com o crescimento da indústria da reciclagem, considerada relativa, pois um resíduo poderá ser inútil para algumas pessoas e, ao mesmo tempo, considerado como aproveitável para outras. CLASSIFICAÇÃO Segundo o critério de origem e produção, o lixo pode ser classificado da seguinte maneira:
Doméstico: gerado basicamente em residências;
Comercial: gerado pelo setor comercial e de serviços;
Industrial: gerado por indústrias (classe I, II e III);
Hospitalares: gerado por hospitais, farmácias, clínicas, etc.;
Especial: podas de jardins, entulhos de construções e animais mortos. De acordo com a composição química, o lixo pode ser classificado em duas categorias:
Orgânico
Inorgânico. DESTINO DO LIXO Resíduo Descartado Sem Tratamento: Caso o lixo não tenha um tratamento adequado, ele acarretará sérios danos ao meio ambiente: 1º - Poluição do solo: alterando suas características físico-químicas, representará uma séria ameaça à saúde pública tornando-se ambiente propício ao desenvolvimento de transmissores de doenças, além do visual degradante associado aos montes de lixo. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 67 Pode enfrentar dificuldades de comercialização dos compostos em razão do comprometimento dos mesmos por contaminantes, tais como metais pesados existentes no lixo urbano, e possíveis aspectos negativos de cheiro no pátio de cura. INCINERAÇÃO Este tratamento é baseado na combustão (queima) do lixo. É um processo que demanda custos bastante elevados e a necessidade de um super e rigoroso controle da emissão de gases poluentes gerados pela combustão. O sistema de incineração do lixo vem sendo abandonado, pois além das despesas extraordinárias com a sua implantação e monitoramento da poluição gerada, implica também em relegar para segundo plano a coleta seletiva e a reciclagem, que são processos altamente educativos. Não fossem essas desvantagens, a incineração seria um tratamento adequado para resíduos sólidos de alta periculosidade, como o lixo hospitalar, permitindo reduzir significativamente o volume do lixo tratado e não necessitar de grandes áreas quando comparada aos aterros sanitários; além da possibilidade do aproveitamento da energia gerada na combustão. RECICLAGEM, REUTILIZAÇÃO E REDUÇÃO DO LIXO. A corrida desenfreada na produção de bens de consumo pelo ser humano associado à escassez de recursos não-renovaveis e contaminação do meio ambiente, leva-o a ser o maior predador do universo. Este problema tem despertado no ser humano o pensar mais profundamente sobre a reciclagem e reutilização de produtos que simplesmente seriam considerados inservíveis. A reciclagem e a reutilização estão sendo vistas como duas importantes alternativas para a redução de quantidade de lixo no futuro, criando com isso bons hábitos de preservação do meio ambiente. O que nos leva a economizar matéria- prima e energia. Em países desenvolvidos, como o Japão, a reciclagem e reutilização já vem sendo incentivadas e realizadas há vários anos, com resultados positivos. Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 68 No Brasil já temos grupos que estão atentos aos problemas mencionados e buscando alternativas para resolvê-los. Indústrias nacionais e subsidiárias estrangeiras já iniciaram programas de substituição de embalagens descartáveis, dando lugar e materiais recicláveis. As prefeituras das cidades de São Paulo e Curitiba já iniciaram programas de coleta seletiva do lixo contando para isto, com o apoio da população que já está sensível a estas questões. Mesmo que a prefeitura de sua cidade não tenha instituído a coleta de lixo seletiva, separe em 2 recipientes: os recicláveis (papel, jornal, plástico, vidros, ETC.) e os que não são. OS 3 Rs PARA CONTROLE DO LIXO Os 3Rs para controle do lixo são REDUZIR, REUTILIZAR e RECICLAR. Reduzindo e reutilizando se evitará que maior quantidade de produtos se transformem em lixo. Reciclando se prolonga a utilidade de recursos naturais, além de reduzir o volume de lixo. EXEMPLOS:
Cacos de vidros são usados na fabricação de novos vidros, o que permite a economia de energia.
O reaproveitamento do plástico ajuda a poupar petróleo e, portanto, dinheiro.
Reciclar Papel, além da economia, significa menos árvores derrubadas. REDUZIR: Reduzir o lixo em nossas casas implica em reduzir o consumo de tudo o que não nos é realmente necessário. Isto significa rejeitar produtos com embalagens plásticas e isopor, preferindo as de papelão que são recicláveis, que não poluem o ambiente e desperdiçam menos energia. REUTILIZAR: Reutilizar significa usar um produto de várias maneiras. Como exemplos: Curso Técnico de Petróleo da UFPR Site: www.tecnicodepetroleo.ufpr.br 69
Reutilizar depósitos de plásticos ou vidro para outros fins, como plantar, fazer brinquedos;
Reutilizar envelopes, colocando etiquetas adesivas sobre o endereço do remetente e destinatário;
Aproveitar folhas de papel rasuradas para anotar telefones, lembretes, recados;
Instituir a Feira de Trocas para reciclar, aproveitando ao máximo os bens de consumo, como: roupas, discos, calçados, móveis. RECICLAR: Reciclar é uma maneira de lidar com o lixo de forma a reduzir e reusar. Este processo consiste em fazer coisas novas a partir de coisas usadas. A reciclagem reduz o volume do lixo, o que contribui para diminuir a poluição e a contaminação, bem como na recuperação natural do meio ambiente, assim como economiza os materiais e a energia usada para fabricação de outros produtos. Três setas compõem o símbolo da Reciclagem, cada uma representa um grupo de pessoas que são indispensáveis para garantir que a reciclagem ocorra. A primeira seta representa os produtores, as empresas que fazem o produto. Eles vendem o produto para o consumidor, que representa a segunda seta. Após o produto ser usado ele pode ser reciclado. A terceira seta representa as companhias de reciclagem que coletam os produtos recicláveis e através do mercado, vendem de volta o material usado para o produtor transformá-lo em novo produto. O símbolo de reciclagem é como um grande círculo, sendo o grupo mais poderoso no processo, o Consumidor, ou seja, NÓS! Há uma grande diferença entre produto RECICLÁVEL e o RECICLADO. Leituras sugeridas: os alunos devem consultar livros, entre os citados nas referências, podem consultar outros tais como: Engenharia do Saneamento Ambiental – Autor: Francílio Paes Leme; Livros Técnicos e Científicos Editora S.A. 2ª Edição; leitura de Revistas, Monografias, Dissertações, Teses e sites da internet que tratem do tema ambiental.