Utilização do Lodo proveniente do tratamento de água para fabricação de artefatos cerâmicos.
Publicado em 22 de novembro de 2010 por Chrystiano Rocha de Abreu
Chrystiano Rocha de Abreu ? Faculdade de Administração e Artes de Limeira
Ricardo Luis Bruno ? Professor Orientador ? Docente da FAAL
Resumo
O presente trabalho trata-se, sobre alternativas de uso de lodo proveniente do tratamento de água, tendo como objetivo a fabricação de tijolos cerâmicos. A pesquisa esta sendo realizada, utilizando-se lodo procedente da ETA de uma empresa alimentícia de Limeira, Os resultados das analises laboratoriais demonstraram a possibilidade da utilização deste lodo para a fabricação de artefatos cerâmicos, sendo que falta a aprovação de CETESB para iniciar os testes de queima.
PALAVRAS - CHAVE: Lodo, Tratamento, Cerâmica
Abstract
The present work it is, on alternative uses of sludge from water treatment, aiming to manufacture clay bricks. The research is being carried out using sludge coming from the ETA of a food company in Limeira, the results of laboratory analysis showed the possibility of using this sludge for the manufacture of ceramic artifacts, and lack of approval to begin testing CETESB firing.
KEY - WORDS: Sludge, Treatment, Ceramic
Introdução
Os resíduos gerados em plantas industriais são um grande problema ambiental, já que se não forem tratados corretamente podem causar danos a saúde e ao meio ambiente.
Todavia, os resultados de tratamentos de água geram vários resíduos, dentre eles, o "lodo" proveniente da centrifugação das descargas de fundo dos clarificadores e decantadores; lodo este que contem vários produtos químicos, como sulfato de alumínio, polímeros, soda caustica dentre outros produtos para o tratamento de água que se descartado ao meio ambiente podem provocar impactos negativos.
Com a necessidade atual de preservação do meio ambiente e a atenção da mídia com o assunto, a questão tem chamado a atenção da população, forçando as indústrias a dar maior atenção à reciclagem de poluentes industriais além de dar maior ênfase ao desenvolvimento sustentável e a preservação ambiental.
Referencial Teórico
Polímeros ("polymers") são macromoléculas caracterizadas por seu tamanho, estrutura química e interações intra-e inter-moleculares. Possuem unidades químicas ligadas por covalencias, repetidas regularmente ao longo da cadeia, denominadas meros ("mers"). O numero de meros da cadeia polimérica é denominado grau de polimerização, sendo geralmente simbolizado por n ou DP ("degree of polymerization"). (Mano et. al. 2004)
Manganês e seus compostos são usados na indústria do aço, ligas metálicas, baterias, vidros, oxidantes para limpeza, fertilizantes, vernizes, suplementos veterinários, entre outros usos. Ocorre naturalmente na água superficial e subterrânea, no entanto, as atividades antropogênicas são também responsáveis pela contaminação da água. Raramente atinge concentrações de 1,0 mg/L em águas superficiais naturais e, normalmente, está presente em quantidades de 0,2 mg/L ou menos. Desenvolve coloração negra na água, podendo se apresentar nos estados de oxidação Mn+2 (mais solúvel) e Mn+4 (menos solúvel). Concentração menor que 0,05 mg/L geralmente é aceita por consumidores, devido ao fato de não ocorrerem, nesta faixa de concentração, manchas negras ou depósitos de seu óxido nos sistemas de abastecimento de água. É muito usado na indústria do aço. O manganês é um elemento essencial para muitos organismos, incluindo o ser humano. A principal exposição humana ao manganês é por consumo de alimentos, entretanto devido ao controle homeostático que o homem sobre o metal, geralmente o manganês não é considerado muito tóxico quando ingerido com a dieta. O padrão de aceitação para consumo humano do manganês é 0,1 mg/L (Portaria 518). (CETESB ? 2010).
O cloreto é o ânion Cl- que se apresenta nas águas subterrâneas, oriundo da percolação da água através de solos e rochas. Nas águas superficiais são fontes importantes as descargas de esgotos sanitários, sendo que cada pessoa expele através da urina cerca 6 g de cloreto por dia, o que faz com que os esgotos apresentem concentrações de cloreto que ultrapassam a 15 mg/L. Diversos são os efluentes industriais que apresentam concentrações de cloreto elevadas como os da indústria do petróleo, algumas indústrias farmacêuticas, curtumes, etc. Nas regiões costeiras, através da chamada intrusão da cunha salina, são encontradas águas com níveis altos de cloreto. Nas águas tratadas, a adição de cloro puro ou em solução leva a uma elevação do nível de cloreto, resultante das reações de dissociação do cloro na água. (CETESB ? 2010).
Segundo (Duncan, 1994), prevenção da poluição é qualquer pratica que reduz a quantidade ou impacto ambiental e na saúde de qualquer poluente antes da sua reciclagem, tratamento ou disposição final, incluindo modificação de equipamentos ou tecnologias, reformulação ou redesign de produtos, substituição de matérias primas e melhoria organizacional (housekeeping), treinamento ou controle de inventario. (Braga et. Al. 2006).
Materiais cerâmicos produzidos com argila, tais como tijolos e telhas, geralmente são muito heterogêneos porque eles consistem em argilas naturais com uma larga variedade de composição global. Por isto, tais materiais podem tolerar a presença de tipos diferentes de resíduos, até mesmo em porcentagens consideráveis. (Liew et. al. 2004)
Princípios para a utilização de lodo de estação de tratamento de água para fabricação de artefatos cerâmico
Premissas: A avaliação da possibilidade de utilização depende de fatores tais como:
- apresentação de características semelhantes ao material a ser substituído, que pode ser matéria prima, combustível e/ou produto auxiliar;
- capacidade de segregação e estocagem do resíduo;
- a magnitude das mudanças no manuseio das matérias-primas, produtos auxiliares e dos produtos gerados nos processos onde será utilizado não deverá ser significativa;
- atendimento aos limites estabelecidos na legislação;
- indicação de que as alterações associadas à utilização não representam incremento nas emissões ambientais;
- a adoção de atividades de minimização da geração de lodo no processo de origem do resíduo, que permitam, em especial, a redução da presença de poluentes e substâncias indesejadas no meio ambiente, e no lodo, para a utilização pretendida.
Critérios:
- Não pode ser classificado como Classe I - Perigoso, conforme a norma brasileira ABNT NBR10004/2004 ? "Resíduos sólidos ? Classificação";
- Se classificado como Classe IIA - Não Perigoso e Não Inerte, conforme a NBR10004/2004, não poderá ter concentrações consideradas significativas das substâncias do Anexo C - Substâncias que Conferem Periculosidade aos Resíduos, da NBR10004/2004;
- A demonstração de que o lodo não contém quantidades significativas de substâncias do Anexo C ? "Substâncias que conferem periculosidade aos resíduos", da NBR10004/2004, pode ser baseada em análise de risco que considere os valores de dispersão, receptores locais e efeitos toxicológicos;
- Ser homogêneo e conservar sua composição dentro de limites admissíveis e ser gerado e/ou estar estocado em quantidade suficiente para justificar seu pedido de utilização para fabricação de artefatos de cerâmica;
- Avaliar as emissões para certificar que não houve alteração nas concentrações existentes no ambiente.
Plano de Trabalho: Um plano de trabalho com as informações listadas a seguir deverá ser elaborado e apresentado para avaliação da CETESB:
- Objetivo;
- Descrição do processo de tratamento de água que gera o resíduo com relação de matérias-primas e produtos auxiliares empregados e fluxograma com indicação dos pontos de geração do lodo;
- Caracterização do lodo por meio da coleta de 3 amostras representativas, levando-se em conta a quantidade e variação de sua composição, com análises dos contaminantes considerados relevantes na massa bruta, extratos lixiviado e solubilizado;
- Os procedimentos de amostragem do lodo devem observar o estabelecido na norma brasileira ABNT NBR 10007/2004 ? Amostragem de resíduos. A caracterização dos resíduos deve ser realizada conforme NBR10005/2004 ? Procedimento para obtenção do extrato lixiviado de resíduos sólidos e NBR 10006/2004 ? Procedimento para obtenção de extrato solubilizado de resíduos sólidos;
- As análises químicas na massa bruta devem ser realizadas de acordo com o SW-846 ? Test methods for evaluating solid waste, physical/chemical methods da United States Environment Protection Agency (USEPA);
- Os laudos de análises deverão ser apresentados, conforme norma brasileira da ABNT NBR ISO/IEC 17025/2005 ? Requisitos gerais para a competência de laboratórios de ensaio e calibração;
- Descrição do processo de produção dos artefatos cerâmicos contemplando as seguintes informações: equipamentos utilizados, ciclo de produção, processo de queima e condições operacionais (temperatura de queima, velocidade dos gases e combustível empregado, etc.);
- Informações relativas ao armazenamento do lodo e movimentação interna do mesmo;
- Informação relativa à porcentagem do lodo a ser utilizado na massa cerâmica.
Caso o plano de trabalho seja aprovado será autorizada a realização de teste para avaliação do desempenho do equipamento, ou seja, teste de queima em branco (sem lodo) e teste de queima com lodo.
Para operacionalização dos testes o interessado deverá apresentar à CETESB, com antecedência mínima de 40 dias, um plano de teste de queima.
Plano de Teste de Queima: Os testes de queima em branco e com lodo devem ser realizados com o acompanhamento de técnicos da CETESB, sendo que todas as coletas de efluentes gasosos, amostras de lodo, argila e artefatos cerâmicos devem ser feitas em triplicata, no mínimo.
O plano de teste de queima a ser apresentado deverá conter as seguintes informações:
- Ciclo de produção, especificando a duração e as etapas do processo;
- Cronograma das amostragens;
- Identificação dos técnicos envolvidos no teste, incluindo responsabilidades e qualificações.
- Poder Calorífico Inferior, composição provável e composição elementar (massa bruta) do lodo;
- Taxa de metais e teores de cloro total/cloretos, fluoretos, enxofre e cinzas alimentados no lodo;
- Percentual e taxa do combustível a ser substituído, quando couber;
- Porcentagem de lodo a ser utilizada por tonelada de massa de argila;
- Quantidade de lodo requerida para o teste;
- Caracterização do lodo e da argila no ato da mistura por meio da coleta de 3 amostras representativas, com análises dos contaminantes considerados relevantes na massa bruta e nos extratos lixiviado e solubilizado;
- Caracterização dos artefatos cerâmicos antes da queima e artefatos cerâmicos depois da queima, sem lodo e com adição de lodo, por meio da coleta de 3 amostras representativas, com análises dos contaminantes considerados relevantes nos extratos lixiviado e solubilizado;
- Testes de toxicidade aguda com a bactéria luminescente vibrio fischeri ? Sistema Microtox para os artefatos cerâmicos queimados sem e com a adição de lodo.
Com relação ao efluente gasoso:
a) Parâmetros a serem analisados;
b) Metodologia de coleta e análise e seus limites de detecção e/ou quantificação;
c) Tipo e características de amostradores;
d) Ponto e forma de coleta;
e) Deverão ser realizadas amostragens de efluentes gasosos com os artefatos cerâmicos sem o lodo (teste em branco) e com o lodo (teste de queima);
f) Os testes, tanto em branco como o teste de queima, deverão ser realizado no mesmo conjunto de fornos;
g) Apresentar as características dos fornos para os quais pretende-se utilizar artefatos com lodo tais como:
- tipo;
- capacidade;
- ciclo de operação dos fornos com tempo estimado para cada fase do processo de queima, incluindo enchimento e retirada dos artefatos do forno;
- perfil de temperatura dos fornos durante o ciclo de queima, incluindo o tempo de duração de cada fase;
- condições do sistema de exaustão de gases dos fornos, como descrição de chaminé, previsão da vazão e velocidade dos gases;
- detalhamento do Equipamento de Controle de Poluição do ar e suas condições operacionais; Obs.:Os fornos deverão ter, no mínimo, indicadores de temperatura.
h) No que se refere ao combustível:
- descrição do combustível utilizado com estimativa de consumo;
- PCI;
- Sistema de alimentação;
- Teor de enxofre.
i) As amostragens deverão atender as seguintes normas:
- L9.221 ? "Dutos e chaminés de fontes estacionárias - Determinação dos pontos de amostragem Procedimento" (julho/90);
- L9.222 ? "Dutos e chaminés de fontes estacionárias - Determinação da velocidade e vazão dos gases - Método de ensaio" (maio/92);
- L9.223 ? "Dutos e chaminés de fontes estacionárias - Determinação da massa molecular seca e do excesso de ar do fluxo gasoso - Método de ensaio" (junho/92);
- L9.224 ? "Dutos e chaminés de fontes estacionárias - Determinação da umidade dos efluentes - Método de ensaio" (agosto/93);
- L9.225 ? "Dutos e chaminés de fontes estacionárias - Determinação de material particulado - Método de ensaio" (setembro/95);
- L9.228 ? "Dutos e chaminés de fontes estacionárias - Determinação de dióxido de enxofre e de névoas de ácido sulfúrico e trióxido de enxofre -Método de ensaio" (junho/92);
- L9.229 ? "Dutos e chaminés de fontes estacionárias - Determinação de óxidos de nitrogênio- Método de ensaio" (outubro/92);
- E16.030 ? "Dutos e chaminés de fontes estacionárias - Calibração dos equipamentos utilizados na amostragem de efluentes - Método de ensaio" (maio/95);
- Method 29 ? "Metodology for the determination of multi-metals emissions in exhaust gases from hazardours waste incineration and similar combustion processes" ? EPA
- Method 0050 ? "Isokinetic HCl/Cl2 emissions sampling train";
- L9.213 ? "Dutos e chaminés de fontes estacionárias - Determinação de fluoretos pelo método do eletrodo de íon específico - Método de ensaio" (setembro/95).
Após a realização dos testes e ensaios previstos no item plano de trabalho o interessado deverá enviar à CETESB relatório final destas atividades. A autorização para a utilização do lodo em fornos cerâmicos para fabricação de artefatos dependerá dos resultados do teste de queima com lodo. A utilização de resíduos nos artefatos cerâmicos não poderá incrementar as emissões ambientais. (mensagem pessoal - CETESB ? 2010).
Materiais e métodos
A pesquisa foi realizada no lodo proveniente da Estação de tratamento de água (E.T.A.) de uma empresa alimentícia de Limeira / SP, a lama proveniente das descargas dos clarificadores e adensadores, são centrifugadas e desta forma resulta em um "lodo" mais consistente, cuja média de fabricação média mensal deste lodo proveniente da Estação tratamento de água (E.T.A.), é de 70 Toneladas que no momento atual é disposto em um aterro, sendo que o produto produzido (lodo) é considerado classe II A "não inerte".
Resultados e Discussões
Foi analisada uma amostra do lodo da Estação de Tratamento de Água (E.T.A.), as tabelas monstram resultados Analíticos da Amostra de Resíduo (de Lodo da ETA ? Estação de Tratamento de Água);
Tabela 1. Determinações sobre a Massa Bruta.
Parâmetro Unidade LQ Resultado VMP
Umidade % p/p 0,1 68,3
Inflamabilidade (a)
Ponto de Fulgor ºC >60 60 (d)
Corrosividade (b)
pH (suspensão a 50%) 6 2,0 ? 12,5
Reatividade (c) não reativo não reativo
Cianeto (como HCN) mg/kg 10 <10 250
Sulfeto (como H2S) mg/kg 10 <10 500
Tabela 2. Determinações sobre o Lixiviado obtido de acordo com NBR 10005:2004.
Parâmetro Unidade LQ Resultado VMP
Porcentagem de Sólidos % p/p 0,1 31,7
pH Final 4,8
Tempo Total de Lixiviação (h) 18 18 +/- 2
Inorgânicos
Arsênio mg/L 0,05 <0,05 1
Bário mg/L 0,1 0,63 70
Cádmio mg/L 0,05 <0,05 0,5
Chumbo mg/L 0,05 <0,05 1
Cromo Total mg/L 0,05 0,05 5
Fluoreto mg/L 0,1 <1,0 150
Mercúrio mg/L 0,05 <0,05 0,1
Prata mg/L 0,05 <0,05 5
Selênio mg/L 0,05 <0,05 1
Tabela 3. Determinações sobre o Solubilizado obtido de acordo com NBR 10006:2004
Parâmetro Unidade LQ Resultado VMP
pH Final 6,5
Inorgânicos
Alumínio mg/L 0,05 0,06 0,2
Arsênio mg/L 0,01 <0,01 0,01
Bário mg/L 0,1 0,22 0,7
Cádmio mg/L 0,005 <0,005 0,005
Chumbo mg/L 0,01 <0,01 0,01
Cianeto mg/L 0,05 <0,05 0,07
Cloreto mg/L 1 44,4 250
Cobre mg/L 0,05 <0,05 2
Cromo Total mg/L 0,05 <0,05 0,05
Fenóis Totais mg/L 0,01 <0,01 0,01
Ferro mg/L 0,05 <0,05 0,3
Floreto mg/L 0,1 <0,1 1,5
Manganês mg/L 0,05 1,28 0,1
Mercúrio mg/L 0,001 <0,001 0,001
Nitrato (como N) mg/L 0,1 <0,1 10
Prata mg/L 0,05 <0,05 0,05
Selênio mg/L 0,01 <0,01 0,01
Sódio mg/L 0,1 16 200
Sulfato (como SO4) mg/L 1 7,9 250
Surfactantes mg/L 0,1 <0,1 0,5
Zinco mg/L 0,05 0,28 5
LQ*: Limite de Quantificação
VMP** Valores Máximos Permitidos pela Norma ABNT NBR 10004:2004.
Nota 1: Os resultados referem-se somente à amostra analisada.
Este Boletim Analítico só pode ser reproduzido por inteiro e sem nenhuma alteração.
Nota 2: Interpretação dos resultados das tabelas:
Nas tabelas 1 e 2 os resultados das analises demonstram estarem dentro do padrões estabelecidos pela Norma (VMP) e Limite de quantificação (LQ).
Na tabela 3 o parâmetro Manganês ultrapassou o Limite Máximo Permitido. Limites baseados na listagem No. 8 da ABNT NBR 10.004, que resulta em manchas negras e depósitos de óxidos.
Em relação aos parâmetros monitorados, a amostra de resíduo identificada como "Resíduo (de Lodo da ETA ? Estação de Tratamento de Água).", deve ser considerado como de Classe II-A ? Não Inerte. Salienta-se, porém que a disposição desse resíduo deverá ser recomendada pelo órgão de controle ambiental. Para a interpretação dos dados obtidos para Lixiviado e Solubilizado, foram consultados os anexos "F" e "G" da Norma ABNT NBR 10.004:2004.
Considerações Finais
Com a conclusão do presente trabalho, conclui se que:
? O lodo proveniente do tratamento de água é classificado classe IIA não inerte não causa riscos à saúde publica, porém podem ter propriedades como combustibilidade, biodegradabilidade ou solubilidade.
? As analises do lodo demonstram a compatibilidade para a produção de artefatos cerâmicos, dando o fato que para a aprovação devera ser feita analises na ora da queima para a fabricação de artefatos cerâmicos.
? Resultados das analises do lodo foram enviados a CETESB, aguardando a sua aprovação para o teste de queima.
? A utilização do lodo para a fabricação de artefatos cerâmicos, é uma pesquisa importante para a preservação do planeta, pois além de investir na sustentabilidade e economizar os recursos naturais para tal pratica, evitaremos o descarte de resíduos, dando mais qualidade de vida para os seres que habitam este planeta.
Referencias Bibliográficas
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 10004/2004 ? Resíduos sólidos -classificação. Brasília ? DF, 2010
BRAGA ET.AL. Introdução Engenharia ambiental. São Paulo: Earsons, 2006, 2º edição
CETESB ? Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental. São Paulo.
www.cetesb.sp.gov.br acessado em10/out./2010
CETESB ? Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental. Publicação eletrônica [mensagem pessoal]. Mensagem recebida por <[email protected] > em 27 mai. 2010.
LIEW, A. G.; IDRIS, A.; SAMAD, A. A.; WONG, C. H. K.; JAAFAR, M. S.; BAKI, A. M. Reusability of sewage sludge in clay bricks. J Mater Cycles Waste Manag, n. 6 2004.
MANO,E.B;Mendes,L.C. Introdução à polímeros. São Paulo: Edgar Blugher,2004, 2ºedição
NOVAIS,V. Quimica. São Paulo: Atual,1996, vol.único
Ricardo Luis Bruno ? Professor Orientador ? Docente da FAAL
Resumo
O presente trabalho trata-se, sobre alternativas de uso de lodo proveniente do tratamento de água, tendo como objetivo a fabricação de tijolos cerâmicos. A pesquisa esta sendo realizada, utilizando-se lodo procedente da ETA de uma empresa alimentícia de Limeira, Os resultados das analises laboratoriais demonstraram a possibilidade da utilização deste lodo para a fabricação de artefatos cerâmicos, sendo que falta a aprovação de CETESB para iniciar os testes de queima.
PALAVRAS - CHAVE: Lodo, Tratamento, Cerâmica
Abstract
The present work it is, on alternative uses of sludge from water treatment, aiming to manufacture clay bricks. The research is being carried out using sludge coming from the ETA of a food company in Limeira, the results of laboratory analysis showed the possibility of using this sludge for the manufacture of ceramic artifacts, and lack of approval to begin testing CETESB firing.
KEY - WORDS: Sludge, Treatment, Ceramic
Introdução
Os resíduos gerados em plantas industriais são um grande problema ambiental, já que se não forem tratados corretamente podem causar danos a saúde e ao meio ambiente.
Todavia, os resultados de tratamentos de água geram vários resíduos, dentre eles, o "lodo" proveniente da centrifugação das descargas de fundo dos clarificadores e decantadores; lodo este que contem vários produtos químicos, como sulfato de alumínio, polímeros, soda caustica dentre outros produtos para o tratamento de água que se descartado ao meio ambiente podem provocar impactos negativos.
Com a necessidade atual de preservação do meio ambiente e a atenção da mídia com o assunto, a questão tem chamado a atenção da população, forçando as indústrias a dar maior atenção à reciclagem de poluentes industriais além de dar maior ênfase ao desenvolvimento sustentável e a preservação ambiental.
Referencial Teórico
Polímeros ("polymers") são macromoléculas caracterizadas por seu tamanho, estrutura química e interações intra-e inter-moleculares. Possuem unidades químicas ligadas por covalencias, repetidas regularmente ao longo da cadeia, denominadas meros ("mers"). O numero de meros da cadeia polimérica é denominado grau de polimerização, sendo geralmente simbolizado por n ou DP ("degree of polymerization"). (Mano et. al. 2004)
Manganês e seus compostos são usados na indústria do aço, ligas metálicas, baterias, vidros, oxidantes para limpeza, fertilizantes, vernizes, suplementos veterinários, entre outros usos. Ocorre naturalmente na água superficial e subterrânea, no entanto, as atividades antropogênicas são também responsáveis pela contaminação da água. Raramente atinge concentrações de 1,0 mg/L em águas superficiais naturais e, normalmente, está presente em quantidades de 0,2 mg/L ou menos. Desenvolve coloração negra na água, podendo se apresentar nos estados de oxidação Mn+2 (mais solúvel) e Mn+4 (menos solúvel). Concentração menor que 0,05 mg/L geralmente é aceita por consumidores, devido ao fato de não ocorrerem, nesta faixa de concentração, manchas negras ou depósitos de seu óxido nos sistemas de abastecimento de água. É muito usado na indústria do aço. O manganês é um elemento essencial para muitos organismos, incluindo o ser humano. A principal exposição humana ao manganês é por consumo de alimentos, entretanto devido ao controle homeostático que o homem sobre o metal, geralmente o manganês não é considerado muito tóxico quando ingerido com a dieta. O padrão de aceitação para consumo humano do manganês é 0,1 mg/L (Portaria 518). (CETESB ? 2010).
O cloreto é o ânion Cl- que se apresenta nas águas subterrâneas, oriundo da percolação da água através de solos e rochas. Nas águas superficiais são fontes importantes as descargas de esgotos sanitários, sendo que cada pessoa expele através da urina cerca 6 g de cloreto por dia, o que faz com que os esgotos apresentem concentrações de cloreto que ultrapassam a 15 mg/L. Diversos são os efluentes industriais que apresentam concentrações de cloreto elevadas como os da indústria do petróleo, algumas indústrias farmacêuticas, curtumes, etc. Nas regiões costeiras, através da chamada intrusão da cunha salina, são encontradas águas com níveis altos de cloreto. Nas águas tratadas, a adição de cloro puro ou em solução leva a uma elevação do nível de cloreto, resultante das reações de dissociação do cloro na água. (CETESB ? 2010).
Segundo (Duncan, 1994), prevenção da poluição é qualquer pratica que reduz a quantidade ou impacto ambiental e na saúde de qualquer poluente antes da sua reciclagem, tratamento ou disposição final, incluindo modificação de equipamentos ou tecnologias, reformulação ou redesign de produtos, substituição de matérias primas e melhoria organizacional (housekeeping), treinamento ou controle de inventario. (Braga et. Al. 2006).
Materiais cerâmicos produzidos com argila, tais como tijolos e telhas, geralmente são muito heterogêneos porque eles consistem em argilas naturais com uma larga variedade de composição global. Por isto, tais materiais podem tolerar a presença de tipos diferentes de resíduos, até mesmo em porcentagens consideráveis. (Liew et. al. 2004)
Princípios para a utilização de lodo de estação de tratamento de água para fabricação de artefatos cerâmico
Premissas: A avaliação da possibilidade de utilização depende de fatores tais como:
- apresentação de características semelhantes ao material a ser substituído, que pode ser matéria prima, combustível e/ou produto auxiliar;
- capacidade de segregação e estocagem do resíduo;
- a magnitude das mudanças no manuseio das matérias-primas, produtos auxiliares e dos produtos gerados nos processos onde será utilizado não deverá ser significativa;
- atendimento aos limites estabelecidos na legislação;
- indicação de que as alterações associadas à utilização não representam incremento nas emissões ambientais;
- a adoção de atividades de minimização da geração de lodo no processo de origem do resíduo, que permitam, em especial, a redução da presença de poluentes e substâncias indesejadas no meio ambiente, e no lodo, para a utilização pretendida.
Critérios:
- Não pode ser classificado como Classe I - Perigoso, conforme a norma brasileira ABNT NBR10004/2004 ? "Resíduos sólidos ? Classificação";
- Se classificado como Classe IIA - Não Perigoso e Não Inerte, conforme a NBR10004/2004, não poderá ter concentrações consideradas significativas das substâncias do Anexo C - Substâncias que Conferem Periculosidade aos Resíduos, da NBR10004/2004;
- A demonstração de que o lodo não contém quantidades significativas de substâncias do Anexo C ? "Substâncias que conferem periculosidade aos resíduos", da NBR10004/2004, pode ser baseada em análise de risco que considere os valores de dispersão, receptores locais e efeitos toxicológicos;
- Ser homogêneo e conservar sua composição dentro de limites admissíveis e ser gerado e/ou estar estocado em quantidade suficiente para justificar seu pedido de utilização para fabricação de artefatos de cerâmica;
- Avaliar as emissões para certificar que não houve alteração nas concentrações existentes no ambiente.
Plano de Trabalho: Um plano de trabalho com as informações listadas a seguir deverá ser elaborado e apresentado para avaliação da CETESB:
- Objetivo;
- Descrição do processo de tratamento de água que gera o resíduo com relação de matérias-primas e produtos auxiliares empregados e fluxograma com indicação dos pontos de geração do lodo;
- Caracterização do lodo por meio da coleta de 3 amostras representativas, levando-se em conta a quantidade e variação de sua composição, com análises dos contaminantes considerados relevantes na massa bruta, extratos lixiviado e solubilizado;
- Os procedimentos de amostragem do lodo devem observar o estabelecido na norma brasileira ABNT NBR 10007/2004 ? Amostragem de resíduos. A caracterização dos resíduos deve ser realizada conforme NBR10005/2004 ? Procedimento para obtenção do extrato lixiviado de resíduos sólidos e NBR 10006/2004 ? Procedimento para obtenção de extrato solubilizado de resíduos sólidos;
- As análises químicas na massa bruta devem ser realizadas de acordo com o SW-846 ? Test methods for evaluating solid waste, physical/chemical methods da United States Environment Protection Agency (USEPA);
- Os laudos de análises deverão ser apresentados, conforme norma brasileira da ABNT NBR ISO/IEC 17025/2005 ? Requisitos gerais para a competência de laboratórios de ensaio e calibração;
- Descrição do processo de produção dos artefatos cerâmicos contemplando as seguintes informações: equipamentos utilizados, ciclo de produção, processo de queima e condições operacionais (temperatura de queima, velocidade dos gases e combustível empregado, etc.);
- Informações relativas ao armazenamento do lodo e movimentação interna do mesmo;
- Informação relativa à porcentagem do lodo a ser utilizado na massa cerâmica.
Caso o plano de trabalho seja aprovado será autorizada a realização de teste para avaliação do desempenho do equipamento, ou seja, teste de queima em branco (sem lodo) e teste de queima com lodo.
Para operacionalização dos testes o interessado deverá apresentar à CETESB, com antecedência mínima de 40 dias, um plano de teste de queima.
Plano de Teste de Queima: Os testes de queima em branco e com lodo devem ser realizados com o acompanhamento de técnicos da CETESB, sendo que todas as coletas de efluentes gasosos, amostras de lodo, argila e artefatos cerâmicos devem ser feitas em triplicata, no mínimo.
O plano de teste de queima a ser apresentado deverá conter as seguintes informações:
- Ciclo de produção, especificando a duração e as etapas do processo;
- Cronograma das amostragens;
- Identificação dos técnicos envolvidos no teste, incluindo responsabilidades e qualificações.
- Poder Calorífico Inferior, composição provável e composição elementar (massa bruta) do lodo;
- Taxa de metais e teores de cloro total/cloretos, fluoretos, enxofre e cinzas alimentados no lodo;
- Percentual e taxa do combustível a ser substituído, quando couber;
- Porcentagem de lodo a ser utilizada por tonelada de massa de argila;
- Quantidade de lodo requerida para o teste;
- Caracterização do lodo e da argila no ato da mistura por meio da coleta de 3 amostras representativas, com análises dos contaminantes considerados relevantes na massa bruta e nos extratos lixiviado e solubilizado;
- Caracterização dos artefatos cerâmicos antes da queima e artefatos cerâmicos depois da queima, sem lodo e com adição de lodo, por meio da coleta de 3 amostras representativas, com análises dos contaminantes considerados relevantes nos extratos lixiviado e solubilizado;
- Testes de toxicidade aguda com a bactéria luminescente vibrio fischeri ? Sistema Microtox para os artefatos cerâmicos queimados sem e com a adição de lodo.
Com relação ao efluente gasoso:
a) Parâmetros a serem analisados;
b) Metodologia de coleta e análise e seus limites de detecção e/ou quantificação;
c) Tipo e características de amostradores;
d) Ponto e forma de coleta;
e) Deverão ser realizadas amostragens de efluentes gasosos com os artefatos cerâmicos sem o lodo (teste em branco) e com o lodo (teste de queima);
f) Os testes, tanto em branco como o teste de queima, deverão ser realizado no mesmo conjunto de fornos;
g) Apresentar as características dos fornos para os quais pretende-se utilizar artefatos com lodo tais como:
- tipo;
- capacidade;
- ciclo de operação dos fornos com tempo estimado para cada fase do processo de queima, incluindo enchimento e retirada dos artefatos do forno;
- perfil de temperatura dos fornos durante o ciclo de queima, incluindo o tempo de duração de cada fase;
- condições do sistema de exaustão de gases dos fornos, como descrição de chaminé, previsão da vazão e velocidade dos gases;
- detalhamento do Equipamento de Controle de Poluição do ar e suas condições operacionais; Obs.:Os fornos deverão ter, no mínimo, indicadores de temperatura.
h) No que se refere ao combustível:
- descrição do combustível utilizado com estimativa de consumo;
- PCI;
- Sistema de alimentação;
- Teor de enxofre.
i) As amostragens deverão atender as seguintes normas:
- L9.221 ? "Dutos e chaminés de fontes estacionárias - Determinação dos pontos de amostragem Procedimento" (julho/90);
- L9.222 ? "Dutos e chaminés de fontes estacionárias - Determinação da velocidade e vazão dos gases - Método de ensaio" (maio/92);
- L9.223 ? "Dutos e chaminés de fontes estacionárias - Determinação da massa molecular seca e do excesso de ar do fluxo gasoso - Método de ensaio" (junho/92);
- L9.224 ? "Dutos e chaminés de fontes estacionárias - Determinação da umidade dos efluentes - Método de ensaio" (agosto/93);
- L9.225 ? "Dutos e chaminés de fontes estacionárias - Determinação de material particulado - Método de ensaio" (setembro/95);
- L9.228 ? "Dutos e chaminés de fontes estacionárias - Determinação de dióxido de enxofre e de névoas de ácido sulfúrico e trióxido de enxofre -Método de ensaio" (junho/92);
- L9.229 ? "Dutos e chaminés de fontes estacionárias - Determinação de óxidos de nitrogênio- Método de ensaio" (outubro/92);
- E16.030 ? "Dutos e chaminés de fontes estacionárias - Calibração dos equipamentos utilizados na amostragem de efluentes - Método de ensaio" (maio/95);
- Method 29 ? "Metodology for the determination of multi-metals emissions in exhaust gases from hazardours waste incineration and similar combustion processes" ? EPA
- Method 0050 ? "Isokinetic HCl/Cl2 emissions sampling train";
- L9.213 ? "Dutos e chaminés de fontes estacionárias - Determinação de fluoretos pelo método do eletrodo de íon específico - Método de ensaio" (setembro/95).
Após a realização dos testes e ensaios previstos no item plano de trabalho o interessado deverá enviar à CETESB relatório final destas atividades. A autorização para a utilização do lodo em fornos cerâmicos para fabricação de artefatos dependerá dos resultados do teste de queima com lodo. A utilização de resíduos nos artefatos cerâmicos não poderá incrementar as emissões ambientais. (mensagem pessoal - CETESB ? 2010).
Materiais e métodos
A pesquisa foi realizada no lodo proveniente da Estação de tratamento de água (E.T.A.) de uma empresa alimentícia de Limeira / SP, a lama proveniente das descargas dos clarificadores e adensadores, são centrifugadas e desta forma resulta em um "lodo" mais consistente, cuja média de fabricação média mensal deste lodo proveniente da Estação tratamento de água (E.T.A.), é de 70 Toneladas que no momento atual é disposto em um aterro, sendo que o produto produzido (lodo) é considerado classe II A "não inerte".
Resultados e Discussões
Foi analisada uma amostra do lodo da Estação de Tratamento de Água (E.T.A.), as tabelas monstram resultados Analíticos da Amostra de Resíduo (de Lodo da ETA ? Estação de Tratamento de Água);
Tabela 1. Determinações sobre a Massa Bruta.
Parâmetro Unidade LQ Resultado VMP
Umidade % p/p 0,1 68,3
Inflamabilidade (a)
Ponto de Fulgor ºC >60 60 (d)
Corrosividade (b)
pH (suspensão a 50%) 6 2,0 ? 12,5
Reatividade (c) não reativo não reativo
Cianeto (como HCN) mg/kg 10 <10 250
Sulfeto (como H2S) mg/kg 10 <10 500
Tabela 2. Determinações sobre o Lixiviado obtido de acordo com NBR 10005:2004.
Parâmetro Unidade LQ Resultado VMP
Porcentagem de Sólidos % p/p 0,1 31,7
pH Final 4,8
Tempo Total de Lixiviação (h) 18 18 +/- 2
Inorgânicos
Arsênio mg/L 0,05 <0,05 1
Bário mg/L 0,1 0,63 70
Cádmio mg/L 0,05 <0,05 0,5
Chumbo mg/L 0,05 <0,05 1
Cromo Total mg/L 0,05 0,05 5
Fluoreto mg/L 0,1 <1,0 150
Mercúrio mg/L 0,05 <0,05 0,1
Prata mg/L 0,05 <0,05 5
Selênio mg/L 0,05 <0,05 1
Tabela 3. Determinações sobre o Solubilizado obtido de acordo com NBR 10006:2004
Parâmetro Unidade LQ Resultado VMP
pH Final 6,5
Inorgânicos
Alumínio mg/L 0,05 0,06 0,2
Arsênio mg/L 0,01 <0,01 0,01
Bário mg/L 0,1 0,22 0,7
Cádmio mg/L 0,005 <0,005 0,005
Chumbo mg/L 0,01 <0,01 0,01
Cianeto mg/L 0,05 <0,05 0,07
Cloreto mg/L 1 44,4 250
Cobre mg/L 0,05 <0,05 2
Cromo Total mg/L 0,05 <0,05 0,05
Fenóis Totais mg/L 0,01 <0,01 0,01
Ferro mg/L 0,05 <0,05 0,3
Floreto mg/L 0,1 <0,1 1,5
Manganês mg/L 0,05 1,28 0,1
Mercúrio mg/L 0,001 <0,001 0,001
Nitrato (como N) mg/L 0,1 <0,1 10
Prata mg/L 0,05 <0,05 0,05
Selênio mg/L 0,01 <0,01 0,01
Sódio mg/L 0,1 16 200
Sulfato (como SO4) mg/L 1 7,9 250
Surfactantes mg/L 0,1 <0,1 0,5
Zinco mg/L 0,05 0,28 5
LQ*: Limite de Quantificação
VMP** Valores Máximos Permitidos pela Norma ABNT NBR 10004:2004.
Nota 1: Os resultados referem-se somente à amostra analisada.
Este Boletim Analítico só pode ser reproduzido por inteiro e sem nenhuma alteração.
Nota 2: Interpretação dos resultados das tabelas:
Nas tabelas 1 e 2 os resultados das analises demonstram estarem dentro do padrões estabelecidos pela Norma (VMP) e Limite de quantificação (LQ).
Na tabela 3 o parâmetro Manganês ultrapassou o Limite Máximo Permitido. Limites baseados na listagem No. 8 da ABNT NBR 10.004, que resulta em manchas negras e depósitos de óxidos.
Em relação aos parâmetros monitorados, a amostra de resíduo identificada como "Resíduo (de Lodo da ETA ? Estação de Tratamento de Água).", deve ser considerado como de Classe II-A ? Não Inerte. Salienta-se, porém que a disposição desse resíduo deverá ser recomendada pelo órgão de controle ambiental. Para a interpretação dos dados obtidos para Lixiviado e Solubilizado, foram consultados os anexos "F" e "G" da Norma ABNT NBR 10.004:2004.
Considerações Finais
Com a conclusão do presente trabalho, conclui se que:
? O lodo proveniente do tratamento de água é classificado classe IIA não inerte não causa riscos à saúde publica, porém podem ter propriedades como combustibilidade, biodegradabilidade ou solubilidade.
? As analises do lodo demonstram a compatibilidade para a produção de artefatos cerâmicos, dando o fato que para a aprovação devera ser feita analises na ora da queima para a fabricação de artefatos cerâmicos.
? Resultados das analises do lodo foram enviados a CETESB, aguardando a sua aprovação para o teste de queima.
? A utilização do lodo para a fabricação de artefatos cerâmicos, é uma pesquisa importante para a preservação do planeta, pois além de investir na sustentabilidade e economizar os recursos naturais para tal pratica, evitaremos o descarte de resíduos, dando mais qualidade de vida para os seres que habitam este planeta.
Referencias Bibliográficas
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 10004/2004 ? Resíduos sólidos -classificação. Brasília ? DF, 2010
BRAGA ET.AL. Introdução Engenharia ambiental. São Paulo: Earsons, 2006, 2º edição
CETESB ? Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental. São Paulo.
www.cetesb.sp.gov.br acessado em10/out./2010
CETESB ? Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental. Publicação eletrônica [mensagem pessoal]. Mensagem recebida por <[email protected] > em 27 mai. 2010.
LIEW, A. G.; IDRIS, A.; SAMAD, A. A.; WONG, C. H. K.; JAAFAR, M. S.; BAKI, A. M. Reusability of sewage sludge in clay bricks. J Mater Cycles Waste Manag, n. 6 2004.
MANO,E.B;Mendes,L.C. Introdução à polímeros. São Paulo: Edgar Blugher,2004, 2ºedição
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