Compostagem. Gersina N. da R. Carmo Junior

Transcrição

1 Compostagem Gersina N. da R. Carmo Junior

2 Compostagem É um processo de transformação da matéria orgânica do lixo em um composto orgânico (húmus). Composto orgânico Produto final da compostagem

3 Compostagem Ocorre pela ação de microorganismos existentes no próprio lixo, que vão decompondo a matéria orgânica mais complexa em produtos finais mais simples. É a forma mais eficiente de se obter a biodegradação controlada dos resíduos sólidos.

4 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.

5 A compostagem fornece um material rico em nutrientes 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 de solos, quer sejam solos argilosos ou arenosos, concedendo-lhes outra estrutura. Os solos ricos em composto são menos afetados pela erosão.

6 O uso de composto aumenta os nutrientes desse solo, reduzindo o recurso ao uso de fertilizantes químicos. A compostagem dos resíduos reduz significativamente a quantidade de resíduos a depositar em aterro. É simples! Não requer conhecimentos técnicos ou equipamentos.

7 A compostagem pode ser anaeróbia o aeróbia Compostagem anaeróbia ocorre em baixa temperatura, com exalação de fortes odores, e leva mais tempo até que a matéria orgânica se estabilize. Compostagem aeróbia A temperatura pode chegar a até 70ºC, os odores emanados não são agressivos e a decomposição é mais veloz.

8 Compostagem Duas fases distintas de tratamento Física Biológica Tratamento físico Preparo do resíduo Triagem, trituração e homogeneização

9 Compostagem Tratamento biológico Fermentação ou digestão dos resíduos

10 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)

11 Compostagem Cônica (pilhas de compostagem)

12 Prismática (leiras de compostagem)

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15 Compostagem Processo biológico, necessidade de controle do meio para os microrganismos

16 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

17 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 pouca água, massa de lixo a compostar tenderá a secar, reduzindo a velocidade de decomposição e aumentando o tempo de compostagem.

18 Controle do processo Umidade Ideal 40% a 55%

19 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 de vetores e, consequentemente, produção de líquidos lixiviados, tornando o local comprometido do ponto de vista sanitário.

20 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.

21 Controle do processo Umidade Como controlar a umidade?? Matéria prima com excesso de 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);

22 Controle do processo Umidade Como controlar a umidade?? Matéria prima com baixo teor de 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%).

23 Controle do processo Oxigenação Por definição, a compostagem é um processo aeróbico. Não se concebe, tanto do ponto de vista técnico da eficiência do processo quanto do ponto de vista de impactos e inconvenientes, que a compostagem seja anaeróbia. Oxigenação Processos artificiais (mecânicos) Naturais (reviramento)

24 Manual ou mecânico, com auxílio de uma pá carregadeira ou de um trator específico. 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:

25 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.

26 Controle do processo Reviramento Oxigenação O calor é liberado para o meio ambiente na forma de vapor de água. 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.

27 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.

28 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.

29 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.

30 Temperatura Controle do processo A 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

31 Queda de temperatura, caracterizando a mudança de fase ativa para a fase de maturação. Temperatura Controle do processo No final da segunda fase, a massa atinge valores inferiores a 45ºC, que caracteriza o resfriamento. 3 ª fase do processo

32 Controle do processo Temperatura Temperaturas controladas, inferiores a 40ºC, indicam o início da 4ª fase, ou seja, a maturação. 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

33 Controle do processo Nutrientes Concentração de nutrientes A intensidade da atividade microbiológica dos microrganismos decompositores nos processos de compostagem está estritamente relacionada à diversificação 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

34 Controle do processo Nutrientes Os microrganismos necessitam de: Macronutrientes Elementos básicos necessários em maior volume à plantas como carbono, oxigênio e hidrogênio Micronutrientes Elementos essenciais ao desenvolvimento das plantas, por exemplo zinco, ferro, sódio e manganês.

35 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.

36 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.

37 Controle do processo Nutrientes Relação satisfatória para obtenção de alta eficiência Carbono e Nitrogênio (C/N) 30 a 40:1 Fontes de carbono Resíduos palhosos (vegetais secos) Excesso de carbono Aumento do período de compostagem.

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39 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.

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41 Controle do processo Nutrientes Equilíbrio da relação Liberação de amônia da massa de compostagem mal balanceada.

42 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.

43 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.

44 Produzirão subprodutos ácidos ou básicos de acordo com a necessidade do meio. 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

45 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.

46 Preparo da Matéria Prima A matéria prima a ser compostada deve estar livre de inertes (metais, pedras, vidros etc.), ter partículas com diâmetro médio de 25 mm, umidade satisfatória (55%), concentração adequada de nutrientes Condições ótimas de compostagem

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49 Preparo da Matéria Prima Ideal A 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.

50 Preparo da Matéria Prima A proporção prática em peso desses materiais é de: Formação de uma leira balanceada, composta por diferentes materiais.

51 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.

52 Preparo da Matéria Prima Cada 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

53 Ciclo de Reviramento Ciclo de reviramento A 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.

54 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.

55 Aspectos Operacionais do Processo Faixa de temperaturas registradas nos pontos de medição (fase de degradação ativa)

56 Aspectos Operacionais do Processo Distribuição típica de temperaturas controladas na massa de compostagem (fase de degradação ativa).

57 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.

58 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%

59 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

60 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.

61 Aspectos Operacionais do Processo O material deve ser peneirado. Rejeitos devem ser confinados em aterros.

62 Aspectos Operacionais do Processo Durante o período de compostagem as leiras devem ser criteriosamente observadas quanto a mudanças na estrutura do material, bem como à possível emissão de odor, atração de vetores, presença de lixiviado, dentre outros fatores para possível correção. Em um sistema de compostagem bem operado, todos os inconvenientes são controlados em níveis satisfatórios.

63 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).

64 Escolha da Área de Implantação para Minimizar os Impactos Ambientais Principal passo para realização de um projeto Adequada Localização, evitando-se: Transtornos Sociais e Prejuízos Ambientais

65 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.

66 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.

67 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.

68 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.