Contributo para o estudo da remoção de azoto em lixiviados de resíduos urbanos

O tratamento de águas lixiviantes produzidas em aterros de resíduos sólidos, constitui um desafio à sua operação e funcionamento em condições ambientalmente corretas. Ao longo do tempo, as características qualitativas do lixiviado apresentam uma grande variabilidade, que deve ser acompanhada por uma monitorização regular e periódica, para que o efluente do lixiviado tratado cumpra as normas de descarga que lhe estão aplicadas. Um dos problemas mais significativos que resulta dessa variabilidade ao longo do tempo é a remoção de azoto bem como a remoção da CQO (carência química de oxigénio). De forma a compreender os processos e operações associados ao tratamento de águas lixiviantes, em particular no que se refere à remoção de azoto, a presente dissertação incluiu a revisão das tecnologias que são aplicadas na generalidade das estações de tratamento de águas lixiviantes (ETAL), finalizando essa revisão com a apresentação do panorama nacional e a apresentação do caso de estudo que suporta o tema desta dissertação. O caso de estudo diz respeito ao funcionamento da estação de pré-tratamento de águas lixiviantes (EPTAL) do aterro sanitário intermunicipal da ilha de S. Miguel, nos Açores. Como tal, procurou-se avaliar a linha de tratamento e os resultados obtidos na monitorização para, perante estes, ponderar se o tratamento por osmose inversa, que está em vias de ser implementado por opção dos responsáveis desta EPTAL, permite reduzir o excesso do azoto que se verifica nas análises do efluente final do atual processo de tratamento. Salienta-se que o tratamento do lixiviado por intermédio de uma osmose inversa permitirá o cumprimento dos objetivos de qualidade, se a concentração de azoto amoniacal no lixiviado bruto for inferior a 2500 mg/L. Sabendo-se que dentro de um período mínimo de 5 anos poderá entrar em funcionamento uma instalação de incineração de resíduos urbanos, em S. Miguel, Açores, estimaram-se os custos de tratamento pela unidade de osmose inversa, durante este período de tempo, tendo em conta que este será sempre superior aos custos da atual EPTAL. O trabalho realizado permitiu concluir que o desempenho da atual EPTAL, apesar de não cumprir o regulamento de descarga municipal, poderia ser melhorado com intervenções ajustadas e com custos associados inferiores aos da osmose inversa.

Caracterização química e ecotoxicológica de escórias e cinzas resultantes da co-combustão de lamas e carvão

Em 1999 a Fundação para a Ciência e a Tecnologia aprovou o financiamento do projecto “Behaviour of Heavy Metals on the Thermal Treatment of Residues” cujo acrónimo era Bimetal. Este projecto, cujos parceiros eram o Departamento de Engenharia Energética e Controlo Ambiental do Instituto Nacional de Engenharia e Tecnologia Industrial (INETI) e o Grupo de Disciplinas de Ecologia da Hidrosfera (GDEH) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa, tinha como objectivo a avaliação do comportamento de metais pesados durante a combustão de resíduos. Neste sentido, a equipa do INETI efectuou quatro ensaios de incineração: dois de mono-combustão de uma lama residual urbana, um de co-combustão de lama residual urbana e carvão e, finalmente, um de mono-combustão de carvão. Cada ensaio de incineração produziu uma cinza de fundo e duas cinzas volantes, provenientes de dois ciclones. A equipa do GDEH foi responsável pela caracterização físico-química e ecotoxicológica das cinzas provenientes dos ensaios realizados pela equipa do INETI. A avaliação incidiu em dois aspectos: 1) a determinação da composição das cinzas, relativamente a um dado conjunto de parâmetros físico-químicos considerados; e 2) produção de lixiviados a partir do contacto das cinzas com um agente lixiviante. Estes lixiviados foram submetidos à caracterização físico-química, relativamente a um dado conjunto de parâmetros físico-químicos e, ainda, à caracterização ecotoxicológica, recorrendo a dois indicadores biológicos. A determinação da composição das cinzas permitiu efectuar um balanço de massas dos ensaios de incineração realizados e, com isto, determinar as taxas de emissão, dos parâmetros analisados, para a atmosfera. Os ensaios de lixiviação permitiram classificar, de acordo com a metodologia de classificação de resíduos a que se recorreu, as doze cinzas produzidas pela equipa do INETI e os materiais que lhes deram origem, a areia do leito, o carvão e a lama residual urbana. De um modo geral, as duas cinzas volantes apresentaram uma concentração superior, dos parâmetros considerados, relativamente à cinza de fundo. Entre as duas cinzas volantes, a cinza do 2º ciclone apresentou um maior teor, relativamente aos parâmetros analisados, do que as cinzas do 1º ciclone.

Eliminação de dioxinas em cinzas volantes com nanopartículas de ferro

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Tratamento mecânico e biológico de resíduos sólidos urbanos: avaliação do seu potencial para a recuperação de materiais recicláveis

Relatório de Estágio de Mestrado em Ecologia Humana e Problemas Sociais Contemporâneos

Estudo da pirólise de resíduos plásticos provenientes do abate de automóveis

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

Participação pública em processos controversos de decisão ambiental – Caso de estudo da co-incineração em Souselas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, Perfil de Ordenamento do Território e Impactes Ambientais

Análise de um processo decisório controverso: a co-incineração em Souselas

Trabalho avaliado na unidade “Métodos Interactivos de Participação e Decisão” do Programa Doutoral em Avaliação de Tecnologia na FCT-UNL sob orientação da Profª Lia Vasconcelose do Prof. Nuno Videira. [Relatório entregue em Dezembro de 2011]

Avaliação do potencial da produção de energia elétrica através de resíduos urbanos em Portugal Continental. Horizonte Temporal 2014-2020

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, Perfil de Gestão de Sistemas Ambientais

Metodologias para a quantificação e caracterização física dos resíduos sólidos urbanos

A quantificação e caracterização física dos resíduos sólidos urbanos (RSU) é fundamental para efectuar uma correcta gestão de resíduos. Em Portugal, a metodologia para a quantificação e caracterização física dos RSU, encontra-se descrita no Documento Técnico nº 1 da DGQA (1989), sendo a metodologia oficial em vigor. No entanto, face aos objectivos actuais da gestão dos RSU, esta metodologia encontra-se desactualizada, não se adaptando ao novo conceito e práticas da gestão integrada de RSU. Por este motivo, é importante uma metodologia que tenha em conta a variabilidade da composição dos RSU e que seja prática e económica na implementação. É objectivo desta dissertação fazer um levantamento sobre o estado da arte nesta matéria, identificando quais as metodologias existentes. Também se pretende utilizar um caso de estudo de aplicação das referidas metodologias. O caso de estudo a utilizar será a Valorsul, que é, em Portugal, a empresa responsável pela valorização e tratamento de resíduos sólidos da área metropolitana de Lisboa (Norte). Por fim, tendo em conta as metodologias revistas e o caso de estudo analisado é proposta uma metodologia de amostragem e triagem manual de RSU.

Gestão de resíduos hospitalares

Este trabalho de investigação analisa os aspectos psico-sociais e técnicos dos resíduos nos hospitais, fundamentalmente a preferência por dispositivos médicos (DM) reutilizáveis ou descartáveis e a separação de resíduos, tanto para reciclagem como nos grupos definidos pela legislação. Aborda, também, os riscos para a saúde e a percepção de risco induzidos pelos resíduos hospitalares (RH). A parte prática é efectuada em seis hospitais, sendo acompanhados entre oito e doze serviços por hospital. Na selecção destes hospitais foram considerados critérios que permitem a respectiva diferenciação em dois grupos, de acordo com as características (especializados/distritais) e com a localização geográfica (a norte/a sul). Os instrumentos de observação utilizados são: observação directa, entrevistas e questionários. Com a parte prática procura-se conhecer a evolução temporal dos aspectos anteriormente referidos, mas também as diferenças existentes entre grupos de hospitais, entre grupos de profissionais de saúde e entre grupos de profissionais com diferentes opções de gestão de RH. Tendo por base esta subdivisão, apresentam-se os principais resultados: * Evolução temporal. No espaço de um ano observa-se um acréscimo acentuado na preferência por DM descartáveis, contudo também se regista um aumento do conhecimento sobre a separação dos RH por grupos e uma diminuição da percepção de risco. * Grupos de hospitais. Nos hospitais especializados e nos hospitais a norte verifica-se um menor conhecimento sobre os vários aspectos inerentes aos RH e uma maior percepção de risco associada, comparativamente aos hospitais distritais e a sul. Neste últimos, é maior a preferência por descartáveis. * Grupos de profissionais de saúde. O grupo dos enfermeiros apresenta maior conhecimento sobre RH e uma percepção de risco mais elevada em oposição ao grupo dos médicos. O grupo dos auxiliares de acção médica demonstra maior divergência entre a percepção e a realidade, apresentando, também, a maior preferência por descartáveis. * Grupos de profissionais com diferentes opções de gestão de resíduos. Os profissionais que optam preferencialmente por descartáveis têm percepções de risco mais elevadas que os que preferem os reutilizáveis. Os recicladores estão mais despertos para os problemas dos RH que os não recicladores, sendo a formação sobre o tema um aspecto importante. Também, os profissionais que separaram mais correctamente os RH por grupos são os que têm mais conhecimento sobre o tema e uma percepção de risco mais aproximada da definida na legislação. Estes resultados podem dar um grande contributo na gestão de RH, nomeadamente se forem incluídos nos correspondentes planos e políticas

Contribuição para o desenvolvimento de uma estratégia integrada de gestão de resíduos industriais não perigosos

Tendo como objecto de estudo a actual gestão de resíduos industriais não perigosos na região de Santarém, o trabalho desenvolvido definiu como meta principal o desenvolvimento de uma estratégia para a gestão desses resíduos que é suportada por um modelo de gestão integrada. Esta estratégia assenta na maximização do desvio dos resíduos de aterro, através da sua valorização, utilizando para isso unidades de tratamento ou de processamento para resíduos sólidos urbanos, nomeadamente unidades de valorização orgânica e triagem. Na revisão da literatura procurou-se apresentar casos de estudo europeus em que foram definidas estratégias para a gestão de resíduos industriais, com especial destaque para aqueles que definem opções conjuntas de gestão de resíduos sólidos urbanos (RSU) e resíduos industriais banais (RIB). São também introduzidas algumas considerações acerca de incentivos estabelecidos para maximizar o desvio de resíduos de aterro, sendo dada especial atenção às políticas comunitárias que potenciam a valorização dos resíduos industriais em detrimento da sua deposição em aterro. Posteriormente são analisados vários modelos recentes no âmbito da gestão de resíduos sólidos, sendo apresentados essencialmente, os seus objectivos, potencialidades e resultados decorrentes da sua aplicação. É igualmente descrito e analisado o modelo “Integrated Waste Management 2” (IWM-2), desenvolvido por McDougall et al. (2001), que suporta a estratégia de gestão de resíduos industriais banais, estabelecida no presente estudo. A metodologia do estudo realizado centrou-se na recolha e análise de informação sobre as quantidades e características dos RIB produzidos na área de estudo e obtenção de dados que permitisse correr o modelo. Primeiro procedeu-se à consulta e análise das guias de pesagem desses resíduos nos aterro existentes na região. Seguiu-se um conjunto de acções tendentes a obter a informação complementar junto das indústrias através de inquérito (via fax e e-mail) e de visitas. Na metodologia foram equacionados diferentes cenários que permitiram a comparação entre a situação actual de gestão, que passa essencialmente pela deposição em aterro, e opções que contemplem a triagem dos resíduos para reciclagem e valorização orgânica. A pertinência desta última opção prende-se com a predominância de agro-indústrias e indústrias alimentares, na região de estudo. Os resultados deste estudo, obtidos através da corrida do modelo permitiram identificar algumas lacunas bem como oportunidades de melhoria do modelo IWM-2. Os resultados designadamente custos económicos e ambientais, resultantes da aplicação do modelo e decorrentes das diferentes soluções preconizadas reforçam que a actual gestão de resíduos apresenta as maiores cargas ambientais, quer em termos de emissões gasosas, efluentes produzidos, consumo de combustíveis, quer no se refere a custos. Por outro lado conclui-se que o cenário que contempla a triagem de resíduos, para reciclagem e valorização orgânica por digestão anaeróbia, com os menores custos ambientais e económicos em termos globais, assegura a optimização desejada para a gestão de RIB na área de estudo.

Contributo para a avaliação da ecocompatibilidade de novos materiais para a construção civil

No âmbito da avaliação da ecocompatibilidade de novos materiais para a construção civil, foram realizados diversos estudos, destinados à avaliação dos potenciais tóxicos e ecotóxicos desses materiais. Estes estudos foram enquadrados pelo projecto europeu VALOMAT, o qual foi financiado pela Comissão Europeia, através do programa Brite-Euram III. Os novos materiais, desenvolvidos pela empresa Inertec, basearam-se na valorização de escórias de centrais de incineração de RSU e destinaram-se a duas aplicações distintas: a) Enchimento de minas ou pedreiras abandonadas ou em fim de vida; b) Construções, no sub-solo, de paredes diafragma. Os estudos realizados, no âmbito da presente dissertação, foram efectuados em cinco fases distintas. Na primeira fase, procedeu-se ao estudo das propriedades químicas e ecotoxicológicas intrínsecas de seis amostras de escórias brutas. Utilizou-se o ensaio de lixiviação descrito na norma europeia EN 12457-2. Os lixiviados produzidos foram caracterizados recorrendo a 21 parâmetros químicos e quatro indicadores biológicos. Os resultados obtidos permitiram verificar que as escórias apresentaram níveis tóxicos e ecotóxicos muito diferenciados. A ordenação dos níveis tóxicos e ecotóxicos, por recurso a um índice químico e a um índice ecotoxicológico, e a sua integração num sistema de critérios múltiplos de decisão permitiram seleccionar cinco amostras de escórias como as mais adequadas para o desenvolvimento dos novos materiais.Na segunda fase do trabalho, procedeu-se à avaliação dos potenciais tóxicos e ecotóxicos intrínsecos de 14 materiais monolíticos, desenvolvidos pela empresa Inertec. Os materiais foram submetidos a um processo de segmentação prévio (dimensão das partículas: <4 mm). Posteriormente, foram submetidos ao ensaio de lixiviação descrito na norma europeia EN 12457-2. Os lixiviados foram caracterizados de modo semelhante ao que foi indicado para as escórias brutas. Os resultados obtidos indicaram que os níveis tóxicos e ecotóxicos dos materiais destinados ao enchimento de antigas minas ou pedreiras foram superiores aos determinados para os materiais destinados à construção de paredes diafragma. Com base nos índices químico e ecotoxicológico, foi possível ordenar as amostras dos materiais, em função dos níveis tóxicos e ecotóxicos crescentes. A integração destes resultados num sistema de critérios múltiplos de decisão permitiu seleccionar seis formulações como as mais adequadas para as duas aplicações acima referidas. A terceira fase dos estudos teve como objectivo a avaliação dos potenciais tóxicos e ecotóxicos dos materiais seleccionadas na fase anterior, sem alteração prévia das suas matrizes monolíticas. Para o efeito utilizou-se o ensaio de lixiviação descrito na norma francesa NF X31-211. Os resultados obtidos permitiram concluir que os níveis de emissão de substâncias químicas e os níveis de ecotoxicidade dos novos materiais foram inferiores aos determinados na avaliação dos potenciais tóxico e ecotóxico intrínsecos. Os materiais foram classificados como quimicamente estáveis. Os diferentes níveis tóxicos e ecotóxicos destes materiais permitiram seleccionar três formulações para os ensaios seguintes. A quarta fase envolveu o estudo do comportamento químico dos novos materiais, sob condições de actividade microbiológica induzida no agente lixiviante (ensaio de biolixiviação). Foi desenvolvida uma nova metodologia para o ensaio de biolixiviação, tendo por base alguns trabalhos de biodeterioração, biolixiviação e biodegradação, realizados por outras equipas. Os resultados obtidos permitiram concluir que o comportamento químico dos novos materiais não foi alterado por acção da actividade microbiológica. Na última fase do trabalho, procedeu-se ao estudo dos potenciais tóxico e ecotóxico dos novos materiais, em ensaios de lixiviação de longo prazo, sob três cenários diferentes de exposição ambiental (norma europeia ENV 12920). Foram construídos dez pilotos experimentais, à escala laboratorial, que foram operados sob condições diferentes, em função dos cenários de exposição ambiental. Ao longo do tempo de ensaio, os lixiviados dos pilotos foram recolhidos e analisados sob o ponto de vista químico e ecotoxicológico. Os níveis tóxicos e ecotóxicos dos lixiviados dos novos materiais foram relativamente reduzidos e diferenciados, para cada um dos materiais e para cada cenário de exposição.

Técnicas para recuperação de resíduos depositados em antigas lixeiras

As lixeiras são locais onde foram depositados resíduos durante vários anos, de forma descontrolada e sem qualquer controlo ambiental. Como os solos não eram impermeabilizados e o biogás se libertava para a atmosfera, estes locais causavam enormes impactes ambientais. Assim, houve necessidade de se encerrar as lixeiras e substitui-las por aterros sanitários. Em 2002, as 341 lixeiras espalhadas por todo o país encontravam-se encerradas. No entanto, o facto de não ter sido efectuado uma reabilitação ambiental destes espaços, algumas lixeiras continuam a causar impactes ambientais negativos, ao nível da poluição dos lençóis freáticos e da atmosfera. Para além disto, com o desenvolvimento do país, cada vez mais se produzem resíduos, e assim os espaços destinados para a deposição de tais resíduos começam a tornar-se reduzidos. Assim é necessário encontrar uma solução para este problema. Existe uma técnica que já é utilizada noutros países, que consiste na escavação de lixeiras ou aterros que já se encontram inactivos. Esta técnica, denominada mineração de aterro, envolve a escavação e recuperação dos resíduos aterrados, conseguindo assim, não só mitigar o impacte ambiental que uma lixeira causa, como disponibilizar espaço para deposição de mais resíduos. Para estudar esta técnica e a sua viabilidade efectuaram-se estudos na lixeira da Moita. Foi necessário caracterizar a área onde a lixeira se encontra inserida, assim como os resíduos depositados na mesma. Para tal, realizou-se uma campanha de caracterização de resíduos recolhidos e contabilizou-se a quantidade de cada componente encontrado. Esta caracterização e as informações obtidas através da revisão bibliográfica, possibilitou a definição de cenários para destino final dos resíduos escavados. Assim, foram tidos em conta três cenários diferentes e foram estudadas as respectivas viabilidades económicas recorrendo a um modelo que permite verificar a rentabilidade de recuperação de resíduos, que cada um dos equipamentos consegue processar. Por último, e face aos resultados obtidos, comparou-se a eficiência e os custos necessários à concretização de cada cenário, podendo-se, de certo modo, avaliar a viabilidade económica da técnica de mineração.

Reciclagem de plásticos

A dissertação teve como primeiro objectivo a identificação e quantificação de contaminantes do processo de reciclagem mecânica de plásticos de polietileno de alta densidade (PEAD) e polietileno de baixa densidade (PEBD). Desta forma aplicouse o método da análise de inertes, descrito na norma XP U44-164, da Associação Francesa de Normalização (AFNOR) e que é utilizado para classificar o composto. Os procedimentos experimentais foram aplicados na análise dos resíduos Pré-lavagem, Moinha e Final, produzidos durante o processo de reciclagem. O método adoptado permitiu identificar de forma expedita os principais contaminantes plásticos, poliestireno (PS), polipropileno (PP), polietileno tereftalato (PET) e policloreto de vinilo (PVC), e outros contaminantes, matéria orgânica, metais, vidros, pedras e areias. Uma vez que, actualmente, estes resíduos são depositados em aterro, considerou-se importante estudar outras formas de valorização. Assim, o segundo objectivo deste trabalho corresponde à caracterização físico-química dos resíduos da reciclagem de plásticos, de forma a avaliar o seu potencial para valorização energética. As alternativas consideradas foram a incineração e a co-incineração, e os resultados comparados com as normas em vigor. A comparação dos resultados obtidos com as especificações da EURITS, no caso das unidades de incineração dedicada, e da indústria cimenteira Secil, no caso da coincineração permitiram concluir que os resíduos em questão têm potencial para valorização energética.

Quantificação da fracção de carbono neutro nos resíduos com potencial para valorização energética

A queima de combustíveis fósseis é a maior intervenção humana sobre o clima global, representando cerca de 80% das emissões antropogénicas de GEE. Nesta dissertação é estudada a opção de substituição de um combustível fóssil por um combustível rico em Biomassa (refugos do embalão e rejeitados de TMB), de maneira a reduzir as emissões de CO2. Estes dados foram analisados à luz do CELE, como forma de obtenção de créditos de carbono para o Protocolo de Quioto resultantes da queima de carbono neutro cujas emissões não são contabilizadas no balanço nacional de emissões. Esta redução das emissões de GEE associada ao desvio de resíduos dos aterros constitui vantagens significativas indicando o CDR como um combustível com potencial. Para o refugo do embalão foram obtidos valores de Biomassa de cerca 36% e para a fracção Não Biomassa de 55% enquanto que o rejeitado do TMB apresenta 72% de Biomassa e 14% de Não Biomassa. Os resultados obtidos permitiram concluir que a queima destes combustíveis ricos em Biomassa é uma solução viável para a redução das emissões de CO2 para uma percentagem de 20% quando comparada com a queima de 100% de um combustível fóssil (redução de 20 843 tCO2/ano para o refugo do embalão e de 44 371 tCO2/ano para o rejeitado de TMB). No entanto, apesar dos benefícios apontados, características como a heterogeneidade do material e a elevada humidade têm de ser tidas em consideração na utilização destes combustíveis. Palavras-chave: CO2, Biomassa, carbono neutro, CDR, comércio de emissões, combustível alternativo.