Análise do desempenho técnico e ambiental de uma infra-estrutura de gestão de resíduos: caso de estudo

Abstract

Este estudo tem como objeto a análise do desempenho técnico e ambiental de uma infraestrutura de incineração de resíduos, a partir da informação disponível relativa à infraestrutura e à exploração tendo em vista a análise das condições de operação, o consumo de matérias-primas, a produção de energia e as emissões tendo em conta a seleção de métricas de avaliação de desempenho. Para o efeito referido foi efetuada uma pesquisa bibliográfica sobre critérios legais de exploração estabelecidos na legislação e na licença de exploração; a análise das condições de operação e a seleção de métricas de avaliação de desempenho operacionais e ambientais. Para o efeito de análise comparada, foi aplicado um modelo de balanço mássico e o balanço energético, em condições de estado estacionário. Para este efeito foram estabelecidas valores médios em base diária. A aplicação do modelo de avaliação de desempenho objeto deste estudo tem por base um caso de estudo relativo a uma incineradora de resíduos hospitalares e de matadouro com uma capacidade de tratamento de 0,5 t/h operando em contínuo mas apenas durante dezasseis horas diárias de alimentação de resíduos sob a forma de cargas. A adição de combustível auxiliar ocorre durante o arranque da instalação e durante os períodos noturnos sem alimentação de resíduos ou sempre que o poder calorífico dos resíduos assim o justifique. A operação da instalação encontra-se monitorizada em contínuo. As métricas de avaliação relativas à operação mostram que a instalação cumpre os valores de garantia no que respeita a: resíduos tratados, utilização de eletricidade, utilização de água e utilização de combustível auxiliar. Ao contrário, o consumo de leite cal não cumpre com o valor garantia. No âmbito das variáveis operacionais e tendo em conta um período de análise de duas semanas pode concluir-se que as condições operatórias respeitam o Manual de Operação, nomeadamente temperaturas e cargas de resíduos. A utilização de recursos consumo de energia elétrica, água de processo e ureia cumpre os valores garantidos. Já o consumo de cal e de combustível auxiliar excede os valores garantidos Contudo com base na análise dos valores instantâneos do caudal de gases, verifica-se a ocorrência de situações de incumprimento do tempo mínimo de residência de 2 segundos na câmara de combustão secundária estabelecido na legislação. No que respeita às métricas ambientais (emissões para o ambiente). Os valores médios de emissão para NOx, HCl, HF, COT, SO2, NH3 e partículas estão de acordo com o estabelecido na lei. Contudo a instalação não cumpre de facto os valores limite estabelecidos para as emissões de CO.

This study has as object the analysis of the technical and environmental performance of a waste incineration process, from the available information on an infrastructure and its exploitation, in order to analyze the operating conditions, the consumption of raw materials, the energy production and emissions taking into account the selection of performance evaluation metrics. For that purpose a literature search on legal criteria of exploitation established in legislation and operating license was made; the analysis of the operating conditions and the selection of metrics evaluation of operational and environmental performance. For comparative analytical purposes, it applied a mass and energy balance model in steady state conditions. For this purpose average values were established on a daily basis. The application of the model evaluation is based on a case study concerning an incinerator healthcare waste and slaughterhouse with a treatment capacity of 0.5 t / h operating continuously but only for sixteen hours a day waste feeding in the form of batches. The addition of auxiliary fuel occurs during the start of the installation and during the night periods without waste feeding or when the calorific value of the waste so justifies. The installation operation is monitored continuously. The evaluation metrics relating to the operation show that the plant meets the ensuring values in respect of: treated waste, electricity usage, use of water and use of auxiliary fuel. By contrast, the consumption of lime does not comply with the guarantee value. Considering the operational variables and given a two-week evaluation period it can be concluded that the operating conditions referred in the Operation Manual were observed, especially temperatures and waste batches feeding rate. The use of resources consumption of electricity, process water and urea complies with the guaranteed values. The consumption of lime and auxiliary fuel exceeds the guaranteed values, what increases operation costs. However based on the analysis of the instantaneous values of the flue gas flow rate, it can be concluded that there are peaks. In these conditions the minimum residence time of 2 seconds established by the law in the secondary combustion chamber fails. With regard to environmental metrics (emissions to the environment), the average emission values for NOx, HCl, HF, TOC, SO2, NH3 and particles are in accordance with the provisions of law. However, the installation fails another away because of the limit values for CO.