Coprocessamento de Lodo de Estação de Tratamento de Esgoto
Autor: Thiago Oliveira | Publicado: 2014-06-02T00:27:00-03:00



Garantir a boa
qualidade da água é com certeza essencial para o bem estar e saúde humana, uma
vez que, a geração de efluente sanitário se torna cada vez maior devido a
grande concentração de pessoas nos centros urbanos.

O Esgoto Sanitário é
definido como sendo o “despejo líquido constituído de esgoto doméstico e
industrial, água de infiltração, e a contribuição pluvial parasitária” (NBR
9648, 1986).

O modo de tratamento
desses efluentes se dá através da utilização de sistemas chamados ETE –
Estações de Tratamento de Esgoto, que tem por finalidade remover através de
processos químicos e biológicos, todo agente poluidor, deixando-os dentro dos
padrões de lançamentos permitidos em legislação.

O processo de
tratamento é feito por agentes microbianos denominados bactérias decompositoras
e as formas de tratamentos existentes são lagoa de estabilização, lagoa de
maturação, reatores anaeróbios, esgotamento superficial no solo, dentro outros.

Como todo processo,
ETE’s também possuem a geração de resíduos, provenientes do processo de
tratamento, este por sua vez merece tratamento antes de sua disposição final.
Os resíduos gerados nestes processos são intitulados genericamente com “lodo”.
Devido aos agentes biológicos contidos nos efluentes brutos, e retidos no
tratamento, o lodo gerado possui característica toxicológica. Para que haja uma
destinação final adequada tem-se a necessidade de um tratamento adequado antes
de seu descarte. Formas alternativas de destinação deste tipo de resíduos que
mais são utilizadas no país é a destinação em aterros sanitários, aplicação
controlada em solo (usados como adubo) e a reciclagem.

A absorção do lodo de
ETE na indústria cimenteira é uma opção para a destinação final destes
resíduos, pois, se torna viável economicamente, bem como sustentável, tendo um
ganho econômico tanto para empresa de saneamento básico quanto para a indústria
cimenteira.

Esta forma de
utilização é chamada de “Coprocessamento de Resíduos”.&nbsp; Este método é uma
forma de otimização da gestão de resíduos sólidos, ou seja, dentro das
especificações do processo de fabricação do cimento, utiliza-se de volumes
consideráveis de resíduos que são favoráveis para o aproveitamento energético.



O lodo gerado nas estações de tratamento de esgoto pode ser usado como
redutor de emissões atmosféricas, uma vez que grandes volumes de óxidos de
nitrogênio (NOx), formados durante o processo de combustão,
&nbsp;caracteriza-se como um dos principais agentes precursores do “mau ozônio”
e um gás poluente tóxico aos seres vivos. O princípio básico é a reação química
que ocorre devido ao ambiente óxido do forno em contato com amônia do lodo
desidratado que atua como reagente de redução alterando a forma do NOx para
forma de nitrogênio gasoso N2, que é um gás inerte, não poluente
(CHAO, LESS, 2004, pag. 27).



Para direcionar este
tipo de resíduo para fornos rotativos, é necessário aprovação do Órgão
Ambiental competente, e para que isso ocorra deve-se levar em consideração
critérios de emissão de acordo com a Resolução CONAMA 264, 1999. Nesta
resolução é apontado os valores máximos permitidos (VMP) para emissão de certos
tipos de poluentes, como gás carbono, THC, material particulado, dentre outros.



A indústria de
cimento é responsável por movimentar grande parcela da&nbsp;economia mundial,
uma vez que, seu produto é utilizado em diversas frentes de serviço como
construção de casas, pontes, edifícios, e etc. Os produtos que são fabricados
em uma planta cimenteira é o cimento propriamente dito, o calcário, calcário
agrícola (corretor de pH do solo), argamassa, dentre outros. Porém o
coprocessamento de resíduos é utilizado somente nos fornos produtores de
clínquer.&nbsp;&nbsp;



Uso de Lodo de Estação de Tratamento de Esgoto
(ETE) em Fornos de Clínquer.


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Caracterização do lodo para coprocessamento



O processo de
caracterização do lodo constitui-se na determinação da composição do resíduo,
umidade, poder calorífico, ponto de fulgor, metais pesados, elementos voláteis,
cinza, dióxido de enxofre (SO2),&nbsp;água (H2O),dentro
outros.

De acordo com a
Resolução CONAMA 154 (2010), para que um resíduo possa ser coprocessado, o
poder calorífico inferior (PCI), que é a quantidade de energia liberada em kcal
na queima de 1kg de combustível, sendo desconsiderado os valores de ácido
nítrico e sulfúrico, deve ser de no mínimo 2000kcal/kg.

Abaixo a tabela 3
mostra os teores máximos de metais na entrada do forno, ou seja, quantidades
máximas de metais identificados nos resíduos que serão utilizados como
substituição de combustível.

&nbsp;&nbsp;

 

  
  
Parâmetros

  
  
Limites

 

  
  
Cádmio
  (Cd) + Mercúrio (Hg) + Tálio (Tl)

  
  
= 100
  mg/kg sendo Hg&lt; 10mg/kg

 

  
  
Arsênio
  (As) + Cobalto (Co) + Níquel (Ni) + Selênio (Se) + Telúrio (Te)

  
  
= 1.500
  mg/kg

 

  
  
Antimônio
  (Sb) + Cromo (Cr) + Estanho (Sn) + Chumbo (Pb) + Vanádio (V)

  
  
=5.800
  mg/kg5.800 mg/kg sendo Pb 3.000 mg/kg.

 

  
  
PCI

  
  
= 2.000
  kcal/kg

=1.500
  kcal/kg para resíduos sólidos urbanos

 


Teores máximos de metais&nbsp;para&nbsp;entrada no forno e pci mínimo
(Substituição De Combustível).

Fonte: CONAMA, (2010).



Benefícios de Utilização do Lodo de
Estação em Coprocessamento



Existe hoje uma série
de alternativas para a destinação final do lodo gerado no processo de
tratamento de esgoto, porém, o coprocessamento deste resíduo é o mais indicado,
uma vez que o processo de coprocessamento, não gera resíduo, pois elimina o
resíduo por completo.&nbsp;

As formas de
destinação que são descritas em literatura, como por exemplo, o uso do lodo em
atividades agrícolas, como corretor de pH é uma alternativa bastante usada,
porém deve-se realizar estudos frequentes como análise laboratorial, para
acompanhar a qualidade do lodo a fim de identificar possíveis alterações em sua
composição, uma vez que, existe no lodo agentes patogênicos, que podem afetar a
saúde do homem.

Segundo a Fundação
Estadual de Meio Ambiente de Minas Gerais (FEAM, 2010), apud US.EPA (2003),
testes realizados com a atividade de coprocessamento mostrou um percentual de
destruição de 99,99 a 99,9999%, além do benefício de redução. Outros aspectos
ambientais são evidenciados, tais como:

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->Diminuição da disposição dos resíduos em aterros, prolongando a vida
útil dos mesmos;

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->Aproveitamento do poder calorífico dos resíduos para geração de energia
térmica;

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->Destruição dos resíduos sem geração de cinzas;

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->O equipamento de controle das emissões atmosféricas do forno de clínquer
é adequado também para controlar as emissões quando estiverem sendo
coprocessados os RSU.



Utilização de Lodo de Estação de Tratamento de Esgoto para a Redução de
NOx



O fato de utilizar o resíduo gerado em tratamentos
de esgoto não é somente para ter ganhos econômicos, ter uma diminuição no
consumo de matéria prima, ou até mesmo redução do consumo de energia, mas sim
ter um ganho ambiental, pois, retira do meio ambiente aquilo que não tem mais
utilidade.

A utilização de
lodo nos fornos de produção de clínquer já é usada com frequência em vários
países, inclusive no Brasil, por conter propriedades semelhantes da matéria
prima utilizada na produção de cimento.

A alternativa de utilização de lodos de estações de
tratamento de esgotos como matéria prima na indústria cimenteira é uma prática
que já vem sendo adotada em vários países por sua composição química
essencialmente constituída por óxidos de cal, óxidos de sílica, óxidos de
alumínio e óxidos de ferro, constituintes principais do processo de fabricação
de cimento (CHAO, LESS, 2004).



De acordo com Chao e
Less (2004),a experiência de utilização de lodo em fornos de cimenteiras com a
finalidade de redução de emissão de poluentes teve início em Los Angeles na
Indústria Cimenteira Mitsubishi.

Os testes realizados
na cimenteira de Los Angeles contaram com o coprocessamento de 500 toneladas
semanais, tendo como objetivo a redução de emissão de NOx.

Chao e Less (2004)
apud Robert e Penny (1998) aponta que o uso de lodo de estação de tratamento no
coprocessamento na cimenteira Mitsubishi, diminuiu significativamente a emissão
de NOx, variando entre 36% a 50%, bem como a diminuição de consumo
de combustível.

Conforme também
observado por Chao e Less (2004), o fato de ocorrer a redução do NOxé
porque o lodo úmido ao entrar em processo de combustão reage com o oxigênio (O2)
contido dentro do forno, transformando a amônia contida no lodo, transformando
o NOx&nbsp;em forma de nitrogênio gasoso N2, sua forma
mais inerte.

A reação da amônia do
lodo com o oxigênio contido dentro do forno apresenta a seguinte fórmula:



NOx + NH3&nbsp;(amônia)
+ O2&nbsp;–&nbsp;N2+ H2O



O teor de água do
lodo produz ainda, efeitos secundários benéficos, pois quando injetado a altas
temperaturas do forno, promove um resfriamento e uniformização da chama, o que
potencializa a redução dos poluentes (CHAO, LESS, 2004).

Além da redução do NOx&nbsp;foi
apontado também no estudo de Chao e Less (2004), a redução de uma série de
poluentes. A tabela 4 quantifica as reduções mais expressivas, após a
utilização do lodo:





 

  
  
Poluente

  
  
Eficiência de remoção de poluentes com
  biossólidos

 

  
  
TCDD(Total
  Tetraclorodibenzo– p -dioxinas)

  
  
79%
  redução

 

  
  
Total
  TCDF(Tetracloro

dibenzofuranos)

  
  
98.5%
  redução

 

  
  
Cromo
  total

  
  
&gt;66%
  redução

 

  
  
Chumbo

  
  
61%
  redução

 

  
  
Manganês

  
  
99,9%
  redução

 

  
  
Formaldeído

  
  
59%
  redução

 

  
  
Flurranteno

  
  
92%
  redução

 



Resultado de Eficiência de Remoção.

Fonte: CHAO, LESS, 2014.