Guilherme Marques

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Written by: on 31 de agosto de 2012 @ 10:22

Titulação: Mestre em Tecnologias Energéticas
Banca Examinadora: [Orientadora] Sandra Mara Alberti (LACTEC) [Co-Orientador] Ricardo José Ferracin (LACTEC) [Membro da Banca] Mauricio Pereira Cantão (LACTEC) [Membro da Banca] Cíntia Mara Ribas de Oliveira (UnicenP)
Assuntos: – Resíduos sólidos urbanos – Processo BEM – Celulignina – Hidrólise ácida parcial
Data da defesa: 17/12/2008

Resumo(pt): A forte tendência de urbanização e a conseqüente produção de resíduos em grande quantidade nas cidades leva o homem a procurar alternativas viáveis de minimização dos danos causados pela disposição de todo esse material. Além do incentivo à reutilização e à reciclagem, grande número de processos de tratamento dos resíduos sólidos urbanos vêm sendo desenvolvidos, na tentativa de se reduzir o volume disposto nos aterros sanitários e minimizar o impacto no meio-ambiente. Tais métodos de tratamento visam reduzir a emissão de gases que potencializam o efeito estufa, diminuir a quantidade de poluentes lançados nos corpos d’água e evitar a contaminação do solo nos locais próximos aos aterros. Torna-se importante, também, procurar alternativas que possam produzir energia a partir do lixo, transformando o problema em uma oportunidade de empregos e retorno financeiro, fator que incentiva a pesquisa e o desenvolvimento de técnicas cada vez mais modernas, atraindo investidores para o setor. Dentre as alternativas desenvolvidas para minimização do volume e aproveitamento energético de resíduos sólidos urbanos, está o processo BEM (Biomassa, Energia, Materiais), desenvolvido no Brasil pelo professor Daltro Pinatti. O processo BEM consiste em promover a hidrólise ácida parcial da fração orgânica do lixo, obtendo celulignina e uma solução de açúcares. O objetivo deste trabalho foi verificar a viabilidade da utilização desse processo com os resíduos sólidos urbanos da RMC (Região Metropolitana de Curitiba). Os experimentos, utilizando amostras coletadas no aterro sanitário de Caximba, mostraram um aumento de pH de 0,9 para 1,5, em média, com redução do teor de carbono da celulignina de 50,2% para 42,9% quando é reutilizada parte da solução ácida obtida nas etapas anteriores, conforme sugerido no processo BEM. Foi analisada também a evolução da concentração de metais na fração líquida das dez etapas do experimento. Os metais ferro e alumínio, que se apresentaram em maior quantidade na fração líquida, não mostraram aumento significativo de concentração ao longo das várias etapas, resultando em concentrações médias de 267 mg/l e 154 mg/l, respectivamente. Foi também constatada a presença de chumbo em 2 das 10 amostras analisadas, com concentração máxima de 2,2 mg/l. O consumo de ácido e água exigido pelo processo, caso fosse aplicado em todo o volume de resíduos depositados no aterro sanitário de Caximba no ano de 2005, seria da ordem de 19,2 mil toneladas de ácido sulfúrico 96% puro e cerca de 2 milhões de metros cúbicos de água. A fração líquida resultante do processo foi classificada como resíduo classe I – Perigoso de acordo com a NBR 10.004 da Associação Brasileira de Normas Técnicas. O processo BEM apresenta dificuldades de implantação para aplicação aos resíduos sólidos urbanos da RMC, devido a aspectos ambientais, logísticos e técnicos, como a variabilidade do teor de carbono da celulignina produzida, dificuldade de disposição dos efluentes líquidos e pelo volume de insumos necessários para o processo, como água e ácido sulfúrico.
Abstract(en): The strong tendency of urbanization and the consequent production of waste in large quantities in cities induces man to search for viable alternatives of minimization of damage caused by the disposal of all this material. In addition to the incentive to reutilization and recycling, a great number of treatment processes for the urban solid waste has been developed, in the attempt to reduce the volume placed on sanitary landfills and minimize the impact on the environment. Such methods of treatment aim to reduce the gas emission that increases the greenhouse effect, to diminish the quantity of pollutants released in the water bodies and to avoid the contamination of the soil in the places next to the landfills. It is also important to look for alternatives that can produce energy from waste, transforming the problem into an opportunity for jobs and financial gain, a factor that fosters research and the development of increasingly modern techniques, attracting investors to the sector. Among the alternatives developed for the decreasing of volume and for the energy utilization of urban solid waste, is the BEM process (Biomass, Energy, Materials), developed in Brazil by Professor Daltro Pinatti. The BEM process consists in promoting partial acid hydrolysis of the organic fraction of waste, getting cellulignin and a solution of sugars. The objective of the present study was to verify the viabiblity of using this process with the urban solid waste of RMC (Metropolitan Region of Curitiba). The experiments, using samples collected in the Caximba sanitary landfill, showed an increase of pH from 0,9 to 1,5 in average, with reduction of the cellulignin carbon contents from 50,2 to 42,9% when part of the acid solution obtained in previous stages is reused, as suggested in the BEM process. The evolution of concentration of metals in the liquid portion of the ten stages of the experiment was also analyzed. The metals iron and aluminum, that were present in greater quantities in the liquid portion, did not show a significant increase along the various stages, resulting in average concentrations of 267 mg/l and 154 mg/l, respectively. The presence of lead in 2 of the 10 samples analyzed was also detected, with the maximum concentration of 2,2 mg/l. The comsumption of acid and water demanded for the process, in case it was applied to the whole volume of waste deposited in the Caximba Sanitary landfill in the year 2005, would be about 19,2 thousand tons of sulphuric acid 96% pure and about 2 million cubic meters of water. The liquid portion resulting from the process was classified as class I waste – Dangerous according to the 10.004 NBR of ABNT (Brazilian Association for Technical Regulations). The BEM process presents implementation difficulties to be applied to the urban solid waste of the RMC, due to environmental, logistic and technical aspects, such as the variability of the carbon content of the cellulignin produced, difficulty in disposing of the liquid effluents and because of the volume of material needed for the process, such as water and sulphuric acid.

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Catogories: Engenharia, Tecnologia, Trabalhos publicados

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