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UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO
FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA
CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
Mateus Kurek Pagliosa
AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DE ESTAÇÃO DE
TRATAMENTO DE EFLUENTES DE UMA
INDÚSTRIA DE PANIFICAÇÃO DA REGIÃO DE
ERECHIM - RS
Passo Fundo, 2013.
1
Mateus Kurek Pagliosa
AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DE ESTAÇÃO DE
TRATAMENTO DE EFLUENTES DE UMA
INDÚSTRIA DE PANIFICAÇÃO DA REGIÃO DE
ERECHIM - RS
Trabalho de conclusão de curso apresentado ao
curso de Engenharia Ambiental, como parte
dos requisitos exigidos para obtenção do título
de Engenheiro Ambiental.
Orientador: Prof. Marcelo Hemkemeier, Dr.
Passo Fundo, 2013.
2
Mateus Kurek Pagliosa
AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DE ESTAÇÃO DE
TRATAMENTO DE EFLUENTES DE UMA INDÚSTRIA DE
PANIFICAÇÃO DA REGIÃO DE ERECHIM - RS
Trabalho de Conclusão de Curso como requisito parcial para a obtenção do título de
Engenheiro Ambiental – Curso de Engenharia Ambiental da Faculdade de Engenharia e
Arquitetura da Universidade de Passo Fundo. Aprovado pela banca examinadora:
Orientador:_________________________
Marcelo Hemkemeier, Dr.
Faculdade de Engenharia e Arquitetura, UPF
___________________________________
Vandré Barbosa Brião, Dr.
Faculdade de Engenharia e Arquitetura, UPF
___________________________________
Jeferson Steffanello Piccin, Me.
Faculdade de Engenharia e Arquitetura, UPF
Passo Fundo, 12 de junho de 2013.
3
A T E S T A D O
Atesto para os devidos fins que o aluno Mateus Kurek Pagliosa, autor do Trabalho de
Conclusão intitulado “AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DE ESTAÇÃO DE
TRATAMENTO DE EFLUENTES DE UMA INDÚSTRIA DE PANIFICAÇÃO DA
REGIÃO DE ERECHIM - RS” realizou as alterações sugeridas pela banca examinadora no
relatório final.
Passo Fundo, 28 de junho de 2013.
_____________________________________________
Prof. Dr. Marcelo Hemkemeier
4
Agradecimentos
Agradeço à Deus por me proporcionar este momento.
Agradeço à minha família pelo apoio em me proporcionar condições para
que possa concluir este curso, em especial aos meus pais Paulo Roberto Pagliosa
e Sandra Maria Kurek Pagliosa, ao meu irmão Paulo Roberto Pagliosa Jr., à
minha avó Carmen Scartazzini e à minha tia-avó Eliani Savicki.
Agradeço aos amigos e colegas que me acompanharam em cada dia desta
jornada.
Agradeço aos professores que contribuíram para o meu crescimento
durante todo o período acadêmico, em especial ao Prof. Dr. Marcelo
Hemkemeier, orientador deste trabalho de conclusão.
Agradeço aos funcionários e estudantes que me auxiliaram nas análises
laboratoriais para este trabalho, Marilda Ferreira dos Santos, Gabrielli Vaz e
Thaise Santin Sirena.
Agradeço o apoio e disponibilidade de Márcio Freschi, Antonio João Zin,
Fábio Rogério Madalozzo e Fernando Caldart, para que pudesse realizar
estágios referentes ao curso durante a graduação, assim me permitindo ter uma
visão real de situações encontradas na prática do trabalho na área ambiental.
Minha sincera gratidão.
5
RESUMO
Palavras-chave: Efluente alimentício; Oxidação; Filtração.
O tratamento de efluentes é um fator necessário para a legalidade no funcionamento
de qualquer empresa que gere carga poluidora em seus processos produtivos. São inúmeras
as alternativas desenvolvidas para enquadrar efluentes nos padrões exigidos pela legislação
para liberação para o meio ambiente, visando sua menor degradação possível. O presente
estudo avalia a eficiência da estação de tratamento de efluentes de uma indústria de
panificação da região de Erechim, Rio Grande do Sul. Esta indústria gera efluentes com
elevada carga orgânica, possuindo valores significativos de DQO, óleos e graxas, sólidos e
nutrientes como fósforo e nitrogênio. O processo de tratamento analisado envolve a
oxidação por cloração, a coagulação com o uso de policloreto de alumínio e a filtração por
meio de filtros de areia de quartzo. A eficiência do tratamento foi avaliada e, então,
realizada a comparação dos resultados de análises laboratoriais a partir de três amostras
coletadas em quatro pontos distintos da ETE, sendo cada um destes representante de uma
etapa de tratamento. As análises laboratoriais para obtenção dos valores dos parâmetros
físico-químicos foram realizadas a partir da metodologia Standart Methods for the
Examination of Water and Wastewater 20 ed. – AWWA / APHA / WEF e ABNT, no
Laboratório de Efluentes e Química Ambiental, da Universidade de Passo Fundo –
Campus de Passo Fundo. Assim, observou-se que o tratamento estudado foi eficiente para
remoção de carga poluidora, podendo-se verificar isto em valores que representam mais de
85% de redução na concentração de DQO, bem como reduções significativas de
concentração para os demais parâmetros em análise. Apenas o pH apresentou valores
abaixo das exigências da legislação vigente, pelo fato de elevada dosagem de coagulante
no sistema. Concluiu-se que a cloração e a filtração foram fundamentais no tratamento do
efluente para DQO, sólidos suspensos, óleos e graxas, turbidez, nitrogênio total e fósforo
total.
6
ABSTRACT
Wastewater treatment is a necessary factor for the legality of the operation of any
company managing pollution load in their production processes. There are countless
alternatives developed to frame the effluent standards required by law to release to the
environment, aiming at its lowest possible degradation. This study evaluates the efficiency of
the treatment plant effluent from a bakery industry in the region Erechim, Rio Grande do Sul
This industry generates effluents with high organic load, possessing significant amounts of
COD, oil and grease, solids and nutrients as phosphorus and nitrogen. The treatment process
involves the oxidation analyzed by chlorination, coagulation with the use of aluminum
polychloride and filtration through sand filters of quartz. The treatment efficiency was
evaluated and then performed to compare the results from laboratory tests of three samples
collected at four different points of ETE, each of which is representative of a processing step.
Laboratory tests to obtain the values of the physico-chemical parameters were carried out
using the methodology Standart Methods for the Examination of Water and Wastewater 20th
ed. - AWWA / APHA / WEF and ABNT in Laboratory Effluent and Environmental
Chemistry, University of Passo Fundo - Campus of Passo Fundo. Thus, it was observed that
the study treatment was effective for the removal of polluting load, being able to check this in
values that represent more than 85% reduction in the concentration of COD, as well as
significant reductions in concentration for the other parameters analyzed. Only the pH values
were below the requirements of current legislation, because high coagulant dosage system. It
was concluded that the chlorination and filtration were fundamental to the treatment of
effluent COD, suspended solids, oil and grease, turbidity, total nitrogen and total phosphorus.
Keywords: Food industry wastewater; Oxidation; Filtration.
7
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 Localização do município. ......................................................................................... 24
Figura 2 Fluxograma representativo do sistema de tratamento de efluentes. ........................... 26 Figura 3 Representação dos pontos de coleta das amostras na ETE. ....................................... 32 Figura 4 Peneira. ....................................................................................................................... 58 Figura 5 Tanque de decantação. ............................................................................................... 58 Figura 6 Tanque de oxidação.................................................................................................... 59
Figura 7 Tanques destinados como leitos de secagem. ............................................................ 59 Figura 8 Efluente de retrolavagem. .......................................................................................... 59 Figura 9 Bombas de sucção. ..................................................................................................... 60
Figura 10 Filtros destinados para a etapa de filtração primária. ............................................... 60 Figura 11 Filtros destinados para a etapa de filtração secundária. ........................................... 61 Figura 12 pHmetro digital. ....................................................................................................... 61 Figura 13 Agitador mecânico. .................................................................................................. 62 Figura 14 Bombas dosadoras de NaOH e PAC. ....................................................................... 62
8
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 Limites máximos de emissão dos parâmetros analisados conforme LO da indústria
............................................................................................ Erro! Indicador não definido. Tabela 2 Valores observados para os parâmetros analisados em cada ponto de coleta para a
amostra 1. ........................................................................................................................... 35
Tabela 3 Valores observados para os parâmetros analisados em cada ponto de coleta para a
amostra 2. ........................................................................................................................... 42 Tabela 4 Valores observados para os parâmetros analisados em cada ponto de coleta para a
amostra 3. ........................................................................................................................... 43 Tabela 5 Comparação dos parâmetros do efluente de saída da ETE com a LO da indústria. .. 49
Tabela 6 Comparação de eficiências das amostras 1 e 3 .......................................................... 49 Tabela 7 Concentrações e eficiências por etapa dos parâmetros analisados - amostra 1 ......... 63 Tabela 8 Concentrações e eficiências por etapa dos parâmetros analisados - amostra 2 ......... 63
Tabela 9 Concentrações e eficiências por etapa dos parâmetros analisados - amostra 3 ......... 63
9
Tabela 1 Limites máximos de emissão dos parâmetros analisados conforme LO da indústria 23 Tabela 2 Valores observados para os parâmetros analisados em cada ponto de coleta para a
amostra 1. ........................................................................................................................... 35
Tabela 3 Valores observados para os parâmetros analisados em cada ponto de coleta para a
amostra 2. ........................................................................................................................... 42 Tabela 4 Valores observados para os parâmetros analisados em cada ponto de coleta para a
amostra 3. ........................................................................................................................... 43 Tabela 5 Comparação dos parâmetros do efluente de saída da ETE com a LO da indústria. .. 49
Tabela 6 Comparação de eficiências das amostras 1 e 3 .......................................................... 49 Tabela 7 Concentrações e eficiências por etapa dos parâmetros analisados - amostra 1 ......... 63 Tabela 8 Concentrações e eficiências por etapa dos parâmetros analisados - amostra 2 ......... 63
Tabela 9 Concentrações e eficiências por etapa dos parâmetros analisados - amostra 3 ......... 63
10
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 9 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .......................................................................................... 14
2.1 O uso da água na indústria ......................................................................................... 14 2.2 Águas residuárias ....................................................................................................... 15 2.3 Características de efluentes industriais ...................................................................... 16
2.3.1 Efluentes de indústrias de alimentos .................................................................. 16 2.4 O tratamento de efluentes industriais ......................................................................... 18
2.4.1 O uso de cloro no tratamento de efluentes industriais ........................................ 19
2.4.2 O uso da filtração no tratamento de efluentes industriais ................................... 19 2.4.3 O processo de coagulação no tratamento de efluentes industriais...................... 20
2.5 Legislação vigente sobre padrões de emissão de efluentes ....................................... 22 3 MATERIAIS E MÉTODOS .............................................................................................. 24
3.1 Local de estudo .......................................................................................................... 24
3.1.1 Caracterização do efluente.................................................................................. 24
3.1.2 Caracterização da ETE ....................................................................................... 25 3.1.3 Procedimentos .................................................................................................... 25
3.1.4 Elementos utilizados no sistema ......................................................................... 31 3.2 Análises de eficiência da ETE ................................................................................... 31
3.2.1 Pontos de coleta das amostras ............................................................................ 32
3.3 Parâmetros analisados ................................................................................................ 32
3.3.1 DQO ................................................................................................................... 33 3.3.2 Sólidos Suspensos .............................................................................................. 33 3.3.3 Óleos e Graxas .................................................................................................... 33
3.3.4 pH ....................................................................................................................... 33 3.3.5 Turbidez .............................................................................................................. 34
3.3.6 Nitrogênio ........................................................................................................... 34 3.3.7 Fósforo ................................................................................................................ 34
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ..................................................................................... 35 4.1 Eficiência de tratamento ............................................................................................ 35
4.1.1 Amostra 1 ........................................................................................................... 35 4.1.2 Amostra 2 ........................................................................................................... 41 4.1.3 Amostra 3 ........................................................................................................... 42
4.2 Comparação com a legislação .................................................................................... 48 4.3 Comparação entre eficiências das amostras 1 e 3 ...................................................... 49 4.4 Sugestões para o melhoramento do tratamento de efluentes ..................................... 51
5 CONCLUSÕES ................................................................................................................. 53
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................... 54 ANEXOS .................................................................................................................................. 58
9
1 INTRODUÇÃO
A limitação das reservas de água doce no planeta, o aumento de sua demanda para
atender, principalmente, o consumo humano, agrícola e industrial, a prioridade de sua
utilização em abastecimento público e as restrições impostas em relação ao lançamento de
efluentes no meio ambiente, torna necessária a adoção de estratégias que visem racionalizar a
utilização dos recursos hídricos e mitigar os impactos negativos relativos à geração de
efluentes pelas indústrias (MARTINS, 2011).
A água é utilizada em processos industriais e fabris, assim a cada dia são gerados
muitos efluentes destes processos, resultando em uma água imprópria ao consumo de
organismos vivos, necessitando de um tratamento que retome a condição apropriada de
qualidade e retorne ao meio ambiente sem prejudicá-lo (OLIVATTO, 2009).
A utilização de água pela indústria ocorre sob diversas formas: águas de lavagem do
sistema (ambiente, utensílios e maquinários), incorporação ao produto, sistemas de geração de
vapor, esgoto sanitário dos funcionários, refeitórios ou restaurantes, manutenção e sistemas de
refrigeração. As diversas formas de uso tornam a água poluída pelos resíduos, originando os
efluentes líquidos industriais, que devem ser portanto, devidamente tratados para amenizar,
reduzir, ou eliminar o máximo possível da poluição gerada, antes de seu descarte nos corpos
receptores de quaisquer natureza (LIMA, 2008).
O rigor no tratamento de águas residuárias tem sido maior atualmente, pois com a
crescente preocupação com o meio ambiente e o impacto sobre ele, tem proporcionado maior
interesse em estudos e pesquisas, no intuito de aprimorar os sistemas de tratamento de
efluentes e também a maior fiscalização, evitando dessa maneira a degradação ambiental com
tais efluentes (OLIVATTO, 2009).
Segundo a ABNT, NBR 9.800/1987, efluente líquido industrial é o despejo líquido
proveniente do estabelecimento industrial, compreendendo emanações de processo industrial,
águas de refrigeração poluída (águas servidas de utilidades), águas pluviais poluídas e esgoto
doméstico.
As características dos efluentes industriais são inerentes a composição das matérias
primas, das águas de abastecimento e do processo industrial. A concentração dos poluentes
nos efluentes é função das perdas no processo ou pelo consumo de água (GIORDANO, 2004).
10
A indústria de alimentos tem destaque mundial e cresce devido à necessidade básica
dos seres à alimentação. Nessa produção industrial alimentícia, com suas diferentes atividades
e tecnologias, é consumida grande parcela da água doce, a qual é utilizada em uma gama de
usos tais como: matéria-prima, reagentes, solventes, lavagens de gases e sólidos, veículos,
transmissão de calor, agente de resfriamento, entre outros, sendo gerados efluentes que
precisam de tratamento para lançamento adequado no meio ambiente (DA SILVA, 2009).
Dentre as atividades industriais, o setor de alimentos destaca-se pelo seu elevado consumo de
água e pela geração de efluentes por unidade produzida (COSTA, 2008).
Os efluentes de indústria de alimentos são caracterizados por altas concentrações de
óleos e graxas, sulfatos, nitratos e fosfatos e consequentemente, apresentam elevada demanda
química de oxigênio (DQO), apresentando baixa biodegradabilidade (BERTON; GEHM.;
SCHNITZLER; DURLI; 2004).
As indústrias do setor alimentício, geram efluentes com alto teor de gorduras e óleos,
que possuem uma Demanda Química de Oxigênio (DQO) e uma Demanda Biológica de
Oxigênio (DBO) muito elevada. Tanto DQO quanto DBO podem ser definidas como a
quantidade de oxigênio necessária para a oxidação química e biológica das substâncias
oxidáveis existentes na água. O tratamento destes efluentes se faz necessário, com o intuito de
diminuir a matéria orgânica até atingir níveis aceitáveis, para que posteriormente a água
utilizada nestes processos industriais seja devolvida ao meio ambiente sem prejudicá-lo ou
reaproveitá-la no próprio processo (OLIVATTO, 2009).
Assim, sabe-se que os efluentes de indústrias alimentícias são fontes de poluição dos
corpos d'água, devido às grandes concentrações de matéria orgânica, podendo provocar
alterações na biota aquática.
Segundo von SPERLING (2005), os principais parâmetros caracterizadores de
efluentes predominantemente orgânicos são: sólidos, indicadores de matéria orgânica,
nitrogênio e fósforo e indicadores de contaminação fecal.
A introdução de compostos poluentes na água, como: matéria orgânica traduzida em
demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e demanda química de oxigênio (DQO), pH,
gordura, fosfatos, dentre outros, por parte da indústria, potencializa a necessidade de
tratamento dos despejos, minimizando assim os efeitos devastadores, decorrentes da poluição
dos efluentes, os quais degradam os cursos d`água e prejudicam o meio ambiente e a saúde
animal (NIRENBERG; FERREIRA; 2005).
A remoção de carga orgânica existente no meio ambiente ainda é um desafio, tendo
em vista que, inúmeras vezes, tratamentos convencionais não são capazes de atingir tal
11
objetivo de maneira eficaz. Por este motivo, tem crescido a busca por tecnologias capazes de
remover a carga poluidora gerada por processos industriais.
O tratamento de efluentes é um fator imprescindível para a legalidade no
funcionamento de qualquer empresa que gere carga poluidora em seus processos produtivos.
São inúmeras as alternativas desenvolvidas para enquadrar efluentes nos padrões exigidos
pela legislação para liberação para o meio ambiente, visando sua menor degradação possível.
O tratamento de resíduos poluidores das indústrias é, na maioria das vezes, uma
prática relativamente complexa. Cada indústria tem suas particularidades. Existem muitas
variáveis envolvidas que dificultam a padronização de processos de tratamento. Entre essas
variáveis, podemos citar: as diferentes matérias-primas, os diversos processos de produção, as
condições climáticas, a disponibilidade de água, etc. Sendo assim, raramente, as soluções para
tratamento de efluentes podem ser transplantadas de uma unidade industrial para outra
(PARENTE; SILVA; 2002).
Os sistemas de tratamento de efluentes industriais nem sempre produzem a eficiência
almejada devido a diversos fatores, principalmente, os operacionais. Em uma economia
globalizada em que a abertura de mercado leva cada vez mais à facilidade de negócios no
território nacional e internacional, as empresas se vêem constantemente na necessidade de
lançar novos produtos, fazer alterações de linhas de produção e otimizar processos de
fabricação. Isso influencia diretamente na geração de resíduos e/ou mudança em suas
características (LIMA, 2008).
Diante disso, é preciso adequar os métodos de tratamento em função da necessidades.
São exemplos de tratamento de efluentes líquidos em indústrias alimentícias o auxílio por
processo anaeróbico através da instalação de reator UASB em ETE's. Também pode ser citada
a utilização de lipases comerciais para a redução de teores de óleos e graxas apresentados
pelos efluentes.
Porém, por questões de espaço físico, características da estação de tratamento de
efluentes e busca por redução de custos e investimentos, por exemplo, se faz necessário o
desenvolvimentos de novas tecnologias, visando um resultado satisfatório na emissão de
efluentes pós tratamento. Desta maneira, a indústria estudada implantou em sua ETE um
tratamento com base na oxidação, coagulação e filtração.
A escolha do composto químico destinado a agir na redução da concentração de
poluentes é um fator decisivo, onde estão relacionados várias situações como características
do efluente a ser tratado, qualidade do efluente que se deseja obter, padrões de lançamento
que deve se atender para cumprir a legislação vigente, assim como a preocupação com a
12
formação de subprodutos nocivos a saúde pública e ao meio ambiente, segurança do método e
os custos para implantar e manter o processo (ASSALIN et. al. 2000).
O agente químico mais comum utilizado no processo de melhoramento da qualidade
de águas de abastecimento e residuárias é o cloro, que por questões tecnológicas de produção,
de custo, armazenamento, transporte e facilidade na aplicação é largamente empregado tanto
na sua forma gasosa ou na de hipocloritos como o de sódio ou de cálcio (RIBEIRO et. al.
2000).
Sabe-se que o composto cloro é um forte agente oxidante que age de maneira que,
quando em contato com elementos submetidos à sua ação, rompe as estruturas, reduzindo suas
concentrações no meio onde ocorre a reação. Portanto, quando uma dada quantidade de
matéria orgânica entra em contato com um composto que contenha cloro em sua estrutura, ela
se oxida de uma maneira consideravelmente alta, reduzindo sua concentração no meio em que
se encontra.
Segundo SILVA (2007), a vantagem da aplicação dos processos oxidativos é o fato de
que os poluentes terão sua concentração significativamente reduzida, em sua maioria.
A filtração em areia talvez se constitua em um dos mais antigos métodos de
purificação da água para o consumo humano de que se tenha notícia. Constitui uma forma
extremamente simplificada de tratamento, desenvolvida a partir de uma analogia estabelecida
com a percolação de águas naturais através do solo até os aquíferos e de lá para as fontes, de
onde jorravam adequadas às exigências estéticas e sanitárias do homem (MURTHA;
HELLER; LIBÂNIO; 1997).
A filtração é uma operação unitária extensivamente utilizada na indústria, e consiste na
separação sólido-fluido através de um meio filtrante contendo material poroso (COULSON e
RICHARDSON, 1991). Segundo GOMIDE (1980), as aplicações da filtração são bastante
numerosas, podendo-se citar desde a separação de pequenas quantidades de materiais em
laboratórios de química, até a separação de grandes quantidades de material como na
mineração e no tratamento de água e efluentes.
A filtração, quando implementada em tratamentos de efluentes, embora não tão
rigorosa quanto para tratamentos de água para consumo humano, também pode ser auxiliar na
redução da concentração de poluentes devido à capacidade de retenção de material
particulado presente no efluente.
A ETE da indústria de alimentos estudada possui, além de processos de oxidação e
filtração, uma etapa de coagulação do efluente. Sabe-se que a coagulação é um procedimento
que está intimamente ligado ao processo de neutralização, porque consiste em aproximar as
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partículas (aglutinação), possibilitando que estas se tornem maiores e sedimentem mais
rapidamente (KURITA, 2007). Diante disso, o objetivo da coagulação é auxiliar a filtração do
tratamento de efluentes em questão. Segundo MANCUSO (2003), o desempenho dos filtros
está diretamente relacionado aos processos que os antecedem, como a coagulação.
Decorrente de tentativas sem sucesso de tratamento, bem como do pequeno espaço
físico destinado à ETE, a indústria buscou implementar um tratamento alternativo, a partir da
oxidação por cloração, filtração e coagulação do efluente gerado por seus processos
produtivos.
O presente projeto tem o objetivo de avaliar a eficiência de uma estação de tratamento
de efluentes de uma indústria de panificação, localizada na região de Erechim, Rio Grande do
Sul, que tem faz uso da aplicação de processos de oxidação por cloração, coagulação e
remoção física de partículas por filtração para o tratamento de efluentes provenientes de seu
processo produtivo.
Desta forma, os parâmetros físico-químicos analisados laboratorialmente foram DQO,
sólidos suspensos, óleos e graxas, pH, nitrogênio total e fósforo total, sendo analisado também
o parâmetro turbidez, para constatação do potencial de clarificação do efluente durante o
sistema de tratamento implementado.
14
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 O uso da água na indústria
Diante do panorama atual das reservas de água doce no planeta, o aumento de sua
demanda para atender, o consumo humano, agrícola e industrial, bem como a prioridade de
sua utilização em abastecimento público e as restrições impostas em relação ao lançamento de
efluentes no meio ambiente, torna necessária a busca por estratégias que visem racionalizar a
utilização dos recursos hídricos e mitigar os impactos negativos relativos à geração de
efluentes pelas indústrias (MARTINS, 2011).
O consumo de água se faz necessário em processos industriais e fabris. Desta forma, a
cada dia são gerados muitos efluentes destes processos, o que resulta em uma água imprópria
ao consumo de organismos vivos, e com a necessidade de um tratamento que retome a
condição apropriada de qualidade e retorne ao meio ambiente sem prejudicá-lo (OLIVATTO,
2009).
Paralelo ao desenvolvimento industrial global, desenvolveu-se uma maior
participação das comunidades por meio de ações não-governamentais ambientalistas, que
deixaram de enxergar o ambiente como depósito de dejetos industriais, desenvolvendo,
assim, a consciência da real importância dos recursos naturais, para o desenvolvimento da
humanidade. A sustentabilidade tem que ser aplicada, aguardando resultados a longo prazo,
pensando na qualidade de vida de gerações futuras. É responsabilidade de cada ser humano
garantir que as próximas gerações tenham condições de viver, dignamente, em um planeta
limpo e saudável (COSTA; SILVA; MARTINS; 2009).
A água é um recurso indispensável para a sobrevivência da espécie humana e,
considerando que somente 0,02% da água existente é apropriada para o consumo, surge,
então, a necessidade de sua preservação. A Organização Mundial da Saúde apresentou a
seguinte definição de poluição das águas: “a água está poluída quando a sua composição ou o
seu estado está de tal modo alterado que já não reúne as condições necessárias (propriedades
físicas, químicas e biológicas) para a utilização as quais estava destinada no seu estado
natural”. Uma vez assim, é imprescindível a necessidade do tratamento de efluentes
líquidos, como esgotos e despejos industriais, antes que estes sejam lançados nos rios e corpos
receptores (COSTA; SILVA; MARTINS; 2009).
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A utilização de água pela indústria ocorre sob diversas formas: águas de lavagem do
sistema (ambiente, utensílios e maquinários), incorporação ao produto, sistemas de geração de
vapor, esgoto sanitário dos funcionários, refeitórios ou restaurantes, manutenção e sistemas de
refrigeração. As diversas formas de uso tornam a água poluída pelos resíduos, originando os
efluentes líquidos industriais, que devem ser portanto, devidamente tratados para amenizar,
reduzir, ou eliminar o máximo possível da poluição gerada, antes de seu descarte nos corpos
receptores de quaisquer natureza (LIMA, 2008).
2.2 Águas residuárias
Na indústria, em geral, há uma demanda muito grande por água de boa qualidade e
grande parte do referido volume será eliminado para corpos receptores com uma alta carga de
matéria orgânica e sólidos, motivo pelo qual águas residuárias geradas em todos os processos
industriais devem passar por um tratamento específico (SCHOENHALS, 2006).
O rigor no tratamento de águas residuárias tem sido maior atualmente, pois com a
crescente preocupação com o meio ambiente e o impacto sobre ele, têm proporcionado maior
interesse em estudos e pesquisas, no intuito de aprimorar os sistemas de tratamento de
efluentes e também a maior fiscalização, evitando dessa maneira a degradação ambiental com
tais efluentes (OLIVATTO, 2009).
Considera como resíduo industrial líquido poluidor, aqueles efluentes que contêm
compostos químicos ou espécies biológicas que produzem nos corpos receptores condições
inadequadas para outros usos, ou que contenha matéria orgânica que ao se decompor,
consuma o oxigênio, num grau tal, que interfira no uso do curso d’água, destrua a vida
aquática e seja fonte de condições desagradáveis para os habitantes da vizinhança. Também
são considerados como “resíduos industriais líquidos contaminantes", aqueles que contenham
alta concentração de ácidos ou bases que poderiam atacar as estruturas das construções ao
largo das margens do corpo receptor, tais como: embarcações, pontes, portos, etc.
(PARENTE; SILVA; 2002).
Segundo a ABNT, NBR 9.800|1987, efluente líquido industrial é o despejo líquido
proveniente do estabelecimento industrial, compreendendo emanações de processo industrial,
águas de refrigeração poluída (águas servidas de utilidades), águas pluviais poluídas e esgoto
doméstico.
16
A poluição pelos efluentes líquidos industriais deve ser controlada inicialmente pela
redução de perdas nos processos, incluindo a utilização de processos mais modernos, arranjo
geral otimizado, redução do consumo de água incluindo as lavagens de equipamentos e pisos
industriais, redução de perdas de produtos ou descarregamentos desses ou de matérias primas
na rede coletora. A manutenção também é fundamental para a redução de perdas por
vazamentos e desperdício de energia. Além da verificação da eficiência do processo deve-se
questionar se este é o mais moderno, considerando-se a viabilidade técnica e econômica
(GIORDANO, 2004).
2.3 Características de efluentes industriais
As características dos efluentes industriais são inerentes a composição das matérias
primas, das águas de abastecimento e do processo industrial. A concentração dos poluentes
nos efluentes é função das perdas no processo ou pelo consumo de água (GIORDANO, 2004).
Embora seja teoricamente possível tratar o efluente para qualquer padrão requerido,
existem fatores limitantes como os custos de capital, orçamento operacional e espaço físico
(SCHOENHALS, 2006).
Os resíduos industriais líquidos, em sua grande maioria, são formados por restos das
matérias-primas utilizadas nos processos produtivos e que não são aproveitadas totalmente.
Usualmente, a solução para este problema tem sido a utilização de sistemas de tratamento de
efluentes adequados para diminuir o potencial poluidor destes resíduos (PARENTE; SILVA;
2002).
2.3.1 Efluentes de indústrias de alimentos
Os efluentes de indústria de alimentos são caracterizados por altas concentrações de
óleos e graxas, sulfatos, nitratos e fosfatos e conseqüentemente, apresentam elevada demanda
química de oxigênio (DQO), apresentando baixa biodegradabilidade (BERTON; GEHM.;
SCHNITZLER; DURLI; 2004).
A indústria de alimentos tem destaque mundial e cresce devido à necessidade básica
dos seres à alimentação. Nessa produção industrial alimentícia, com suas diferentes atividades
e tecnologias, é consumida grande parcela da água doce, a qual é utilizada em uma gama de
17
usos tais como: matéria-prima, reagentes, solventes, lavagens de gases e sólidos, veículos,
transmissão de calor, agente de resfriamento, entre outros, sendo gerados efluentes que
precisam de tratamento para lançamento adequado no meio ambiente (DA SILVA, 2009). As
indústrias alimentícias são vistas como pequenas fontes de produção de resíduos (PARENTE;
SILVA; 2002). Dentre as atividades industriais, o setor de alimentos destaca-se pelo seu
elevado consumo de água e pela geração de efluentes por unidade produzida (COSTA, 2008).
As indústrias do setor alimentício, geram efluentes com alto teor de gorduras e óleos,
que possuem uma Demanda Química de Oxigênio (DQO) e uma Demanda Biológica de
Oxigênio (DBO) muito elevada. Tanto DQO quanto DBO podem ser definidas como a
quantidade de oxigênio necessária para a oxidação química e biológica das substâncias
oxidáveis existentes na água. O tratamento destes efluentes se faz necessário, com o intuito de
diminuir a matéria orgânica até atingir níveis aceitáveis, para que posteriormente a água
utilizada nestes processos industriais seja devolvida ao meio ambiente sem prejudicá-lo ou
reaproveitá-la no próprio processo (OLIVATTO, 2009).
Segundo VON SPERLING (2005), os principais parâmetros caracterizadores de
efluentes predominantemente orgânicos são: sólidos, indicadores de matéria orgânica,
nitrogênio e fósforo e indicadores de contaminação fecal.
A introdução de compostos poluentes na água, como: matéria orgânica traduzida em
demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e demanda química de oxigênio (DQO), pH,
gordura, fosfatos, dentre outros, por parte da indústria, potencializa a necessidade de
tratamento dos despejos, minimizando assim os efeitos devastadores, decorrentes da poluição
dos efluentes, os quais degradam os cursos d`água e prejudicam o meio ambiente e a saúde
animal (NIRENBERG; FERREIRA; 2005).
Demanda química de oxigênio, DQO, é um parâmetro que diz respeito à quantidade de
oxigênio consumido por materiais e por substâncias orgânicas e minerais, que se oxidam sob
condições definidas (ZUCCARI et. al., 2005).
Valores de turbidez acima do aceitável podem prejudicar a etapa de desinfecção, pois
partículas suspensas conferem proteção a microorganismos diversos, tornando-os resistentes a
elementos como o cloro, além de deixar a água com um aspecto turvo, tornando-a
esteticamente indesejável (FRANCO, 2009).
Compostos de nitrogênio macronutrientes pois, depois do carbono, o nitrogênio é o
elemento exigido em maior quantidade pelas células vivas. Quando descarregados nas águas
naturais conjuntamente com o fósforo e outros nutrientes presentes nos despejos, provocam o
enriquecimento do meio tornando-o mais fértil e possibilitam o crescimento em maior
18
extensão dos seres vivos que os utilizam, especialmente as algas, o que é chamado de
eutrofização. Quando as descargas de nutrientes são muito fortes, dá-se o florescimento muito
intenso de gêneros que predominam em cada situação em particular. Este crescimento
exagerado de populações de algas podem trazer prejuízos aos usos que se possam fazer dessas
águas, prejudicando seriamente o abastecimento público ou causando poluição por morte e
decomposição (PIVELLI, 2000).
Assim como o nitrogênio, o fósforo constitui-se em um dos principais nutrientes para
os processos biológicos, ou seja, é um dos chamados macro-nutrientes, por ser exigido
também em grandes quantidades pelas células (PIVELI, 2000).
2.4 O tratamento de efluentes industriais
O tratamento de resíduos poluidores das indústrias é, na maioria das vezes, uma
prática relativamente complexa. Cada indústria tem suas particularidades. Existem muitas
variáveis envolvidas que dificultam a padronização de processos de tratamento. Entre essas
variáveis, podemos citar: as diferentes matérias-primas, os diversos processos de produção, as
condições climáticas, a disponibilidade de água, etc. Sendo assim, raramente, as soluções para
tratamento de efluentes podem ser transplantadas de uma unidade industrial para outra
(PARENTE; SILVA; 2002).
Embora seja teoricamente possível tratar o efluente para qualquer padrão requerido,
existem fatores limitantes como os custos de capital, orçamento operacional e espaço físico
(SCHOENHALS, 2006).
Os sistemas de tratamento de efluentes industriais nem sempre produzem a eficiência
almejada devido a diversos fatores, principalmente, os operacionais. Em uma economia
globalizada em que a abertura de mercado leva cada vez mais à facilidade de negócios no
território nacional e internacional, as empresas se vêem constantemente na necessidade de
lançar novos produtos, fazer alterações de linhas de produção e otimizar processos de
fabricação. Isso influencia diretamente na geração de resíduos e/ou mudança em suas
características (LIMA, 2008).
A escolha do composto químico destinado a agir na redução da concentração de
poluentes é um fator decisivo, onde estão relacionados várias situações como características
do efluente a ser tratado, qualidade do efluente que se deseja obter, padrões de lançamento
que deve se atender para cumprir a legislação vigente, assim como a preocupação com a
19
formação de subprodutos nocivos a saúde pública e ao meio ambiente, segurança do método e
os custos para implantar e manter o processo (ASSALIN et. al. 2000).
2.4.1 O uso de cloro no tratamento de efluentes industriais
O agente químico mais comum utilizado no processo de melhoramento da qualidade
de águas de abastecimento e residuárias é o cloro, que por questões tecnológicas de produção,
de custo, armazenamento, transporte e facilidade na aplicação é largamente empregado tanto
na sua forma gasosa ou na de hipocloritos como o de sódio ou de cálcio (RIBEIRO et. al.
2000).
Segundo SILVA (2007), a vantagem da aplicação dos processos oxidativos é o fato de
que os poluentes terão sua concentração significativamente reduzida, em sua maioria.
O cloro penetra nas células dos microrganismos e reage com suas enzimas, destruindo-
as. As enzimas são um complexo de proteínas funcionando como catalisadores orgânicos em
reações químicas dos microorganismos novos. Como são essenciais aos processos
metabólicos das células vivas, estas, sem a ação das enzimas, morrem. Porém, segundo
LAPOLLI (2005), por não produzir cloro nem hipoclorito quando oxida matéria orgânica, e
por oxidar os precursores dos trihalometanos, apresenta reduzida formação de subprodutos
organoclorados.
2.4.2 Aplicação da filtração no tratamento de efluentes industriais
A filtração em areia talvez se constitua em um dos mais antigos métodos de
purificação da água para o consumo humano de que se tenha notícia. Constitui uma forma
extremamente simplificada de tratamento, desenvolvida a partir de uma analogia estabelecida
com a percolação de águas naturais através do solo até os aqüíferos e de lá para as fontes, de
onde jorravam adequadas às exigências estéticas e sanitárias do homem (MURTHA;
HELLER; LIBÂNIO; 1997).
A filtração é uma operação unitária extensivamente utilizada na indústria, e consiste na
separação sólido-fluido através de um meio filtrante contendo material poroso (COULSON e
RICHARDSON, 1991).
20
Filtração é o processo da passagem de uma mistura sólido – líquido através de um
meio poroso (filtro), que retém os sólidos em suspensão conforme a capacidade do filtro e
permite a passagem da fase líquida (GIORDANO, 2004).
A filtração Consiste na remoção de partículas suspensas e coloidais e de
microorganismos presentes na água que escoa através de um meio poroso. Em geral, a
filtração é o processo final de remoção de impurezas realizado em uma estação de tratamento
de água e, portanto, principal responsável pela produção de água com qualidade condizente
com o padrão de potabilidade (DI BERNARDO, 2005).
Segundo GOMIDE (1980), as aplicações da filtração são bastante numerosas,
podendo-se citar desde a separação de pequenas quantidades de materiais em laboratórios de
química, até a separação de grandes quantidades de material como na mineração e no
tratamento de água e efluentes.
A retenção de impurezas é considerada o resultado de dois mecanismos distintos,
porém complementares: transporte e aderência. Em primeiro lugar, as partículas devem se
aproximar das superfícies dos grãos e, posteriormente, permanecer aderidas a estes, de modo
a resistir a forças de cisalhamento resultantes das características hidrodinâmicas do
escoamento ao longo do meio filtrante (DI BERNARDO, 2003).
Durante o processo de filtração ocorre um fenômeno físico denominado “colmatação”,
apresentado como um decaimento de fluxo do permeado ao longo do tempo de filtrado. Isto
ocorre devido à formação de uma camada de sólidos na superfície do filtro podendo obstruir
os poros e reduzir sua capacidade de filtração (SONDHI e BHAVE, 2001).
A eficiência da filtração está relacionada às características da suspensão (tipo,
tamanho e massa específica das partículas, resistência das partículas retidas às forças de
cisalhamento, temperatura da água, concentração de partículas, potencial zeta, pH de água,
etc.); do meio filtrante (tipo do material granular, tamanho efetivo, tamanho do maior e do
menor grão, coeficiente de desuniformidade, massa específica do material granular e
espessura da camada filtrante); e às características hidráulicas (taxa de filtração, carga
hidráulica disponível, método de controle da taxa e do nível de água nos filtros) (DI
BERNARDO, 2005).
2.4.3 O processo de coagulação no tratamento de efluentes industriais
A eficiência da filtração depende, fundamentalmente, do tamanho e da resistência dos
flocos formados nos processos que a precedem, muitas vezes sendo utilizados coadjuvantes de
21
filtração, os quais aumentam a resistência do floco e a eficiência do filtro (MANCUSO,
2003).
A equalização dos efluentes líquidos é uma das operações básicas com a finalidade de
uniformizar vazões e características dos efluentes, levando a uma autoneutralização (LIMA,
2001).
As partículas coloidais que conferem turbidez e cor, principalmente em águas naturais,
são carregadas com íons negativos. A desestabilização por meio da adição de produtos
químicos adequados na água provoca a aglomeração das partículas para posterior remoção por
meio de sedimentação, flotação ou filtração (CARDOSO, 2003).
Coagulação é o processo de neutralização das cargas negativas das partículas, o que
possibilita que as mesmas se aproximem umas das outras, promovendo sua aglomeração,
formando, com isso, flocos, que tendem a sedimentar ou flotar, dependendo de seu tamanho e
de sua densidade (MATOS et al., 2007).
A coagulação é um procedimento que está intimamente ligado ao processo de
neutralização, porque consiste em aproximar as partículas (aglutinação), possibilitando que
estas se tornem maiores e sedimentem mais rapidamente (KURITA, 2007).
Muitos fatores influenciam a coagulação, entre os quais se destacam a espécie e a
quantidade de coagulante, o tempo de mistura e floculação e o pH do efluente. Há pelo menos
uma zona de pH em qualquer efluente considerado, no qual a boa floculação ocorre no tempo
mais curto com uma determinada dose de coagulante, ou então em um determinado tempo
com a mínima dose de coagulante. A coagulação, sempre que possível, deve ser realizada
dentro dessa zona ótima. Em consequência disto, alguns efluentes necessitam de certos ajustes
de pH, de maneira a tornar a coagulação econômica e eficiente. Porém, o fator que mais
influencia do tempo requerido para a boa formação de floco é a quantidade de coagulante (A.
W. W. A., 1964).
O processo de coagulação tem como principal objetivo neutralizar as cargas elétricas
das partículas em suspensão, normalmente negativas, por meio da adição de compostos
químicos com cargas negativas, como sais de ferro, sais de alumínio e polímeros,
proporcionando a formação de flocos densos em condições de decantar (NALCO, 1988;
SANTOS FILHO, 1976; OENNING JR, 2006).
Os coagulantes mais utilizados nas últimas décadas têm sido os sais de ferro e
alumínio e recentemente o cloreto de polialumínio. A definição do tipo de coagulante deve
levar em consideração a eficiência, o custo global dos produtos químicos envolvidos
22
(auxiliares de coagulação, floculantes) e o volume e características de lodo gerado (LIBÂNIO
et al., 1999).
Para se ter uma boa coagulação, deve-se determinar o pH adequado, que é chamado de
pH ótimo, no qual este processo ocorre no menor tempo possível e com uma dosagem mínima
de coagulante (AZEVEDO NETTO, 1970).
2.5 Legislação vigente para padrões de emissão de efluentes
A legislação é a primeira condicionante para um projeto de uma estação de tratamento
de efluentes industriais, sendo importante ressaltar que as diferenças das legislações muitas
vezes inviabilizam a cópia de uma estação de tratamento de um estado para outro. Uma
estação de tratamento de efluentes industriais (ETEI) pode ser suficiente para atender à
legislação de um estado, mas não atender a todos os limites estabelecidos por outro Estado
(GIORDANO, 2004).
Para o Brasil, a Resolução CONAMA nº 430 de 2011 Dispõe sobre as condições e
padrões de lançamento de efluentes, complementa e altera a Resolução nº 357, de 17 de
março de 2005, do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA.
Para o Estado do Rio Grande do Sul, a Resolução CONSEMA nº 128 de 2006 dispõe
sobre a fixação de Padrões de Emissão de Efluentes Líquidos para fontes de emissão que
lancem seus efluentes em águas superficiais no Estado do Rio Grande do Sul.
Portanto, a Tabela 1 apresenta os valores máximos permitidos pela licença de
operação, em concordância com a resolução CONSEMA nº 128 de 2006 e a resolução
CONAMA nº 430 de 2011 para os parâmetros físico-químicos analisados neste estudo para a
emissão do efluente gerado pela indústria, conforme licença de operação da mesma.
23
Tabela 1 Limites máximos de emissão dos parâmetros analisados conforme LO da
indústria
Parâmetro Limite de emissão
DQO (mg/L) 400
DBO5 (mg/L) 180
pH 6 a 9
Sólidos Sedimentáveis (mg/L) 1
Sólidos Suspensos (mg/L) 180
Óleos e Graxas (mg/L) 30
Nitrogênio (mg/L) 20
Fósforo (mg/L) 4
Surfactantes Sem espumas
24
3 MATERIAIS E MÉTODOS
A seguir são abordados o processo de geração do resíduo líquido e os métodos
utilizados para coleta e análise do material em laboratório. Os ensaios realizados seguem os
procedimentos propostos nas normas técnicas as quais são citadas junto com a descrição das
análises executadas.
3.1 Local de estudo
O local de coleta das amostras para análise foi na Estação de Tratamento de Efluentes
de uma indústria de alimentos, localizada na região de Erechim – RS.
Fonte: Editora São Cristovão, 2012.
Figura 1 Localização do município.
3.1.1 Caracterização do efluente
O efluente em estudo é proveniente do processo produtivo de uma indústria de pães e
salgados. Assim, apresenta uma elevada carga orgânica, onde predominam carboidratos
gorduras, farinha de trigo e de milho, e restos de carne de gado e de frango, oriundos da
25
lavagem diária das formas destinadas à produção, do interior das máquinas, dos equipamentos
utilizados e do piso da indústria. A presença destes compostos faz com que o efluente possua
elevada carga de DQO, DBO e óleos e graxas, bem como a presença de sólidos e nutrientes
como fósforo e nitrogênio.
É importante destacar que a produção da indústria não ocorre de maneira programada
definitivamente, podendo ser observadas situações distintas em relação a composição do
efluente gerado, o que faz variar, além das características já citadas, o parâmetro de turbidez.
3.1.2 Caracterização da ETE
O tempo de atividade da ETE é de 8 horas por dia, sendo que seu fluxo não é
constante. Tendo em vista uma média diária de 8m³ a 12m³ de vazão de efluente, foi projetado
que, após uma jornada de seis dias úteis, são obtidos no máximo, 72m³ tratados. Para tanto,
foi constatado que os maiores volumes de vazão ocorrem nas sextas-feiras, devido às lavagens
nos equipamentos, no piso da indústria e a geral. Isso faz com que este período da semana seja
o ponto mais crítico da situação do efluente a ser tratado e, ainda, o pico de vazão semanal.
Por estes motivos, as análises realizadas para o acompanhamento da qualidade do
efluente lançado para o meio ambiente e utilizado para os objetivos deste estudo, foram feitas
com amostras nestas condições, considerando serem as piores situações possíveis, exigindo
uma real eficiência de tratamento para qualquer dia de atividade da indústria.
A estação de tratamento de efluentes em questão é composta por uma peneira na
entrada, um tanque de entrada destinado para decantação com capacidade de 5000 litros
seguido de um tanque destinado para a ação do composto oxidativo com capacidade de 500
litros, quatro filtros de areia de quartzo, um tanque equalizador com capacidade de 3000 litros
seguido de outros dois filtros de areia de quartzo e, por fim, dois tanques destinados como
leitos de secagem de volume igual a 500 litros cada. As dimensões citadas foram obtidas junto
ao projeto da ETE.
3.1.3 Procedimentos
Na apresentada ETE, o tratamento do efluente ocorre em cinco etapas: peneiramento,
decantação, oxidação, filtração e equalização do pH e coagulação.
26
A figura 2 apresenta o fluxograma representativo do sistema de tratamento de
efluentes estudado.
Figura 2 Fluxograma representativo do sistema de tratamento de efluentes.
3.1.3.1 Peneiramento
A primeira etapa do tratamento do efluente bruto gerado na indústria consiste em um
peneiramento, onde as partículas sólidas mais grosseiras ficam retidas em um sistema de
cascata. O material grosseiro retido por este equipamento é constituído de gordura, farinha de
trigo, farinha de milho, pedaços de carnes de gado e frango.
Nesta etapa, o efluente percola pelas aletas de separação e resíduos sólidos são
separados e acondicionadas em recipientes propícios para, por fim, serem destinados a um
aterro sanitário.
A peneira estática instalada possui abertura de malha de 1 mm para retenção dos
sólidos grosseiros maiores que este tamanho, tendo capacidade de reter aproximadamente 10
kg de material até que a sua limpeza seja necessária.
As dimensões do equipamento são 0,6 metro de largura e 0,5 metro de altura. Assim, é
possível conhecer a taxa de aplicação superficial do equipamento, utilizando a fórmula
matemática a seguir.
27
𝐼 = 𝑄/A
Sendo,
I = taxa de aplicação superficial;
Q = vazão;
A = área do equipamento.
Portanto, sabendo que o tempo de atividade diário da ETE é de 8 horas, para a vazão
mínima de 8 m³/dia, tem-se uma taxa de aplicação de 3,33 m³/h.m². Ainda, para a vazão
máxima de 12 m³/dia, tem-se uma taxa de aplicação de 5 m³/h.m².
3.1.3.2 Decantação
Após a passagem pela fase de peneiramento, o efluente é armazenado em um tanque
de entrada com capacidade de 5000 litros, onde é transferido sem pressão de equipamentos
para um processo de decantação, sendo que o tempo de detenção hidráulica (TDH) é de 1
hora, em média, variando conforme a demanda de produção da indústria. Este valor foi obtido
a partir de análise do operador da ETE, sabendo-se que o valor calculado não representa a real
situação, devido ao fato deste tanque estar diretamente ligado com o tanque da próxima etapa
de tratamento.
Nesta etapa, o efluente permanece em repouso para que, conforme a densidade de seus
componentes, parte de sua composição sólida se deposite no fundo do tanque, enquanto outra
parte permaneça flutuando. Com a atuação de um operador na estação, a parte sobrenadante é
removida diariamente e destinado para aterro sanitário, juntamente com os resíduos coletados
no peneiramento.
A remoção da carga de lodo acumulada no fundo do tanque de entrada é removida
com uma periodicidade de 45 dias, por meio de ação de uma empresa desentupidora sanitária,
a qual coleta e destina este resíduo de forma adequada.
O resultado obtido no cálculo do TDH da ETE, calculado pela fórmula matemática a
seguir, não corresponde com o que ocorre na prática.
28
𝑇𝐷𝐻 = 𝑉/𝑄
Sendo,
TDH = tempo de detenção hidráulica;
V = volume do tanque decantador;
Q = vazão.
Para a vazão mínima de 8 m³ por dia, o TDH resultante é de 5 horas. Para a vazão
máxima de 12 m³ por dia, o TDH resultante é de 3,33 horas.
3.1.3.3 Oxidação
Após a decantação, a próxima etapa inicia-se quando o efluente atinge o nível
manométrico necessário para percolar sem pressão para o tanque onde ocorre o processo de
oxidação.
O produto utilizado para a oxidação do efluente é o dicloroisocianurato de sódio a
65% de concentração, na forma de pastilhas solúveis. Este é dosado semanalmente em uma
quantidade de 1 kg no tanque destinado à oxidação da ETE, onde fica em contato com o
efluente constantemente. O cloro promove o rompimento das estruturas orgânicas de lipídios
e proteínas presentes no efluente, formando assim estruturas menos solúveis em água.
A presente técnica de tratamento busca também, através de reações de oxidação por
cloração, interromper o crescimento microbiológico no efluente, levando à não ploriferação
de microorganismos do sistema e, consequentemente, à pouca ou nenhuma diminuição do pH
de entrada no decorrer do percurso de tratamento. Sem a presença de microorganismos no
efluente, o consumo de oxigênio do meio se fará menor. Desta forma, busca-se a redução de
custos operacionais nesta etapa do processo.
O tempo médio de contato do cloro com o efluente no tanque destinado para a
oxidação é de 45 minutos. É importante destacar que este tempo varia conforme a necessidade
de produção da industria, variando, consequentemente a vazão da ETE, e ainda, que o
oxidante segue agindo nas etapas seguintes do tratamento.
A concentração de cloro é verificada diariamente pela própria indústria para que não
ultrapasse 1,0 ppm no efluente de saída da ETE, visando a otimização do uso do produto e
gerando menos impacto nocivo à saúde e ao meio ambiente.
29
3.1.3.4 Filtração
A ETE possui seis filtros de areia quartzo instalados, sendo a utilização baseada no
funcionamento de dois para a etapa de filtração primária, dois para a etapa de filtração
secundária e dois reservas, utilizados em casos extremos ou imprevistos, para primeira fase de
filtração. Conforme dados do fabricante, cada filtro possui uma taxa hidráulica de filtração de
2m³/h, sendo que a altura do leito é de 50 cm.
A filtração ocorre na terceira (filtração primária) e última (filtração secundária) etapas
do sistema em questão. Através de uma eletro bóia com motor acoplado, o efluente é forçado
a percolar por um estagio de filtração, sendo submetido a dois filtros contendo areia de
quartzo, que têm a finalidade de realizar a filtração de partículas superiores a 500µm, sendo
este o tamanho dos grãos presentes no interior dos filtros.
O mesmo tempo de trabalho é realizado pelos filtros instalados na saída da ETE, os
quais tem a função de filtração secundária, garantindo um resultado ainda mais efetivo ao
efluente emitido pela indústria.
O tempo médio de trabalho dos filtros até que ocorra a saturação dos mesmos é de 3
horas, sendo necessário, após isto, a realização do processo de retrolavagem. Assim, o
material retido por estes processos é transferido para dois tanques destinados como leitos de
secagem dispostos na ETE, onde o lodo é novamente filtrado por areia comum de construção
e pedra britada e, após, removido e encaminhado a um aterro sanitário, no mesmo padrão de
procedimento das primeiras etapas do tratamento. Ainda, a fração líquida restante após a
filtração no leito de secagem, retorna para o tanque destinado para decantação.
O volume de lodo médio removido diariamente dos tanques destinados como leito de
secagem é de 5 litros. A saturação dos leitos de secagem ocorre após 45 dias de trabalho da
ETE, sendo necessário, após isto, a renovação da areia e, por opção, da pedra britada, material
que compõe o leito.
A retrolavagem dos filtros é essencial para que não ocorra a saturação dos meios
filtrantes com consequente passagem de carga poluidora para as etapas seguintes às filtrações,
o que acarreta em uma alteração prejudicial no sistema, podendo, além de alterar os valores de
concentração de poluentes na emissão final do efluente, danificar equipamentos que compõem
a ETE. A retrolavagem do sistema é feita com o efluente contido no tanque de decantação.
30
3.1.3.5 Equalização e coagulação
A penúltima fase do presente tratamento antes da liberação do efluente para a última
filtragem consiste na equalização. O tanque de equalização possui um pHmetro digital e um
agitador mecânico constante. A correção do pH é feita pela dosagem de hidróxido de sódio
líquido a 50% de concentração, até que o efluente atinja um valor de 8,5, este equipamento
que é acionado quando o pH do sistema está abaixo de 6,0. Nas medições e histórico de
emissões, nunca foi constatado pH de entrada superior a 8,0.
O pHmetro digital é calibrado semanalmente, garantindo assim um valor mais
próximo da realidade possível e a dosagem correta de soda cáustica para que não ocorram
desperdícios e danos ambientais.
A dosagem do agente coagulante Policloreto de Alumínio (PAC) auxilia a segunda
etapa de filtração do efluente, sendo sua dosagem realizada a partir do acionamento da bomba
dosadora referente, em uma média de 0,32 L/h. A media da dosagem do coagulante foi
estimada a partir do consumo médio mensal do produto químico pela ETE.
Portanto, no presente tratamento apresentado, o efluente sofre ação deste reagente
antes de passar pela etapa de filtração secundária e ser liberado, juntamente com a dosagem
do agente corretor de pH.
Ainda, com os dados conhecidos e com a densidade do PAC informada pelo fabricante
sendo 1,250 g/cm³, em uma concentração de 12%, é possível calcular a massa de PAC
adicionada diariamente para as vazões mínima e máxima.
𝜌 ∗ 𝐶 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑎𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑑𝑎
Sendo,
ρ = massa específica do PAC;
C = concentração do PAC.
Desta forma, para os dados de densidade e concentração, juntamente com a dosagem
média, tem-se que, para a vazão mínima diária de 8 m³, 1200 gramas de coagulante são
utilizados e, para a vazão máxima diária de 12 m³, 1800 gramas.
31
3.1.4 Elementos utilizados no sistema
3.1.4.1 Produtos químicos
a) Dicloroisocianurato de sódio a 65%;
b) Hidróxido de Sódio a 50%.
c) Policloreto de Alumínio a 12%.
3.1.4.2 Equipamentos
a) Duas bombas de sucção (Schneider, 0,55 cv), instaladas nos tanques de entrada e
equalizador;
b) Seis filtros de areia de quartzo 500µm;
c) pHmetro digital DosaTronic pH 1200 – Provitec;
d) Agitador;
e) Bomba dosadora de NaOH (Vibropac);
f) Bomba dosadora Policloreto de Alumínico (Vibropac).
3.2 Análises de eficiência da ETE
As análises realizadas para informações das propriedades do efluente lançado foram
determinadas a partir da três coletas de amostras do efluente, em quatro pontos distintos da
ETE, nos dias 26 de abril (amostra 1), 3 de maio (amostra 2) e 10 de maio de 2013 (amostra
3), às 15 horas no ponto critico da geração do efluente, no volume de 5 litros cada uma,
acondicionadas devidamente para transporte e conservação de suas propriedades. Por fim,
encaminhadas imediatamente ao Laboratórios de Efluentes e Química Ambiental, da
Universidade de Passo Fundo – Campus de Passo Fundo, RS, onde a metodologia utilizada
foi Standart Methods for the Examination of Water and Wastewater 20 ed./1998 – AWWA /
APHA / WEF e ABNT.
32
3.2.1 Pontos de coleta das amostras
As coletas das amostras de efluente para as análises laboratoriais propostas foram
realizadas em quatro pontos distintos da ETE, descritos a seguir.
a) Ponto 1: no tanque de decantação;
b) Ponto 2: no tanque de oxidação;
c) Ponto 3: após a etapa de filtração primária, antes que o efluente fosse depositado no
tanque destinado para equalização e coagulação;
d) Ponto 4: na saída da ETE.
A representação dos pontos de coleta das amostras na ETE é feita na Figura 3, a seguir
Figura 3 Representação dos pontos de coleta das amostras na ETE.
3.3 Parâmetros analisados
Os parâmetros observados através de análises laboratoriais do presente estudo são
explanados a seguir, sendo estes escolhidos para verificar a eficácia do sistema de tratamento
proposto em relação às exigências da legislação vigente.
Os demais parâmetros exigidos conforme as resoluções CONSEMA nº 128 de 2006 e
CONAMA nº 430 de 2011 não constaram no presente estudo pelo fato de tempo hábil para a
realização das análises laboratoriais.
33
3.3.1 DQO
Demanda química de oxigênio, DQO, é um parâmetro que diz respeito à quantidade de
oxigênio consumido por materiais e por substâncias orgânicas e minerais, que se oxidam sob
condições definidas. (ZUCCARI et. al., 2005).
Diante da grande concentração deste parâmetro presente no efluente em estudo, foi um
dos parãmetros escolhidos para análise de verificação da eficácia do tratamento proposto.
3.3.2 Sólidos Suspensos
Por definição, os sólidos suspensos são todos os flutuantes presentes no efluente com
diâmetro de partícula inferior a 0,45µm. Dada a caracterização do efluente em estudo, este
parâmetro compõe o conjunto de dados a serem obtidos a partir das análises laboratoriais
propostas.
3.3.3 Óleos e Graxas
Óleos e Graxas é um parâmetro analisado que tem como fontes ácidos graxos,
gorduras animais, sabões, graxas, óleos vegetais, ceras, óleos minerais, entre outros. Se este
não possui uma concentração aceitável para o ambiente em que se encontra, pode dificultar as
trocas gasosas entre a água e o ar especialmente a de oxigênio, trazendo problemas de estética
e relacionados com o meio ambiente.
Sabendo-se dos processos industriais geradores do efluente em estudo, foi listado
como interesse.
3.3.4 pH
O parâmetro que confere característica ácida ou alcalina ao efluente é denominada pH.
Com um baixo valor de pH, um aumento de velocidade de oxidação pode ser verificado em
processos de tratamento de água e efluentes.
34
3.3.5 Turbidez
Turbidez é o parâmetro físico presente na água determinado a partir da quantificação
da resistência encontrada pela luz ao passar pelo meio em análise. Segundo FRANCO (2009),
valores de turbidez acima do aceitável podem prejudicar a etapa de desinfecção, pois
partículas suspensas conferem proteção a microorganismos diversos, tornando-os resistentes a
compostos como o cloro, além de deixar a água com um aspecto turvo, tornando-a
esteticamente indesejável.
3.3.6 Nitrogênio
Segundo PIVELI (2000), compostos de nitrogênio macronutrientes pois, depois do
carbono, o nitrogênio é o elemento exigido em maior quantidade pelas células vivas. Quando
descarregados nas águas naturais conjuntamente com o fósforo e outros nutrientes presentes
nos despejos, provocam o enriquecimento do meio tornando-o mais fértil e possibilitam o
crescimento em maior extensão dos seres vivos que os utilizam, especialmente as algas, o que
é chamado de eutrofização. Quando as descargas de nutrientes são muito fortes, dá-se o
florescimento muito intenso de gêneros que predominam em cada situação em particular. Este
crescimento exagerado de populações de algas podem trazer prejuízos aos usos que se possam
fazer dessas águas, prejudicando seriamente o abastecimento público ou causando poluição
por morte e decomposição.
Assim, a análise deste parâmetro se faz necessária diante do efluente em estudo, para
quantificar o descarte do mesmo após o tratamento proposto.
3.3.7 Fósforo
Assim como o nitrogênio, o fósforo constitui-se em um dos principais nutrientes para
os processos biológicos, ou seja, é um dos chamados macro-nutrientes, por ser exigido
também em grandes quantidades pelas células (PIVELI, 2000).
Desta maneira, considerou-se importante a análise deste parâmetro para o efluente em
estudo, para quantificar o descarte do mesmo após o tratamento proposto.
35
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1 Eficiência de tratamento
Os resultados das análises laboratoriais podem ser observados através das tabelas de
resultados e dos gráficos que seguem para as amostras coletadas. Nos gráficos, a cor azul
representa a eficiência em cada etapa, e a cor laranja representa a eficiência em relação ao
efluente bruto. Assim, pode-se analisar as eficiências do tratamento de efluentes
implementado na indústria em cada ponto do sistema, tanto em relação à sequência das etapas
do tratamento quanto do efluente bruto (ponto 1) em relação ao tratado (ponto 4).
As tabelas com os cálculos das eficiências por etapa de tratamento podem sem
observadas no material em anexo, para os quais foi utilizada a fórmula matemática a seguir.
𝐸 = (100 − 𝐶 ∗100
Co)/100
Sendo:
E = Eficiência;
C = Concentração no ponto da etapa analisada;
Co = Concentração no ponto da etapa anterior à analisada (efluente bruto; efluente tratado até
a etapa anterior).
4.1.1 Amostra 1
O Tabela 2 apresenta os valores dos parâmetros analisados para cada ponto de coleta
analisado da amostra 1.
Tabela 2 Valores observados para os parâmetros analisados em cada ponto de coleta para a
amostra 1.
AM 1 DQO
(mg/L)
PH S. Susp.
(mg/L)
O. & G.
(mg/L)
Turbidez
(NTU)
N
(mg/L)
P
(mg/L)
Ponto 1 3391 4,3 160 25,6 438 15,4 3,6
Ponto 2 2533 5,3 140 40,6 522 12,6 2,8
Ponto 3 702 5,0 60 22,4 155 9,1 2,0
Ponto 4 346 4,7 40 21,2 161 8,4 1,8
Nota-se que a amostra possui, no ponto 1, valores iniciais fora dos padrões de emissão
estabelecidos na licença de operação da indústria para os parâmetros de DQO e pH.
36
Diante dos resultados obtidos, é possível constatar uma eficiência de 89,79% de
remoção de DQO do ponto 1 ao ponto 4. Sabe-se que a dosagem de cloro é realizada no ponto
2, onde o efluente entra em contato com o agente oxidante e permanece reagindo até o ponto
4, em condições normais do sistema. Portanto, no estágio de cloração, inicia-se o processo de
degradação de matéria orgânica, ou seja, ocorre a diminuição da demanda necessária para
degradar a matéria orgânica presente no meio, afetando diretamente a DQO, que nos estágios
seguintes segue tendo sua concentração reduzida, pelos processos de coagulação e filtração
até que atinja, neste caso, o valor de 346 mg/L.
O Gráfico 1 apresenta a eficiência de remoção de DQO na amostra 1.
Gráfico 1 Eficiência de remoção de DQO na amostra 1.
A oxidação atua diretamente também nos parâmetros de nitrogênio total e fósforo
total, os quais apresentam uma remoção de 45,45% e 49,72%, respectivamente. A redução
dos valores destes parâmetros está associada também à filtração, onde ambos apresentam o
maior percentual de redução, de maneira que o cloro oxida os compostos orgânicos e o
coagulante os transforma em flocos capazes de serem retidos pelos filtros antes do efluente
ser encaminhado para o ponto 4. No efluente tratado os valores foram de 8,4 mg/L para o
nitrogênio total e 1,8 mg/L para o fósforo total.
37
Os Gráficos 2 e 3 apresentam as eficiência de remoção de nitrogênio total e fósforo
total na amostra 1, respectivamente.
Gráfico 2 Eficiência de remoção de nitrogênio total na amostra 1.
38
Gráfico 3 Eficiência de remoção de fósforo total na amostra 1.
O parâmetro Óleos e Graxas apresentou um valor maior no ponto 2 do que no ponto 1,
o que pode ser explicado por uma maior quantidade de água direcionada à ETE no instante da
coleta da amostra, antes que isto afetasse o tanque de oxidação. Ainda assim, é possível
analisar que grande parte da remoção deste parâmetro está interligada ao estágio primário de
filtração, juntamente com a cloração, onde se observa uma concentração de 22,4 mg/L,
representando uma remoção de 44,83%. Na liberação do efluente tratado, observa-se um valor
de 21,2 mg/L. Diferente que relatado por METACALF & EDDY (2003) e NUNES (2004), o
processo físico-químico de coagulação não foi eficiente para a remoção de óleos e graxas.
O Gráfico 4 apresenta a eficiência de remoção de óleos e graxas na amostra 1.
39
Gráfico 4 Eficiência de remoção de óleos e graxas na amostra 1.
A concentração inicial observada para o parâmetro de sólidos suspensos foi de 160
mg/L. A redução deste parâmetro foi observada principalmente após as etapas onde o efluente
percola pelos estágios de filtração, onde, no ponto 3, a remoção foi de 62,5% e, no ponto 4, de
75% em relação ao ponto 1, podendo-se observar um valor de descarte de 40 mg/L, abaixo do
requerido pela legislação.
O Gráfico 5 apresenta a eficiência de remoção de sólidos suspensos na amostra 1.
40
Gráfico 5 Eficiência de remoção de sólidos suspensos na amostra 1.
A turbidez observada apresenta valores elevados nos dois primeiros estágios do
tratamento. Após a filtração primária, ocorre uma redução de mais de 70% deste parâmetro
em relação ao estágio anterior, apresentando um valor de 155 NTU. Após isto, o valor obtido
no ponto 4 é de 161 NTU. Isto é justificado pelo fato de que quando o efluente é depositado
no tanque de equalização, poderia haver uma concentração de lodo acumulada decorrente do
fato de que não há circulação constante no sistema, ocorrendo a decantação de material
particulado não retido pela filtração primária no presente tanque. Observa-se a clarificação do
efluente no decorrer do tratamento, com destaque de eficiência para as etapas de filtração.
O Gráfico 6 apresenta a eficiência de remoção de turbidez na amostra 1.
41
Gráfico 6 Eficiência de remoção de turbidez na amostra 1.
Os valores de pH não apresentaram modificações drásticas do ponto 1 ao ponto 4,
inclusive se apresentando mais ácido do que no efluente do primeiro ponto de tratamento,
representando uma variação de 9,3% com um valor de 4,7 no momento de descarte do
efluente, estando abaixo do valor estabelecido na legislação vigente, por descontrole no
processo de coagulação, o que acidifica o meio consideravelmente, e ou baixa dosagem de
NaOH. O valor inicial observado é baixo, decorrente da composição do efluente, que depende
da demanda de produção.
É importante destacar que os parâmetros de sólidos suspensos, nitrogênio total e
fósforo total no ponto 1 já apresentaram valores abaixo das exigências da legislação vigente,
mesmo assim, estes passaram por processos de melhoramento.
4.1.2 Amostra 2
A Tabela 3 apresenta os valores dos parâmetros analisados para cada ponto de coleta
analisado da amostra 2.
42
Tabela 3 Valores observados para os parâmetros analisados em cada ponto de coleta para a
amostra 2.
AM 2 DQO
(mg/L)
pH S. Susp.
(mg/L)
O. & G.
(mg/L)
Turbidez
(NTU)
N
(mg/L)
P
(mg/L)
Ponto 1 5678 3,3 219 58 862 12,6 6,42
Ponto 2 5814 4,5 211 32 723 12,6 5,25
Ponto 3 4176 3,9 155 34 607 7,7 4,44
Ponto 4 3701 3,4 139 38 718 9,1 4,47
Os parâmetros físico-químicos observados da segunda amostragem realizada não estão
de acordo com um resultado esperado. A provável razão deste acontecimento é o fato de que
na data definida para a coleta, as eletro bóias responsáveis pelo acionamento das bombas de
sucção não estavam reguladas devidamente, sendo um imprevisto no presente tratamento
desempenhado pela estação e causando a não circulação do efluente pelas etapas necessárias,
caracterizando uma situação anormal do sistema. A causa do incidente é de natureza
desconhecida.
Desta forma, a coleta realizada nos quatro pontos foi após a indução forçada do
funcionamento do sistema, para que houvesse a percolação momentânea do ponto 3 ao ponto
4, podendo-se, assim, obter a amostra de efluente conduzido à saída do sistema.
Porém, valores diferentes das demais amostras analisadas foram constatados. Isto é
explicado, além da falha momentânea do sistema, pelo fato de que a produção de alimentos
varia conforme o requerimento de encomendas dos produtos, favorecendo a oscilação das
situações que caracterizam o efluente. Ou seja, a composição do efluente não é constante.
Mesmo não atingindo as exigências previstas em legislação e, fora das condições
ideais para tratamento, pode-se observar uma melhoria de quase todos os parâmetros. Isto se
deve ao fato de que os processos de coagulação e filtração conseguiram auxiliar no processo
de tratamento como nas demais amostras analisadas.
Diante desta situação, os resultados apresentados para a segunda análise não podem
ser utilizados como parâmetro para verificar-se a eficiência do tratamento de efluentes
proposto e, portanto, sua análise foi dispensada.
4.1.3 Amostra 3
A Tabela 4 apresenta os valores dos parâmetros analisados para cada ponto de coleta
analisado da amostra 3.
43
Tabela 4 Valores observados para os parâmetros analisados em cada ponto de coleta para a
amostra 3.
AM 3 DQO
(mg/L)
pH S. Susp.
(mg/L)
O. & G.
(mg/L)
Turbidez
(NTU)
N
(mg/L)
P
(mg/L)
Ponto 1 2587 4,8 180 22 515 5,6 3,7
Ponto 2 1766 5,1 100 50 691 4,2 3,3
Ponto 3 678 3,9 74 20 394 4,2 2,6
Ponto 4 380 5,2 60 28 377 4,9 2,4
Nota-se que para a amostra 3 no ponto 1, os valores iniciais de concentração estão fora
dos padrões de emissão estabelecidos pela licença de operação da indústria para os parâmetros
de DQO e pH. Os sólidos suspensos estavam com valor de concentração no limite máximo
permitido.
Diante dos resultados obtidos, é possível constatar uma eficiência de 85,31% de
remoção de DQO do efluente do ponto 1 ao ponto 4. A porcentagem de redução deste
parâmetro em cada etapa de tratamento se assemelha à da primeira amostra. Portanto, a
degradação de matéria orgânica inicia-se no processo de cloração, e nos estágios seguintes
segue tendo sua concentração reduzida, pelos processos de coagulação e filtração até chegar a
uma concentração de 380 mg/L.
O Gráfico 7 apresenta a eficiência de remoção de DQO na amostra 3.
Gráfico 7 Eficiência de remoção de DQO na amostra 3.
44
A concentração inicial de nitrogênio total já está enquadrada na legislação, possuindo
um valor de 5,6 mg/L. Porém, ao comparar-se as concentrações no tanque de equalização e na
saída, observa-se uma elevação 0,7 mg/L. Isto pode ser explicado pelo possível acúmulo de
lodo no tanque do ponto 3, que pode ser decorrente da saturação dos filtros ou da não
circulação do efluente, dado que o sistema não possui fluxo constante. Ainda assim, com uma
concentração final de 4,9 mg/L, este parâmetro está dentro do limite de emissão previsto.
O Gráfico 8 apresenta eficiência de remoção de nitrogênio total na amostra 3.
Gráfico 8 Eficiência de remoção de nitrogênio total na amostra 3.
A concentração de fósforo total na saída da ETE está dentro do exigido por lei,
possuindo um valor de 2,4 mg/L, observando-se uma eficiência de 35,14%. Percebe-se que a
maior eficiência, neste caso, ocorre do ponto 2 para o ponto 3, com uma redução de 19,63%,
por ação da oxidação e filtração primária, o que representa que a oxidação e a filtração
primária são fundamentais para o controle deste parâmetro.
O Gráfico 9 apresenta Eficiência de remoção de fósforo total na amostra 3.
45
Gráfico 9 Eficiência de remoção de fósforo total na amostra 3.
Ao observar-se os resultados obtidos para o parâmetro Óleos e Graxas, verifica-se um
valor maior no ponto 2 do que no ponto 1, assim como para a amostragem 1. Assim, uma
maior quantidade de água direcionada à ETE no instante da coleta da amostra, antes que isto
afetasse o tanque de oxidação. Ainda, uma elevação da concentração do ponto 3 ao ponto 4,
que, se pode ser a representação de um acúmulo de material no fundo do tanque da etapa de
equalização. Por fim, é possível analisar que grande parte da remoção deste parâmetro está
relacionada ao estágio primário de filtração, juntamente com a cloração. O valor da
concentração final obtido foi de 28 mg/L.
O Gráfico 10 apresenta eficiência de remoção de óleos e graxas na amostra 3.
46
Gráfico 10 Eficiência de remoção de óleos e graxas na amostra 3.
A concentração inicial observada para sólidos suspensos foi de 180 mg/L. O sistema
mostrou-se eficiente para a redução da concentração deste parâmetro, sendo observada uma
eficiência de 66,67% do primeiro ponto de coleta em relação ao último, onde apresentou uma
concentração de 60 mg/L.
O Gráfico 11 apresenta a eficiência de remoção de sólidos suspensos na amostra 3.
47
Gráfico 11 Eficiência de remoção de sólidos suspensos na amostra 3.
A turbidez observada apresenta uma elevação de 34,17% de seu valor do primeiro para
o segundo ponto de coleta da amostra, que tem valor de 691 NTU. Isto significa que o tanque
destinado para oxidação conteve uma carga de lodo acumulada no fundo, decorrente,
provavelmente, de uma estagnação do efluente no instante da coleta, dado que o sistema não
possui fluxo contínuo. Ainda assim, após a filtração primária, ocorre uma redução de mais de
42,98% deste valor em relação ao estágio anterior, apresentando um valor de 394 NTU. Após
isto, o valor obtido no ponto 4 é de 377 NTU, sendo levemente menor. Portanto, há
clarificação do efluente durante os estágios de tratamento. Porém, o efluente apresenta uma
característica turva, decorrente da composição do efluente gerado pela indústria no momento
da coleta.
O Gráfico 12 apresenta a eficiência de remoção de turbidez na amostra 3.
48
Gráfico 12 Eficiência de remoção de turbidez na amostra 3.
Houve uma variação de valores de pH para esta amostra. Percebe-se que do ponto 1
para o ponto 3, o valor decai 18,75%. Isto pode ser explicado pela ocorrência de hidrólise da
gordura ou até mesmo de carboidratos presentes no efluente e pela composição do mesmo,
que depende da demanda de produção. É importante destacar que a equalização começa a
ocorrer somente após o lançamento do efluente para o tanque contido no ponto 3. A partir
deste ponto até a saída, observa-se uma elevação de 33,33% do valor do pH, que então é de
5,2, mas que ainda não é o suficiente para estar de acordo com o requerimento da legislação.
Neste caso, também não se controlou a dosagem do coagulante, sendo que o mesmo pode
acidificar o meio e alterar o valor do pH.
É importante destacar que os parâmetros de sólidos suspensos, nitrogênio total e
fósforo total no ponto 1 já apresentaram valores enquadrados nas exigências da legislação
vigente, sendo que ainda assim, estes passaram por processos de melhoramento.
4.2 Comparação com a legislação
Diante dos resultados obtidos, a Tabela 5 apresenta a comparação dos parâmetros do
efluente na saída da ETE com a exigência da licença de operação da indústria.
49
Tabela 5 Comparação dos parâmetros do efluente de saída da ETE com a LO da indústria.
Parâmetro AM 1 AM 3 LO
DQO (mg /L) 346 380 400
pH 4,7 5,2 6 a 9
Sólidos suspensos (mg /L) 40 60 180
Óleos e Graxas (mg/L) 21,2 28 30
Nitrogênio Total (mg/L) 8,4 4,9 20
Fósforo Total (mg/L) 1,8 2,4 4
Comparando-se os valores dos parâmetros do efluente na saída da ETE com as
exigências da licença de operação da indústria, nota-se que todos os parâmetros estão
enquadrados, com exceção do pH.
Sabe-se que a dosagem de coagulante é realizada no mesmo tanque destinado à
correção do pH, o que pode acarretar numa acidificação do efluente e, consequentemente,
numa situação indesejável quanto a este parâmetro no momento em que o efluente é
encaminhado para a saída. Ainda, a dosagem de NaOH no sistema está sendo realizada em
uma quantidade maior que o necessário, sendo necessário uma otimização nesta etapa do
processo de tratamento, visando uma eficiente correção do pH
4.3 Comparação entre eficiências das amostras 1 e 3
A Tabela 6 apresenta as eficiências observadas no sistema de tratamento proposto e a
variação entre as amostras 1 e 3, coletadas nos pontos de decantação (ponto 1) e descarte de
efluente (ponto 4).
Tabela 6 Comparação de eficiências das amostras 1 e 3
DQO
(mg/L)
S. Susp.
(mg/L)
O. & G.
(mg/L)
Turbidez
(NTU)
N
(mg/L)
P
(mg/L)
Efic am1 89,79% 75,00% 17,19% 63,24% 45,45% 49,72%
Efic am3 85,31% 66,67% 27,27% 26,80% 12,50% 35,14%
Var 1-3 4,48% 8,33% 10,08% 36,44% 32,95% 14,58%
Diante destas comparações, percebe-se que o efluente da amostra 1 foi encaminhado
para a saída da ETE em melhores condições do que o da amostra 3. Foi observado que havia
uma maior concentração de lodo depositado nos tanques de decantação e equalização na data
50
da coleta da terceira amostra, o que consequentemente afetou o tempo de trabalho dos filtros,
saturando os leitos de filtração mais rapidamente e, necessitando de uma maior frequência de
retrolavagens. Assim, os mesmos apresentaram uma menor eficiência se comparados com a
primeira amostragem. Ainda assim, o comportamento dos resultados obtidos dos parâmetros
em relação às etapas de tratamento se assemelham em sua maioria.
Apesar das eficiências de remoção de DQO terem quase o mesmo percentual, sabe-se
que no ponto 1, a amostra 1 possui uma concentração de 3391 mg/L, enquanto a amostra 3
possui uma concentração de 2587 mg/L. Ou seja, houve uma maior redução no valor da
concentração deste parâmetro na primeira situação. Analisando as tabelas de resultados 1 e 3,
é possível observar que no ponto 2 a oxidação atuou mais incisivamente na amostra 1 do que
na amostra 3, bem como a eficiência do ponto 3 para o ponto 4 para este parâmetro foi maior
na primeira amostra. Isto representa uma maior saturação dos filtros dispostos para a filtração
secundária, que atua antes do descarte do efluente, na situação da terceira amostragem.
A turbidez apresentada pelo efluente da amostra 3 é consideravelmente maior,
apresentando uma diferença de 36,44% na saída da ETE. Isto pode ser explicado pelo fato da
oscilação da produção conforme a variação da demanda, que afeta diretamente a composição
do efluente, e também pela possível saturação dos meios filtrantes.
A situação de saturação dos filtros também pode ser observada para o parâmetro
sólidos suspensos, onde, com uma variação de 8,3% entre as amostras, percebe-se que houve
influência para a amostra 3.
A variação de eficiência entre as amostras para o parâmetro fósforo total também
apresenta uma menor remoção de concentração na amostra 3. Assim como para a DQO, a
oxidação agiu de maneira mais eficiente na amostra 1.
A composição do efluente também afeta diretamente o resultado da concentração de
nitrogênio total. A variação da eficiência observada para este parâmetro é alta pelo motivo de
que o mesmo apresenta uma concentração quase três vezes mais elevada na amostragem 1,
decorrente unicamente da característica do efluente.
Os valores de pH de ambas as amostras, em todos os pontos, está abaixo do valor
exigido por legislação. Assim, a equalização do efluente não é efetiva para estas amostras.
A comparação da variação global de eficiência observada na presente tabela não pode
servir como base para o parâmetro óleos e graxas. Porém, quando analisado a partir do ponto
2 de coleta para os resultados de ambas as amostras, nota-se que a eficiência da amostra 3 foi
superior à amostra 1, mesmo apresentando uma maior concentração, decorrente da
composição do efluente coletado.
51
Ainda, por análise comparativa entre coletas do efluente de retrolavagem, lançado aos
leitos de secagem, e o efluente encaminhado à saída da ETE, observou-se que o efluente final
é clarificado para ambas as amostras. Sendo assim, é possível deduzir que a carga retida nos
filtros de areia de quartzo é composta principalmente de gordura e materiais solúveis no
mesmo, e que isto está relacionado diretamente com os resultados obtidos através das análises
laboratoriais realizadas.
4.4 Sugestões para o melhoramento do tratamento de efluentes
A partir da análise dos resultados obtidos, estão descritas a seguir sugestões para
melhoria da eficiência da ETE em estudo.
a) É necessário realizar a regularização do pH no processo de equalização do
efluente. Isto pode ser realizado com uma maior dosagem de NaOH no momento da
equalização, o qual já é utilizado no sistema, para que o valor do mesmo esteja entre
6,0 e 9,0, resultando num estado próximo da neutralidade.
b) Calibrar diariamente o pHmetro digital, para que a medição do pH seja precisa.
c) Transferir o processo de coagulação para que este seja a segunda etapa do
tratamento, sendo realizada após a decantação, ao passo que a dosagem de cloro seja
para a oxidação do efluente seja feita em outro tanque a ser instalado na ETE.
d) Tendo em vista a importância da remoção de carga poluidora dos filtros de
areia de quartzo e a diminuição da eficiência de tratamento para alguns dos parâmetros
analisados, mesmo que estes estejam enquadrados nos requerimentos da legislação,
propõe-se aqui que os mesmos sejam retrolavados com maior frequência, para que o
efluente a ser tratado não passe livremente para os estágios que seguem após a
filtração primária, pois a capacidade de filtração é inversamente proporcional à
saturação do leito de filtração.
e) Ainda relacionado com a carga retida nos filtros, propõe-se que o processo de
manutenção do sistema relacionado à retirada de lodo seja realizado em uma
periodicidade mensal. Isto fará com que o lodo depositado no fundo do tanque de
decantação não seja lançado para os estágios seguintes, o que, consequentemente,
aumentará o tempo de trabalho dos filtros. Desta forma, esta medida auxiliará também
na qualidade da turbidez no efluente de saída da ETE.
52
f) Mesmo com a ação da cloração sendo efetiva, um estudo para o aumento da
dosagem deste composto pode ser realizado para que a qualidade do efluente de saída
seja aumentada. Para isto, deve ser considerado o fato de que a emissão de uma
concentração máxima permitida de 1 ppm de cloro continue sendo dosada. Ainda,
sabendo que o cloro torna o meio em questão mais ácido, esta alteração deve estar de
acordo com a correção do pH.
g) Por fim, diante da ocorrência da situação incomum observada no momento da
coleta da segunda amostragem, o monitoramento da ETE pode ser realizado com
maior ênfase, garantindo, assim, que as funções propostas pelo sistema estejam sendo
desempenhadas de forma esperada.
53
5 CONCLUSÕES
a) A cloração e a filtração foram fundamentais no tratamento do efluente gerado
pela indústria de alimentos estudada, ambos tendo contribuições nas reduções de
concentrações dos parâmetros avaliados.
b) Percebe-se que a oxidação decorrente do uso de cloro reduziram as
concentrações de nitrogênio total e fósforo total, bem como a DQO do meio. Já os
processos de filtração atuaram com maior eficácia reduzindo concentrações de óleos e
graxas e sólidos suspensos, sendo importante também para a carga de DQO.
c) Ao comparar os resultados obtidos nas análises laboratoriais, mesmo tendo
ciência de que a composição do efluente é variável, os meios filtrantes se encontravam
mais saturados na terceira amostra do que na primeira, apresentando eficiências
menores para alguns dos parâmetros analisados na amostra 3. Isto se deve ao fato do
sistema estar em um maior período de atividade sem a ação da manutenção
relacionada à retirada de lodo, o que acarreta em um maior arraste de materiais para os
processos de filtração, sendo que, quando os filtros saturam, este material passa com
mais facilidade pelos mesmos.
d) Todos os parâmetros estão enquadrados nos requerimentos da legislação, com
exceção do pH que observado em todos os pontos de coleta apresenta valores abaixo
da exigência mínima requerida pela legislação vigente. Ou seja, a dosagem de NaOH
no sistema não está suprindo a necessidade da indústria.
e) A dosagem de coagulante é elevada, dado que a mesma é feita no mesmo
tanque onde ocorre a correção do pH. Sabendo-se que o coagulante acidifica o meio,
esta é a razão provável dos valores de pH na saída da ETE estarem abaixo do
requerido por legislação.
f) A eficiência de cada etapa do tratamento teve atuação semelhante para quase
todos os parâmetros analisados, nas amostras 1 e 3. Os valores distintos de nitrogênio
total observados no primeiro ponto de coleta se devem unicamente à composição do
efluente, assim como para o parâmetro turbidez.
g) O sistema é capaz de causar a clarificação do efluente no decorrer do
tratamento, com destaque de eficiência para as etapas de filtração. Porém, este
parâmetro não se manterá constante devido à composição do efluente, que varia
conforme a demanda de produção.
54
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Resolução CONAMA nº 430 de 2011.
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58
ANEXOS
Figura 4 Peneira.
Figura 5 Tanque de decantação.
59
Figura 6 Tanque de oxidação.
Figura 7 Tanques destinados como leitos de secagem.
Figura 8 Efluente de retrolavagem.
60
Figura 9 Bombas de sucção.
Figura 10 Filtros destinados para a etapa de filtração primária.
61
Figura 11 Filtros destinados para a etapa de filtração secundária.
Figura 12 pHmetro digital.
62
Figura 13 Agitador mecânico.
Figura 14 Bombas dosadoras de NaOH e PAC.
63
Tabela 7 Concentrações e eficiências por etapa dos parâmetros analisados - amostra 1
AM 1 DQO
(mg/L)
S. Susp.
(mg/L)
O. & G.
(mg/L)
Turbidez
(NTU)
N
(mg/L)
P
(mg/L)
Ponto 1 3391,9 160 25,6 438 15,4 3,58
Ponto 2 2533,2 140 40,6 522 12,6 2,8
Efic 1-2 25,3% 12,5% -58,5% -19,1% 18,1% 21,7%
Ponto 3 702,3 60 22,4 155 9,1 2
Efic 1-3 79,3% 62,5% 12,5% 64,6% 40,9% 44,1%
Efic 2-3 72,2% 57,1% 44,8% 70,3% 27,7% 28,5%
Ponto 4 346,4 40 21,2 161 8,4 1,8
Efic 1-4 89,7% 75,0% 17,1% 63,2% 45,4% 49,7%
Efic 3-4 50,6% 33,3% 5,3% -3,8% 7,6% 10,0%
Tabela 8 Concentrações e eficiências por etapa dos parâmetros analisados - amostra 2
AM 2 DQO
(mg/L)
S. Susp.
(mg/L)
O. & G.
(mg/L)
Turbidez
(NTU)
N
(mg/L)
P
(mg/L)
Ponto 1 5678,0 219 58 862 12,6 6,42
Ponto 2 5814,6 211 32 723 12,6 5,25
Efic 1-2 -2,4% 3,6% 44,8% 16,1% 0,0% 18,2%
Ponto 3 4176,7 155 34 607 7,7 4,44
Efic 1-3 26,4% 29,2% 41,3% 29,5% 38,8% 30,8%
Efic 2-3 28,1% 26,5% -6,2% 16,0% 38,8% 15,4%
Ponto 4 3701,4 139 38 718 9,1 4,47
Efic 1-4 34,8% 36,5% 34,4% 16,7% 27,7% 30,3%
Efic 3-4 11,3% 10,3% -11,7% -18,2% -18,1% -0,6%
Tabela 9 Concentrações e eficiências por etapa dos parâmetros analisados - amostra 3
AM 3 DQO
(mg/L)
S. Susp.
(mg/L)
O. & G.
(mg/L)
Turbidez
(NTU)
N
(mg/L)
P
(mg/L)
Ponto 1 2587 180 22 515 5,6 3,7
Ponto 2 1766,3 100 50 691 4,2 3,26
Efic 1-2 31,7% 44,4% -127,2% -34,1% 25,0% 11,8%
Ponto 3 678,9 74 20 394 4,2 2,62
Efic 1-3 73,7% 58,8% 9,0% 23,5% 25,0% 29,1%
Efic 2-3 61,5% 26,0% 60,0%% 42,9% 0,0% 19,6%
Ponto 4 380,1 60 28 377 4,9 2,4
Efic 1-4 85,3% 66,67 -27,2% 26,8% 12,5% 35,1%
Efic 3-4 44,0% 18,9% -40,0% 4,3% -16,6% 8,4%