Valorização de resíduos provenientes da indústria de produção de papel

Abstract

Estudos recentes indicam que anualmente a produção total de papel na Europa é superior a 92 milhões de toneladas. Esta produção gera valores que ultrapassam as 11 milhões de toneladas de resíduos, que representa cerca de 10% em relação à produção total de papel. Deste modo, é imprescindível uma correta gestão e valorização dos resíduos de forma a reduzir a quantidade em aterro. A valorização das lamas biológicas combinadas com cinzas volantes podem ser um fertilizante potencial para aplicação em solos florestais. Lamas biológicas são normalmente ricas em N e P, enquanto as cinzas volantes são compostas por elementos como Ca, Mg, K, Na e P. Antes da aplicação no solo, é necessário pré-tratar as lamas biológicas e as cinzas em grânulos, principalmente por causa das cinzas puras serem demasiado finas e em pó, o que lixivia muito rapidamente. O primeiro objetivo deste trabalho foi estudar de que forma grânulos de cinza se comportavam quando expostos às condições meteorológicas, nomeadamente à presença da chuva. Esta fase consistiu em construir uma estrutura suficientemente estável de forma a suportar os grânulos ao ar livre. A água da chuva incidente sobre os grânulos era armazenada em frascos de plástico para que, posteriormente fosse possível fazer análises à água percolante, nomeadamente ao pH, condutividade e elementos químicos solúveis. No âmbito deste trabalho foram ainda produzidos novos grânulos compostos por lamas biológicas e cinzas volantes. Os grânulos foram criados num equipamento próprio de granulação. Após a produção dos grânulos foi realizada a caracterização física, química e biológica a cada uma das amostras. Os parâmetros analisados foram: a humidade, os voláteis, o pH, a densidade, os carbonatos, a dureza, a plasticidade, o azoto orgânico, os elementos químicos solúveis e os testes respirométricos através do método Oxitop. Os resultados obtidos mostram que a água percolante dos grânulos de cinza apresenta elevadas concentrações de Cl- (2037 a 6372 mg/kg grânulo, bs), K (1466 a 4099 mg/kg grânulo, bs) e Ca (586 a 1263 mg/kg grânulo, bs). O pH alcalino dos grânulos varia entre 8 e 8,6 e a condutividade entre 490 μS/cm e 10685 μS/cm. Na segunda fase do trabalho, a humidade, voláteis, pH, densidade, carbonatos e dureza variam consoante a composição de mistura de cinzas volantes com lama biológicas nos novos grânulos formados. As lixiviações aplicadas aos grânulos de cinza com lama mostram também elevadas concentrações de Cl- (1033 a 9232 mg/kg grânulo, bs), K (2583 a 8394 mg/kg grânulo, bs) e Ca (2912 a 6813 mg/kg grânulo, bs).

Recent results indicate that annually, the total production of paper in Europe is over 92 million tonnes. This production generates values that exceed the 11 million tonnes of waste, which represents approximately 10% relative to total production of paper. Thus, it is imperative a correct management and recovery of waste in order to reduce the amount of landfill. The valuation of biological sludge combined with fly ashes can be a potential for fertilizer application in forest soils. Biological sludge are typically rich in N and P, while the ashes are composed by elements such as Ca, Mg, K, Na and P. Before the implementation on the soils, it is necessary to process the biological sludge and fly ashes in granules, mostly because the ashes are too thin, which leaches very quickly. The first goal of this work was to study how ash granules behaving when exposed to meteorological conditions, in particular the presence of rain. The first stage consisted in assembling a structure sufficiently stable to withstand outdoor granules. In the next stage, the rainwater incident on the granules was stored in plastic bottles so that later it was possible do analysis to percolation water, including pH, conductivity and soluble chemical elements. As part of this work there were also produced new granules composed by biological sludge and fly ash. The granules were created in a proper granulation equipment. After producing the granules it was performed a physical, chemical and biological characterization of each sample. The parameters analyzed were: moisture, volatile matter, pH, density, carbonates, hardness, plasticity, organic nitrogen, soluble chemicals elements and respirometric test through the Oxitop method. The results obtained showed that the percolant water of ash granules has high concentrations of Cl- (2037 to 6372 mg/kg granule, bs), K (1466 to 4099 mg/kg granule, bs) and Ca (586 to 1263 mg/kg granule, bs). pH varies between 8 to 8,6 and conductivity between 490 μS/cm and 10685 μS/cm. In the second phase of the work, moisture, volatile matter, pH, density, carbonates and hardness vary according to the percentage of fly ash or biological sludge present in the new granules formed. The leaching applied to ash granules with sludge also showed high concentrations of Cl- (1033 to 9232 mg/kg granule, bs), K (2583 to 8394 mg/kg granulo, bs) e Ca (2912 to 6813 mg/kg granule, bs).