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Alternativa para borra de enxofre gerada nas empresas produtoras de fertilizantes.
Tipologia: Notas de estudo
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Felipe Trindade Gilmar Da Veiga Pereira Josianne Rosa Da Silveira Luan Lucas Tishler Marina Sayuri Kashiwabara Tarcísio De Castro Melo Thiago Wayne Pontes e Souza da Graça
Alternativas para aplicação do filtrado de enxofre de indústrias produtoras de fertilizantes
Felipe Trindade Gilmar Da Veiga Pereira Josianne Rosa Da Silveira Luan Lucas Tishler Marina Sayuri Kashiwabara Tarcísio De Castro Melo Thiago Wayne Pontes e Souza da Graça
Alternativas para aplicação do filtrado de enxofre de indústrias produtoras de fertilizantes
Trabalho apresentado à Universidade de Uberaba como parte das exigências da disciplina de Oficincas Integradas do 4º período do curso de Engenharia Química. Orientador Professor Marcos Cesar de Oliveira
Lista de figuras ....................................................................................................................................... i Lista de Tabelas ..................................................................................................................................... ii
Lista de Tabelas
Tabela 1: Situação da Cobrança em rios de domínio Estadual e Federal nas Bacias dos rios: Piracicaba, Capivari e Jundiaí; Paraíba do Sul e do Estado do Rio de Janeiro. ............................ 6
Tabela 2: Tratamento de resíduos líquidos na área florestal. ....................................................... 9
Tabela 3: Processos de tratamento. ............................................................................................ 10
Tabela 4: Quantidades em porcentagem m/m dos elementos principais.................................... 31
Lista de abreviaturas e siglas
ANA - Agência Nacional de Águas CBH - Comitês de Bacias Hidrográficas CEIVAP - Comitê da Bacia do Rio Paraíba do Sul CIPAM - Comitê de Integração de Políticas Ambientais CNRH - Conselho Nacional de Recursos Hídricos CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente H 2 SO 4 - Ácido Sulfúrico IBAMA - Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis PBS - Bacia do Paraíba do Sul PCJ - Agência de Águas das bacias hidrográficas dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí PIB - Produto Interno Bruto ppm - parte por milhão SDA - Secretaria do Desenvolvimento Agrário SINGREH - Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos SISNAMA - Sistema Nacional do Meio Ambiente SO 2 - Dióxido de Enxofre SO 3 - Trióxido de Enxofre V 2 O 5 - Pentóxido de Vanádio
No processo de produção de ácido sulfúrico, o enxofre recebido para a sua produção precisa ser inicialmente, fundido. Após a fundição, há a necessidade de se submetê-lo a uma filtração, visando à retirada de impurezas contidas no mesmo. Este material retido na filtração é comumente conhecido como borra, ou filtrado, de enxofre (FERNANDEZ, 2009) Por muitos anos o filtrado de enxofre foi tido como um material improcessável, devido aos seus mais distintos componentes. Mas atualmente, devido a uma série de pesquisas envolvendo o assunto, este material já possui diversos fins, tais como, por exemplo, o uso do mesmo para produção de fungicida agrícola, Segundo Momsen, Leonardos & Cia. (1995). Segundo instrução normativa SDA nº 35, de julho de 2006, um dos fatores mais importantes de se conseguir reutilizar o filtrado de enxofre se deve a quantidade de enxofre que tem no mesmo (cerca de 50%) e a possibilidade de se conseguir de alguma forma reaproveitá-lo. Através de muitas pesquisas foi verificado o benefício que o enxofre fornece ao solo. O objetivo deste trabalhoda pesquisa é mostrar que há a possibilidade de se usar o filtrado de enxofre em como fertilizante ou componente de fertilizantes, assim como já é utilizado o enxofre puro.
2 Revisão de literatura
2.1 Órgãos normativos, legislação ambiental e órgãos fiscalizadores
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o órgão responsável pela normalização técnica no Brasil (ABNT, 2010). As NBRs (Normas Brasileiras) são as ferramentas utilizadas pela ABNT para a padronização de trabalhos. São exemplos a NBR 10.004/2004 que classifica os resíduos sólidos quanto aos seus potenciais ao meio ambiente e à saúde pública, para que possam ser gerenciados adequadamente e a NBR 9897/1987 que fixa as condições exigíveis para a elaboração de planejamento de amostragem de efluentes líquidos e corpos d’água receptadores.
Figura 2.1: Logotipo da Associação Brasileira de Normas Técnicas. Fonte: ABNT (2010). A ABNT é a única representante brasileira nas entidades normativas internacionais como a ISO (International Organization for Standardization). A ISO é uma rede de institutos nacionais de padronização de 163 países, entre estes estão a ABNT e a ANSI (American National Standards Institute) dos Estados Unidos da América. É importante frisar que a palavra ISO não é uma sigla, mas sim um nome que deriva da palavra grega isos que significa igual. Portanto, em qualquer país, a abreviação da organização é sempre ISO (ISO, 2010).
Figura 2.2: Logotipo da International Organization for Standardization. Fonte: ISO (2010). Uma das normas da ISO mais famosas é a ISO 9001/2008. Esta norma especifica requisitos para um sistema de gestão da qualidade (ABNT, 2008). O enquadramento de uma empresa a esta norma é requisito indispensável para obter sucesso na firmação de contratos. Ao se enquadrar nesta norma, a empresa recebe o certificado ISO 9001, que indica que a referida empresa busca sempre a manutenção e melhoria da qualidade de gestão. A legislação ambiental vigente no país é composta por leis federais, resoluções, decretos, instruções normativas entre outros. São particularmente interessantes a lei nº 12.305/2010 e a lei nº 9.433/1997.
Art. 15º. A outorga de direito de uso da água para o lançamento de efluentes será dada em quantidade de água necessária para a diluição da carga poluente, que pode variar ao longo do prazo de validade da outorga, com base nos padrões de qualidade da água correspondentes à classe de enquadramento do respectivo corpo receptor e/ou em critérios específicos definidos no correspondente plano de recursos hídricos ou pelos órgãos competentes. (BRASIL, 2001) O SINGREH foi implementado pela Lei nº 9.433/1997 e o CNRH integra esse sistema, sendo sua instância deliberativa máxima. (HUGEN, 2009) Este, ou os conselhos regionais, autoriza a criação das Agências de Águas, que têm por finalidade oferecer todos os subsídios técnicos à discussão sobre o uso e gestão de recursos das bacias hidrográficas. (BRASIL, 2010a) Compete à ANA a operacionalização da cobrança pelo uso de recursos hídricos provenientes de rios pertencentes à União, instituída pela Lei nº 9.433/1997. Em 2009 foram cobrados R$ 70.587.339,91 e arrecadados R$ 53.041.820,72, ver Tabela 1 na próxima página.
Tabela 1: Situação da Cobrança em rios de domínio Estadual e Federal nas Bacias dos rios: Piracicaba, Capivari e Jundiaí; Paraíba do Sul e do Estado do Rio de Janeiro. Bacia Bacia afluente Domínio Nº de usuários
Valor cobrado 2009
Valor arrecadado 2009 PBS CEIVAP União 281 10.300.789,67 9.680.989, CBH - Paraíba do Sul
Piabanha
CBH - Dois Rios
Bacia Médio Paraíba
Bacia Baixo Paraíba
CBH - Preto Paraibuna
MG --- Não implantado Não implantado CBH - Pomba Miriaé
MG --- Não implantado Não implantado 15% Transposição
Total 635 15.000.351,03 14.362.224, PCJ Comitê PCJ União 101 16.992.940,59 14.362.224, Comitê PCJ SP 1529 16.018.922,54 15.579.498, Comitê PCJ MG --- Não implantado Não implantado Total 1630 33.011.863,13 32.535.256, Guandu - RJ 52 18.622.126,67 3.191.795, Baía da Ilha Grande
Baía da Guanabara
Lago São João
Macaé e Rio Das Ostras
Itabapoana - RJ 3 53.529,60 8.544, Total 22.575.125,75 6.144.339, Total 2479 70.587.339,91 53.041.820, Fonte: BRASIL (2010a)
Os resíduos líquidos são também denominados como lixiviados^1 , os quais variam de região para região. Eles dependem do teor de água dos resíduos, isolamento dos sistemas de drenagem, clima, permeabilidade do substrato geológico, nível de compactação e do tempo de existência. (REDAÇÃO, 2010) Tais lixiviados contêm concentração significativa de matéria orgânica, de azoto e de materiais tóxicos, contudo tem que ser coletado e tratado para não penetrar no solo. (REDAÇÃO, 2010) Um dos principais resíduos líquidos é o chorume, o qual é um liquido escuro feito pela degradação do lixo. Possui elevada carga poluidora e é originado pela lixiviação dos materiais dos lixões e aterros sanitários. (LANGANKE, 2010)
2.2.1 Classificação
Podem ser classificado como água contaminada, óleo, graxas, agrotóxicos, efluentes sanitários, thinner, produtos químicos com validade vencida, entre outros. (ARACRUZ, 2005)
2.2.2 Tratamento de efluentes líquidos
Primeiramente é necessário identificar a massa do líquido do resíduo para definir o tipo adequado de tratamento do mesmo. (EFLUENTE, 2010). É importante lembrar que nem todas as empresas geram resíduos que causam significante impacto ao meio ambiente. (ANDRADE, 2009). Para obter a massa é preciso determinar as características químicas, físicas e biológicas dos efluentes industriais, as quais variam de acordo com o tipo de indústria, com período de operação da matéria-prima consumida, com a reutilização de água entre outros. Portanto, os resíduos líquidos podem ser solúveis ou com sólidos em suspensão, com ou sem coloração, orgânico ou inorgânico, e com baixa ou alta temperatura. (ANDRADE, 2009). Conhecer vazão e composição do efluente facilita a determinação da quantidade de poluição ou contaminação produzida pelo mesmo. Assim é possível definir um tratamento ideal para cada efluente liquido, avaliar o enquadramento na lei ambiental e estimar a capacidade de autodepuração do corpo receptor. (EFLUENTE, 2010). Contudo a responsabilidade de diminuir ou prevenir que o processo produtivo cause impactos ambientais é da própria unidade industrial. (ANDRADE, 2009).
(^1) Compostos que sofreram processo de lixiviação. Este processo, quimicamente falando, consiste em se passar um solvente sobre material pulverizado visando à separação de um ou mais constituintes solúveis.
Independente do resíduo proveniente pelas fábricas é essencial que elas apresentem e disponham as características, a quantificação e um método de tratamento ou de condicionamento de seus resíduos antes de serem eliminados no meio. (ANDRADES, 2009) Para isso, as indústrias realizam uma avaliação dos resíduos que sua matéria-prima pode gerar através de questionários. De acordo com EFLUENTES (2010), elas realizam as seguintes questões abaixo: a) qual o volume e composição dos resíduos gerados? b) esses resíduos podem ser reutilizados na própria indústria? c) esse material pode ser reciclado e comercializado? d) quanto custa coletar, transportar e tratar esses resíduos? e) existe local adequado para destino final desses resíduos?
Tabela 2: Tratamento de resíduos líquidos na área florestal. Tipo de resíduos Líquidos Tipos de tratamento^ Destino final^ Tipo de poluição Produtos químicos com validade vencida
Criar ou descartar na lagoa de tratamento de efluentes da fábrica
Estação de Tratamento de Efluentes
Substâncias tóxicas
Óleos e graxas usados
Recolher em bandejas e tambores e encaminhar aos depósitos
Reciclagem Substâncias tóxicas
Thinner usado Recolher em tambores
Incineração no campo de treinamento de bombeiros
Substâncias tóxicas
Efluentes sanitários e domésticos
Tratar com produtos biodegradáveis, armazenar em fossas ou tambores, ou eliminar nos esgotos sanitários localizados em áreas da empresa
Estação de tratamento de efluentes ou esgoto sanitário
Substância orgânica, e transmissão de doenças
Água para lavagem de equipamentos ou peças
Coletar em caneletas e passar pelo separador de óleo
Reciclagem Matéria orgânica e substância tóxica
Derramamento de produtos químicos
Absorver com serragem ou toalhas especiais
Aterro industrial Substâncias tóxicas, metais pesados.
Fonte : ARACRUZ (2005)
A Tabela 2 apresenta alguns resíduos existentes, os tipos de tratamento para cada resto, o destino final após seu tratamento e sua toxicidade. Segundo EFLUENTES (2010), os processos de tratamento são classificados conforme os princípios físicos, químicos e biológicos:
continuação Contaminantes Operação ou tratamento
Orgânicos voláteis
striping tratamento de gás pós-striping absorção por carvão
Patogênicos
cloração cloreto de bromo ozonação radiação UV sistemas naturais
Nutrientes (Nitrogênio)
nitrificação ou desnitrificação com culturas em suspensão ou em filme fixo striping de amônia troca iônica cloração sistemas naturais
Fósforo
adição de sais metálicos coagulação/sedimentação com cal remoção biológica remoção químico-biológica sistemas naturais
Nitrogênio e fósforo ^ remoção de nutrientes biológica
Orgânicos refratários
absorção por carvão ozonação sistemas naturais
Metais pesados
precipitação química troca iônica sistemas naturais
Sólidos dissolvidos orgânicos
troca iônica osmose reversa eletrodiálise
Fonte : Efluentes (2010).
Na tabela acima é apresentado o tipo de tratamento ou processo adequado usado para cada contaminante encontrado no vestígio ou resíduo. Os resíduos orgânicos gerados na extração e na produção de petróleo têm elevado grau de toxidade ao homem e a natureza. (ANDRADES, 2009). De acordo com ANDRADES (2009), mesmo em pequenas quantidades de contaminantes orgânicos são difíceis de serem removidos, pois são estáveis à luz, ao calor e
biologicamente não degradáveis; diminuem a área de contato entre a superfície da água e o ar atmosférico, impedindo a transferência de oxigênio da atmosfera para a água, além de apresentarem problemas estéticos, produzindo a rejeição do efluente.
