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Res Solidos _Aula 6
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Compostagem
Gersina N. da R. Carmo Junior
Compostagem
Composto orgânico
Produto final da compostagem
É um processo de transformação damatéria orgânica do lixo em umcomposto orgânico (húmus).
Compostagem
Ocorre pela ação de microorganismosexistentes no próprio lixo, que vãodecompondo a matéria orgânica mais complexaem produtos finais mais simples.
É a forma mais eficiente de se obter a
biodegradação controlada dos resíduos sólidos.
Processo Nobre é Comprometido:
Com a proteção
ambiental
Tratamentos dos resíduos contaminados;
controle da poluição; e reciclagem do
material.
Com a saúde
pública
Pela quebra dos ciclos evolutivos de
várias doenças e eliminação de vetores.
Com o resgate da
cidadania
Por criar oportunidade de emprego,
incentivar práticas agrícolas, etc.
A compostagem fornece um material rico emnutrientes que melhora o desenvolvimento de plantas,jardins.
O composto atua no solo como uma esponja,ajudando o solo a reter a umidade e os nutrientes.
O composto ajuda a melhorar as características desolos, quer sejam solos argilosos ou arenosos,concedendo-lhes outra estrutura.
Os solos ricos em composto são menos afetados pela
erosão.
O uso de composto aumenta os nutrientes desse solo,reduzindo o recurso ao uso de fertilizantes químicos.
A compostagem dos resíduos reduz significativamentea quantidade de resíduos a depositar em aterro.
É simples! Não requer conhecimentos técnicos ouequipamentos.
A compostagem pode ser anaeróbia o aeróbia
Compostagem aeróbia
ocorre em baixa temperatura, com exalação de fortes odores, e
leva mais tempo até que a matéria orgânica se estabilize.
A temperatura pode chegar a até 70ºC, os odores emanados
não são agressivos e a decomposição é mais veloz.
Compostagem anaeróbia
Compostagem
Física
Biológica
Duas fases distintas
de tratamento
Tratamento físico
Preparo do resíduo
Triagem, trituração e homogeneização
Tratamento biológico
Fermentação ou digestão dos resíduos
Compostagem
Compostagem
A compostagem de baixo custo envolve
processos simplificados e é realizada em pátios
onde os materiais a serem compostados,
denominados ”massa de compostagem”`.
Montes de forma:
Cônica (pilhas de compostagem)
Prismática (leiras de compostagem)
Compostagem
Cônica (pilhas de compostagem)
Prismática (leiras de compostagem)
“Processo biológico, necessidade de controle domeio para os microrganismos”
Compostagem
Fatores que afetam o processo de compostagem
Como um processo biológico a compostagem é
influenciada por todos os fatores que comumente
afetam a atividade microbiológica.
Dentre os fatores, citam-se a seguir os principais:
Umidade;
Oxigenação;
Temperatura;
Concentração de nutrientes;
Tamanho das partículas; e
pH
pouca água, massa de lixo a
compostar tenderá a secar,
reduzindo a velocidade de
decomposição e aumentando
o tempo de compostagem.
UmidadeControle do processo
Excesso de água, odores
desagradáveis são produzidos,
além de poder ocorrer uma
percolação de nutrientes do
composto pela elevada
concentração de água. O
processo também ocorrerá
lentamente.
Controle do processo Umidade
Ideal 40% a 55%
Controle do processo Umidade
O controle do excesso de umidade, muitas vezes
negligenciado na maioria dos sistemas em operação no
país, é necessário e importantíssimo para evitar a
anaerobiose, a qual ocorre quando o excesso de água
ocupa os espaços vazios(porosidade) do material.
Anaerobiose
Gases fétidos são gerados, além da atração devetores e, consequentemente, produção de líquidoslixiviados, tornando o local comprometido do ponto devista sanitário.
Controle do processo Umidade
Leiras orgânica
Constituídas de lodos de esgoto, esterco, resíduos
industriais de alimentos etc. que representam teores
médio acima de 80%, é necessário reduzir o teor de
umidade, para que a compostagem se processe
adequadamente.
Controle do processo Umidade
Como controlar a umidade??
Adicionar um material que absorva esse excesso, por
exemplo, resíduos vegetais secos ( folhas, capins,
gramas, etc.);
Lascas de madeira (de 3 a 5 cm);
O próprio adubo orgânico maturado (que aqui
funcionará como inóculo);
Matéria prima com excesso de umidade
Como controlar a umidade??
Adicionar água ou outro resíduos orgânico com elevado
teor de umidade em quantidade e proporção
compatíveis ao balanço final do teor de umidade
desejada (ideal 55%).
Matéria prima com baixo teor de umidade
Controle do processo Umidade
Controle do processo Oxigenação
Por definição, a compostagem é um processoaeróbico. Não se concebe, tanto do ponto devista técnico da eficiência do processo quantodo ponto de vista de impactos e inconvenientes,que a compostagem seja anaeróbia.
Oxigenação
Processos artificiais (mecânicos)
Naturais (reviramento)
Controle do processo Oxigenação
Processos simplificados de compostagem
A aeração é feita de acordo com as características
da matéria-prima, por meio de ciclos
predeterminados de reviramento:
Manual ou mecânico, com auxílio de uma pá
carregadeira ou de um trator específico.
Controle do processo Oxigenação
Ciclo de reviramento
Em média duas vezes por semana
O calor da oxidação biológica da matéria-orgânica
É retido na leira, em razão das características
isolante-térmicas da matéria orgânica.
Controle do processo Oxigenação
O calor é liberado para o meio ambiente na forma de
vapor de água.
Reviramento
Nesse momento faz-se a correção da umidade, por
meio da distribuição uniforme de água do sistema.
Figura 6- Distribuição uniforme de água na massa de compostagem para reposição da
umidade perdida.
Controle do processo Temperatura
Um dos fatores mais
indicativos da eficiência do
processo de compostagem.
Valor médio ideal 55ºC
Temperaturas superiores a 65 C devem ser
evitadas por causarem eliminação dos
microrganismos mineralizadores, responsáveis pela
degradação dos resíduos orgânicos.
Controle do processo Temperatura
Dentre os principais fatores que
influenciam o bom desenvolvimento
da temperatura na massa de
compostagem, citam-se:
Características da matéria-prima;
Tipo de sistema utilizado;
Controle operacional: teor de umidade, ciclo de
reviramento, balanço inicial dos (nutrientes) e
quantidade de material; e
Configuração geométrica das leiras.
Controle do processo Temperatura
Fases da compostagem
1ª fase do processo
As leiras devem registrar temperaturas termofílicas
(45 a 65ºC) no período de 12 a 14 horas após a
montagem
Fase de aquecimento
Essas temperaturas deverão permanecer durante toda
2ª fase, média de 80 dias nos processos de baixo custo.
Controle do processo TemperaturaA manutenção de temperaturas termofílica (45-65ºC)
controladas, na fase de degradação ativa - 2ª fase do
processo.
Somente assim pode-se conseguir maior eficiência do
processo, ou seja aumento da velocidade de
degradação e eliminação dos microrganismos
patogênicos
Controle do processo TemperaturaNo final da segunda fase, a massa atinge valores
inferiores a 45ºC, que caracteriza o resfriamento.
3 ª fase do processo
Queda de temperatura, caracterizando a mudança de
fase ativa para a fase de maturação.
Temperaturas controladas, inferiores a 40ºC, indicam
o início da 4ª fase, ou seja, a maturação.
Controle do processo Temperatura
Caracterizada pelo desenvolvimento de temperaturas
mesofílicas (30 a 40ºC).
maturação
Período em que o material sofre o processo
de umificação entre 30 e 50 dias
Controle do processo Nutrientes
Concentração de nutrientes
A intensidade da atividade microbiológica dosmicrorganismos decompositores nos processos decompostagem está estritamente relacionada àdiversificação e concentração dos nutrientes.
Quanto mais diversificados os resíduos orgânicos que
compõem a massa de compostagem,
Mais variados serão os nutrientes; e
Consequentemente, a população microbiana
Controle do processo Nutrientes
Os microrganismos necessitam de:
Micronutrientes
Macronutrientes
Elementos básicos necessários em maior
volume à plantas como carbono, oxigênio
e hidrogênio
Elementos essenciais ao desenvolvimento das plantas,
por exemplo zinco, ferro, sódio e manganês.
Controle do processo Nutrientes
Dentre os nutrientes usados pelos microrganismo, dois
são de extrema importância:
Carbono e nitrogênio
A concentração e disponibilidade biológica afetam o
desenvolvimento do processo.
Controle do processo Nutrientes
Carbono é a fonte básica de
energia para as atividades
vitais dos microrganismos.
Nitrogênio é necessário na
reprodução protoplasmática
dos microrganismos.
Carbono e Nitrogênio (C/N) 30 a 40:1
Controle do processo Nutrientes
Relação satisfatória para obtenção de alta eficiência
Resíduos palhosos (vegetais secos)
Fontes de carbono
Excesso de carbono
Aumento do período de
compostagem.
Controle do processo Nutrientes
Fontes de nitrogênio
Legumes(frescos) e os resíduos
fecais.
Excesso de nitrogênio
Perda natural (provocada pelos
microrganismos) de nitrogênio, em
virtude da volatilização da amônia.
Controle do processo Nutrientes
Equilíbrio da relação
Liberação de amônia da massa de compostagem
mal balanceada.
Controle do processo Tamanho das partículas
Antes da montagem das leira, os resíduos devem ser
submetidos a uma correção do tamanho das
partículas, o que favorece vários outros fatores, como:
Homogeneização da massa de compostagem;
Melhoria da porosidade;
Menor campactação;
Maior capacidade de aeração;
Aumento da área superficial para degradação; e
Menor tempo de decomposição.
Controle do processo Tamanho das partículas
Na prática, as partículas da massa de compostagem
devem se situar entre 10 e 50 mm.
Influência do tamanho das partículas no processo da compostagem.
Controle do processo pH
Literaturas antigas- 6,5 e 8,0
Experiência realizadas no LESA (Laboratório de
Engenharia Sanitária e Ambiental) da UFV
(Universidade Federal de Viçosa).
Há mais de 19 anos, indicam que a compostagem pode
ser desenvolvida numa faixa entre 4,5 e 9,5.
Valores extremos são automaticamente regulados pelos
microrganismos por meio da degradação de compostos
Produzirão subprodutos ácidos ou básicos de acordo
com a necessidade do meio.
Controle do processo pH
Produto final - Composto maturado
Ser sempre superior a 7,8.
Na compostagem da fração orgânica do lixo urbano,
o valor final é geralmente superior a 8,5
Adubo orgânico como ótimo condicionador para
solos ácidos.
Preparo da Matéria Prima
A matéria prima a ser compostada deve estar livre deinertes (metais, pedras, vidros etc.), ter partículascom diâmetro médio de 25 mm, umidade satisfatória(55%), concentração adequada de nutrientes
Condições ótimas de compostagem
Preparo da Matéria Prima
IdealA massa de compostagem resultante de vários resíduos
orgânicos:
Lodos, restos de alimentos, de frutas e legumes,
restos de culturas vegetais, estercos.
Equilíbrio nutricional e a flora microbiana diversificada
Alta eficiência do processo;
Menor período de compostagem.
Preparo da Matéria Prima
Formação de uma leira balanceada, composta por diferentes
materiais.
A proporção prática em peso desses materiais é de:
Preparo da Matéria Prima
Após a mistura cuidadosa dos materiais a serem
compostados.
A leira ou a pilha deve ser montada imediatamente.
A compostagem se processa com um mínimo de
material (superior a 500 kg), para construir uma pilha de
1,6 m de altura
No caso de maior quantidade de material deve ser
disposto em leiras.
Preparo da Matéria PrimaCada pilha ou leira deve ser indicada por uma placa,
com o registro do dia da montagem e o código indicativo
do material.
Identificação de pilhas e leiras de compostagem
Ciclo de Reviramento
Ciclo de reviramentoA partir do 3 dia, seguindo-se
reviramento sucessivos a cada três
dias até a temperatura abaixe para
menos de 40 C.
Ciclos de reviramento mais espaçados (>3 dias) não
atendem à demanda mínima de oxigênio requerido
pelos organismos.
Aspectos Operacionais do Processo
No mínimo, deve ser realizado o controle dos seguintes
parâmetros.
Umidade
Deve ser determinada semanalmente - com base em
uma amostra representativa (55%).
Temperatura
Deve ser medida diariamente em três pontos centrais da
massa de compostagem.
Faixa de temperaturas registradas nos pontos de medição (fase
de degradação ativa)
Aspectos Operacionais do Processo
Distribuição típica de temperaturas controladas na massa de
compostagem (fase de degradação ativa).
Aspectos Operacionais do Processo
Aspectos Operacionais do Processo
Ciclo de Reviramento
Método sugerido para o reviramento das pilhas ou leiras
é o da inversão das camadas
Método de inversão das camadas sugerido pelo LESA.
Aspectos Operacionais do Processo
Sólidos Voláteis
Parâmetro que monitora o estágio de degradação da
massa de compostagem e consequentemente a
eficiência do processo.
Um processo considerado eficiente deve apresentar
redução média do teor inicial de sólidos voláteis de
40%
Aspectos Operacionais do Processo
Após o período de permanência da massa do
compostagem no pátio de degradação ativa.
Transferida para o pátio de maturação
Não é necessário o reviramento e a
correção da umidade
Aspectos Operacionais do Processo
Produção do adubo
Na maturação, o material
passará a ter coloração
escura(marrom-escuro a
preto), em virtude da formação
de ácidos úmicos
Análise dos sólidos voláteis ou
da relação carbono/nitrogênio,
ou ainda um teste padrão que
avalie o índice de germinação
de sementes, utilizando o
adubo como substrato.
Rejeitos devem ser confinados
em aterros.
Aspectos Operacionais do Processo
O material deve ser
peneirado.
Durante o período de compostagem as leirasdevem ser criteriosamente observadas quanto amudanças na estrutura do material, bem como àpossível emissão de odor, atração de vetores,presença de lixiviado, dentre outros fatores parapossível correção.
Aspectos Operacionais do Processo
Em um sistema de compostagem bem operado, todos
os inconvenientes são controlados em níveis
satisfatórios.
Controle dos Impactos Ambientais Associados
ao Processo.
A compostagem de qualquer resíduos orgânico, em
especial a fração orgânica do lixo domiciliar poderá a
vir causar impactos.
Esses impactos serão mais preocupantes nos seguintes
casos:
Em unidades mal operadas;
Em unidades com capacidade de produção de adubo
superior a 50 toneladas/dia, sem reviramento criterioso;
Em unidades com tecnologias duvidosas (não
comprovada cientificamente).
Escolha da Área de Implantação paraMinimizar os Impactos Ambientais
Principal passo para realização de um
projeto
Adequada Localização, evitando-se:
Transtornos Sociais e Prejuízos Ambientais
Fatores que limitam a escolha da área:
A distância do centro atendido deverá ser menor
que 15 Km. No caso de consórcio é de 20 Km.
As via de acesso deverão apresentar boas
condições de uso ao longo de todo ano.
Áreas sem restrições quanto ao zoneamento
ambiental.
Inexistência de aglomerados populacionais a
menos de 0,5 Km.
Área com potencial mínimo de incorporação à zona
urbana da sede, ou distritos ou povoados.
Fatores que limitam a escolha da área:
Boa aceitação pela população e, entidades
ambientais não-governamentais.
Área de baixo valor econômico.
Distâncias maior que 200 m de recursos hídricos
superficiais (nascentes, córregos, rios, açudes, lagos
etc.)
Área escolhida deverá ser preferencialmente de
propriedade do município ou de fácil desapropriação.
Direção dos ventos contrária aos centros
habitacionais.
Vantagens do processo de compostagem:
Não formação de gases com cheiro desagradável;
Redução do volume, peso e teor de umidade dos
resíduos, facilitando o transporte, o armazenamento e
aplicações;
Inativação de patógenos;
Transformação dos resíduos sólidos em fertilizante
orgânico;
Reciclagem de nutrientes contidos nos resíduos
Aproveitamento de lixo urbano;
Educação ambiental.
Desvantagens do processo de compostagem
Custo elevado de investimento;
Necessidade de dispor os rejeitos em aterro;
Necessidade de estudo de mercado para usar o
composto;
Necessidade de pessoal treinado para a
operação;
Contato direto dos operários com o lixo.