Aula 6 compostagem

TRATAMENTO DE
RESÍDUOS SÓLIDOS
Aula 8 – Tratamento Biológico - Compostagem

INTRODUÇÃO
A compostagem pode ser definida como uma
bioxidação aeróbia exotérmica de um substrato
orgânico heterogêneo, no estado sólido ,
caracterizado pela produção de CO2 , água,
liberação de substâncias minerais e formação de
matéria orgânica estável.

Introdução
A compostagem pode ser aeróbia ou anaeróbia, em
função da presença ou não de oxigênio no
processo.
Na Compostagem anaeróbia a decomposição é
realizada por micoorganismos que podem viver em
ambientes sem a presença de oxigênio; ocorre em
baixa temperatura, com exalação de fortes odores,
e leva mais tempo até que a matéria orgânica se
estabilize.

Introdução
Na compostagem aeróbia,
processo mais adequado
ao
tratamento
dos
resíduos domiciliar, a
decomposição
é
realizada
por
micoorganismos que só
vivem na presença de
oxigênio.

Introdução
À medida em que o processo de compostagem se
inicia, há proliferação de populações complexas
de diversos grupos de microrganismos (
bactérias, fungos , actinomicetos) , que vão se
sucedendo de acordo com as características do
meio.

Introdução
De acordo com suas temperaturas ótimas , estes
microrganismos são classificados em:
 psicrófilos (0 – 20°C);
 mesófilos ( 15 – 43°C); e
 termófilos (40 – 85°C).
Na verdade estes limites não são rígidos e
representam muito mais os intervalos ótimos para
cada classe de microrganismo do que divisões
estanques

Introdução
Exemplo genérico da evolução da temperatura de uma leira
em compostagem.

FASES DO PROCESSO DE COMPOSTAGEM
Na fase de degradação rápida, também chamada
de bioestabilização, há intensa atividade
microbiológica e rápida transformação da matéria
orgânica . Portanto, há grande consumo de O2
pelos microrganismos , elevação da temperatura e
mudanças visíveis na massa de resíduos em
compostagem , pois ela se torna escura e não
apresenta odor agressivo. Mesmo com tantos sinais
de transformação o composto não está pronto para
ser utilizado.

Fases do processo de compostagem
Na fase de maturação a atividade biológica é
pequena, portanto a necessidade de aeração
também diminui. O processo ocorre à temperatura
ambiente e com predominância de transformações
de ordem química : polimerização de moléculas
orgânicas estáveis no processo conhecido como
humificação.

PARÂMETROS FÍSICO-QUÍMICOS FUNDAMENTAIS
NO PROCESSO DE COMPOSTAGEM

Aeração
Sendo a compostagem um processo aeróbio, o
fornecimento de ar é vital à atividade
microbiana, pois os microrganismos aeróbios têm
necessidade de O2 para oxidar a matéria
orgânica que lhes serve de alimento. Durante a
compostagem, a demanda por O2 pode ser
bastante elevada e a falta deste elemento pode se
tornar em fator limitante para a atividade
microbiana e prolongar o ciclo de compostagem.


Parâmetros Físico-químicos Fundamentais No
Processo De Compostagem
Seja qual for a tecnologia utilizada, a aeração da
mistura é fundamental no período inicial da
compostagem, na fase de degradação rápida,
onde a atividade microbiana é intensa.
Na fase seguinte, a maturação, a atividade
microbiana é pouco intensa, logo a necessidade de
aeração é bem menor.

Parâmetros Físico-químicos Fundamentais
No Processo De Compostagem
Temperatura
A compostagem aeróbia pode ocorrer tanto em
regiões de temperatura termofílica (45 a 85ºC)
como mesofílica (25a 43ºC).
Embora a elevação da temperatura seja necessária e
interessante para a eliminação de microrganismos
patogênicos, temperaturas acima de 65ºC limita as
populações aptas, havendo um decréscimo da
atividade biológica.


Umidade
A água é fundamental para a vida microbiana. No
composto, o teor ótimo de umidade, de modo geral,
situa-se entre 50 e 60%. O ajuste da umidade
pode ser feito pela criteriosa mistura de
componentes ou pela adição de água. Na prática
se verifica que o teor de umidade depende
também da eficácia da aeração, das
características físicas dos resíduos (estrutura,
porosidade).


Relação C/N
Os microrganismos necessitam de carbono, como
fonte de energia, e de nitrogênio para síntese de
proteínas. É por esta razão que a relação C/N é
considerada como fator que melhor caracteriza o
equilíbrio dos substratos.
Tanto a falta de nitrogênio quanto a falta de carbono
limita a atividade microbiológica.

Estrutura
Quanto mais fina é a granulometria, maior é a área
exposta à atividade microbiana, o que promove o
aumento das reações bioquímicas, visto que
aumenta a área superficial em contato com o
oxigênio.
De modo geral, o tamanho das partículas deverá
estar entre 25 e 75 mm, para ótimos resultados.

pH
É fato conhecido que níveis de pH muito baixos ou
muito altos reduzem ou até inibem a atividade
microbiana. De qualquer forma, e principalmente se
a relação C/N da mistura for conveniente, o pH
geralmente não é um fator crítico da compostagem.

SISTEMAS DE COMPOSTAGEM
As tecnologias de implantação do processo de
compostagem admitem alternativas que podem
variar de sistemas simples e manuais, até sistemas
complexos, altamente tecnificados , onde todos os
parâmetros do processo são monitorados e
controlados com precisão.

SISTEMAS DE COMPOSTAGEM
Os processos de compostagem podem ser divididos
em três grandes grupos:
• Sistema de leiras revolvidas (windrow);
• Sistema de leiras estáticas aeradas (static pile); e
• Sistemas fechados ou reatores biológicos (In-vessel)

Sistema de leiras revolvidas (windrow)
A mistura de resíduos é disposta em leiras , sendo a
aeração fornecida pelo revolvimento dos resíduos e
pela convecção e difusão do ar na massa do composto.
Uma variante deste sistema, além do revolvimento,
utiliza a insuflação de ar sob pressão nas leiras
Nos Estados Unidos, em alguns casos, a leira é montada
sobre tubos perfurados que injetam ar na massa do
composto. Esta alternativa é chamada de leiras
revolvidas aeradas, pois combinam a técnica do
revolvimento com a aeração forçada.


portaldoagronegocio.com.br

cenbio.iee.usp.br

A altura e seção das leiras dependem do resíduo
estruturante e do método de construção da leira,
sendo que as de seção triangular , com 1,50m a
1,80m de altura e 4,0m a 4,5m de base, são as
mais comuns e que apresentam resultados
comprovados. Porém é possível variar as dimensões.



Comparação entre as dimensões das leiras e área
necessária para a compostagem, pelo sistema de
leiras revolvidas.

compostec.com.br

geounisantanna.blogspot.com

maquinasolo.com.br


Durante a compostagem , as leiras devem ser
revolvidas no mínimo três vezes por semana.
Na etapa seguinte, a maturação, a necessidade de
aeração é menor , podendo o revolvimento ser
realizado a cada 20-25 dias.
O final da fase de maturação tem duração média, de
2 a 3 meses.

Sistema de leiras estáticas aeradas
Neste sistema, uma vez que a mistura de resíduos é
colocada sobre as tubulações de aeração, ela
permanece estática até o final da fase de
bioestabilização.

Nos Estados Unidos , onde este sistema é bastante
utilizado, os sopradores variam de acordo com as
características e volume dos resíduos , sendo ligados e
desligados de maneira intermitente, durante a fase
de bioestabilização.
A aeração deve ser dimensionada de acordo com os
objetivos visados:
a) Satisfazer às demandas de oxigênio do processo de
biodegradação aeróbia;
b) Remover o excesso de umidade;
c) Remover o excesso de calor para manter a
temperatura em torno de 60 °C.

Um sistema muito simples e eficiente para o
tratamento de odores consiste em fazer o ar
aspirado passar por uma leira de composto já
maturado. O composto maturado tem a
capacidade de reter moléculas orgânicas voláteis
causadoras do mau odor. O sistema de aeração
também pode alternar injeção e aspiração de ar.

Compostagem em leiras aeradas
agrupadas
No caso das leiras agrupadas, como o volume de
resíduos fica armazenado em bloco, as produções
de cada dia ficam dispostas umas sobre as outras,
dificultando a gestão e o controle dos diferentes
lotes. Este tipo de leira tem por outro lado , a
vantagem de otimizar o uso do terreno, reduzindo
as áreas necessárias.

Compostagem em leiras aeradas
agrupadas

Sistemas de reatores biológicos

odourstop.com

odourstop.com

A compostagem realizada em reatores biológicos (InVessel) , oferece a possibilidade de maior controle
sobre todos os parâmetros importantes para o
processo de compostagem , certos casos conferiu, à
compostagem em reator , a denominação de
“compostagem acelerada “.

De acordo com as características dos resíduos e do tipo
de equipamento, o tempo de detenção no reator
biológico pode variar de 7 a 20 dias, o que faz com
que o sistema demande menor espaço para sua
implantação.
A aeração é feita sob pressão e como o sistema é
fechado , também se torna mais fácil monitorar a taxa
de aeração e adequá-la às necessidades do processo.
No caso , pode ser medido o teor de oxigênio dos
gases de saída do reator e quando a porcentagem de
O2 estiver próxima de 2%, aumenta-se a vazão de ar
para impedir condições de anaerobiose.

De modo geral os vários tipos de reator se
enquadram em três grandes categorias :
a) Reatores de fluxo vertical
b) Reatores de fluxo horizontal
c) Reatores de batelada

calrecycle.ca.gov

teraganix.com

extension.org

wasteworks.ie

Sistemas de Compostagem

Vantagens e desvantagens dos sistemas
Um bom composto não requer, necessariamente, de
tecnologia sofisticada para ser produzido. É
necessário um bom controle sobre a qualidade
dos resíduos que serão utilizados, a definição
criteriosa das proporções de combinação dos
resíduos e bom monitoramento do processo
biológico de compostagem.
Com relação á tecnologia a ser utilizada, a escolha
deve ser feita considerando-se critérios técnicos e
econômicos.

Sistema
de
compostagem
Leiras
revolvidas

Vantagens

Desvantagens

1-Baixo investimento inicial
2-Flexibilidade de processar
volumes variáveis de resíduos
3-Simplicidade de operação
4-Uso de equipamentos simples
5-Produção
de
composto
homogêneo
e
de
boa
qualidade
6- Possibilidade de rápida
diminuição do teor de umidade
das misturas devido ao
revolvimento

1- Maior necessidade de área
, pois as leiras tem que ter
pequenas dimensões e há
necessidade de espaço livre
elas
2- Problema de odor mais
dificil de ser controlado,
principalmente no momento do
revolvimento
3- Muito dependente do clima.
Em períodos de chuva o
revolvimento não pode ser
feito
4- O monitoramento da
aeração deve ser mais
cuidadoso para garantir a
elevação da temperatura

Sistema
de
compostagem

Leiras estáticas aeradas

Vantagens

Desvantagens

1- Baixo investimento
inicial
2- Melhor controle de
odores
3Fase
de
bioestabilização
mais
rápida que o sistema
anterior.
4Possibilidade
de
controle da temperatura e
da aeração
5- Melhor uso da área
disponível que no sistema
anterior

1-Necessidade de bom
dimensionamento
do
sistema de aeração e
controle dos aeradores
durante a compostagem
2-Operação
também
influenciada pelo clima

Sistema
de
compostagem
Compostagem em reator

Vantagens

Desvantagens

• Menor demanda de área
• Melhor controle do
processo de compostagem
•
Independência
de
agentes climáticos
• Facilidade para controlar
odores
•
Potencial
para
recuperação de energia
térmica (dependendo do
tipo de sistema)

• Maior investimento inicial
• Dependência de sistemas
mecânicos especializados, o
que torna mais delicada e
cara a manutenção
•
Menor
flexibilidade
operacional para tratar
volumes
variáveis
de
resíduos
• Risco de erro difícil de ser
reparado se o sistema for
mal dimensionado ou a
tecnologia proposta for
inadequada.

Principais problemas, causa e solução
Problemas

A temperatura
demora a
aumentar

Odor
desagradável
Surtos de moscas
sobre a pilha

Cheiro de amônia

Causas

Solução

•Falta de nitrogênio
•* Umidade baixa
* Falta de oxigênio
(compactação)
* Falta de oxigênio
(encharcamento)

* Adicionar material rico em
nitrogênio (grama)
* Molhar a leira com um chuveiro
fino, ao mesmo tempo em que se
faz o Reviramento
•Revirar a leira
•* Revirar a leira

* Umidade em excesso

* Revirar a pilha, adicionar
materiais secos e porosos, como:
folhas secas, serradura ou palha

* Baixas condições de *Manter a área limpa
higiene no local
* Revirar a leira
* Geração de chorume
* Relação C/N imprópria
e muito baixa

* Adicionar
nitrogênio

material

rico

em

USINAS SIMPLIFICADAS DE COMPOSTAGEM
O pátio de leiras de uma usina deve ser plano e bem
compactado, se possível, pavimentado, de
preferência com asfalto, e possuir declividade
suficiente (2%) para escoamento das águas pluviais
e do chorume produzido durante a compostagem.
Esses efluentes, que em leiras bem manejadas são
produzidos em pequena quantidade, devem
receber tratamento sanitário, como, por exemplo,
em lagoa de estabilização.

USINAS SIMPLIFICADAS DE COMPOSTAGEM
No dimensionamento do pátio, deve-se prever espaço
entre as leiras para circulação de caminhões, pás
carregadeiras ou máquinas de revolvimento. E
também áreas para estocagem do composto
orgânico pronto.

CARACTERÍSTICAS DO COMPOSTO
ORGÂNICO
O húmus torna o solo poroso, permitindo a aeração
das raízes, retenção de água e dos nutrientes. Os
nutrientes minerais podem chegar a 6% em peso
do composto e incluem o nitrogênio, fósforo,
potássio, cálcio, magnésio e ferro, que são
absorvidos pelas raízes das plantas.

QUALIDADE DO COMPOSTO
No Brasil o composto orgânico produzido em usinas
de compostagem de resíduos domiciliar deve
atender a valores estabelecidos pelo Ministério da
Agricultura para que possa ser comercializado, de
acordo com os índices da Tabela.

QUALIDADE DO COMPOSTO
Uma das principais preocupações dos usuários do
composto orgânico é a presença de metais
pesados em concentrações que possam
prejudicar as culturas agrícolas e o consumidor.
Os metais pesados estão presentes em materiais
existentes no resíduo domiciliar, tais como papéis
coloridos, tecidos, borrachas, cerâmicas, etc. As
usinas devem operar preocupadas em eliminar, no
resíduo recebido, boa parcela desses elementos.

Produção, Uso e Aplicação do Adubo
Quando o produto final da compostagem satisfaz à
legislação em termos de concentração de nutrientes,
exigida pelas normas brasileiras, o produto é então
denominado fertilizante orgânico.
Usado em atividades como:
horticultura
fruticultura
de grãos
parques, jardins e “playgrounds”
reflorestamentos
hortos e cultivo de mudas
Recuperação de solos esgotados

Controle de erosão
Cobertura de aterros
Proteção de encostas e taludes

Produção, Uso e Aplicação do Adubo
As faixas de aplicação variam de acordo com:
As características do produto final;

Do solo;
Do clima;

Com o tipo de cultura;
Atividade agrícola;

A forma de adubação;
Dentre outros

Considerações
A compostagem de resíduos orgânicos em um pais
com as características do Brasil é de grande
importância.
Atende a vários objetivos:
Sanitários,
ambientais,
econômicos,
sociais,
participação comunitária, eliminação de catadores.

Características tropicais do pais, associada a grande
produção diária de resíduos orgânicos.
Uso Compostagem grande viabilidade

Unidade de Compostagem - Exemplo
Em Belo Horizontes (MG) - No
Centro de Tratamento de
Resíduos (CTR) há um centro de
compostagem que processa
cerca de 60 t de matéria
orgânica por semana: cerca de
40t são provenientes de coleta
seletiva
em
restaurantes
industriais,
comerciais,
de
creches e escolas e o restante
de resíduos de poda e
jardinagem
de
própria
prefeitura.

Unidade de Compostagem - Exemplo

Composteira caseira

loja.jardicentro.pt

acasaencantada.com.br

maiscommenos.net

Composteira Doméstica – Média de
Preço
- Kit Pequeno
Valor: R$ 170,00
Caixas de 15 litros
Tamanho do kit: alt: 43cm (com) x 35cm (lar) x 43cm (alt)
Capacidade de compostagem: 0,5 litros de resíduos orgânicos por dia
Indicado para 1 pessoa que não se alimenta muito em casa
- Kit Médio
Valor: R$ 224,00
Caixas de 28 litros
Dimensões: 50cm (com) x 35cm (lar) x 65cm (alt)
Capacidade de compostagem: 1 litro de resíduos orgânicos por dia
Indicado para 2 pessoas que não se alimentam muito em casa

As Composteiras Domésticas da
Morada da Floresta são compostas
por: 2 caixas digestoras, 1 caixa
coletora, torneira, tampa, minhocas,
húmus, composto orgânico e Manual
com
orientações
de
uso
e
manuseio. São completas e entregues
prontos para uso.

- Kit Grande
Valor: R$ 242,00
Caixas de 39 litros
Indicado para 3 pessoas que não se alimentam muito em casa
- Kit GG
Valor: R$ 278,00
Caixas de 60 litros
Indicado para 4 a 5 pessoas que não se alimentam muito em casa

http://www.moradadafloresta.org.br/produtos-principal/composteiras-domesticas/407composteiras-domesticas

Sugestão de Vídeos
http://www.youtube.com/watch?v=iuKbr6-rYLI
Compostagem: manejo e utilização na agricultura
orgânica - TV Embrapa
http://www.youtube.com/watch?v=RTfTTYUYLSU&
feature=related
Compostagem – TV Embrapa


Sugestão de Vídeos
http://www.youtube.com/watch?v=uwXcErXvp1E Desperdício de comida
 http://www.youtube.com/watch?v=-O0gd5_06Ng
Frango à la carte - o que você comeu hoje?
 http://www.youtube.com/watch?v=jf1V2eY7IM8
Brasil joga fora comida de 19 milhões de pessoas
todo dia
 http://www.youtube.com/watch?v=KAzhAXjUG28
Ilha das flores - filme curta metragem


Atividade


Dimensionamento de pátio de compostagem

Bibliografia








Brasil. Fundação Nacional de Saúde. Compostagem familiar. / Fundação
Nacional de Saúde - Brasília: Funasa, 2009
PROSAB - programa de Pesquisa em saneamento Básico MANUAL
PRÁTICO PARA A COMPOSTAGEM DE BIOSSÓLIDOS, UEL Universidade
Estadual de Londrina - FINEP Financiadora de Estudos e Projetos CNPq
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico MCT
Ministério da Ciência e Tecnologia CEF Caixa Econômica Federal
Controle dos Impactos Ambientais Associados
Compostagem Gersina N. da R. Carmo Junior

ao

Processo

de

Manual de Gerenciamento Integrado de resíduos sólidos / José Henrique
Penido Monteiro ...[et al.]; coordenação técnica Victor Zular Zveibil. Rio de
Janeiro: IBAM, 2001.

SELEÇÃO DA TECNOLOGIA
Com relação à escolha da tecnologia a ser adotada,
deve ser considerada a disponibilidade
orçamentária do Município, levando-se sempre em
conta que, quanto maior for o nível de
automatização e sofisticação dos equipamentos,
maiores serão o investimento inicial e as despesas
com a manutenção da unidade.

ESTUDOS DE VIABILIDADE
ECONÔMICA
A implantação de uma usina de compostagem pressupõe a
elaboração prévia de um estudo de viabilidade econômica
no qual devem ser analisados os seguintes aspectos:
 Investimento
• licenciamentos ambientais;
• aquisição de terreno e legalizações fundiárias;
• projetos de arquitetura e engenharia;
• obras de engenharia;
• aquisição de máquinas e equipamentos;
• despesas de capital (juros e amortizações) e depreciação
dos equipamentos.

ECONÔMICA
Custeio
• pessoal (mão-de-obra, corpo técnico, gerencial e
administrativo);
• despesas operacionais e de manutenção;
• despesas de energia e tarifas das concessionárias
do serviço público;
• despesas de reposição de peças e equipamentos;
• despesas com gerenciamento e administração.


ECONÔMICA
Receitas
•Diretas:
• comercialização de composto orgânico.
• Indiretas:
• economia referente à redução de custos de transporte ao aterro;
• economia referente à redução do volume de lixo vazado no aterro.
• Ambientais
• economia de consumo de energia;
• economia no consumo de recursos naturais;
• redução da carga de resíduos poluentes no ambiente.


ECONÔMICA
Sociais
• oferta de emprego digno e formal para os catadores de lixo;
• geração de renda;
• conscientização ambiental da população.

As receitas diretas dificilmente cobrirão o custeio de uma usina de
reciclagem e compostagem, nem esta deve ser encarada como um
empreendimento industrial lucrativo segundo um ponto de vista
estritamente comercial. Todavia, o quadro se mostra altamente
favorável quando se ponderam as receitas indiretas, ambientais e
sociais com potencial expressivo de retorno político.

Objetivo da aula
Ao final dessa aula você deverá conhecer:
 Conhecer o princípio de funcionamento do sistema de
compostagem;
 Os diferentes sistemas de compostagem;
 As vantagens e desvantagens dos diferentes sistemas;
 Os principais problemas relacionados ao tratamento;
 Os
impactos relacionados ao sistema de
compostagem;
 Dimensionamento de uma usina de compostagem.

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