CARACTERIZAÇÃO E AVALIAÇÃO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES DE UMA INDÚSTRIA ALIMENTÍCIA, VISANDO O REUSO

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1 1 CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIVATES CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL CARACTERIZAÇÃO E AVALIAÇÃO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES DE UMA INDÚSTRIA ALIMENTÍCIA, VISANDO O REUSO Ronei Tiago Stein Lajeado, novembro de 2012

2 2 Ronei Tiago Stein CARACTERIZAÇÃO E AVALIAÇÃO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES DE UMA INDÚSTRIA ALIMENTÍCIA, VISANDO O REUSO Trabalho de Conclusão de Curso II apresentado ao Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas do Centro Universitário UNIVATES, como parte dos requisitos para a obtenção do título de bacharel em Engenharia Ambiental. Orientador: Ms. Gustavo Reisdörfer Lajeado, novembro de 2012

3 3 Ronei Tiago Stein CARACTERIZAÇÃO E AVALIAÇÃO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES DE UMA INDÚSTRIA ALIMENTÍCIA, VISANDO O REUSO A banca examinadora abaixo aprova o trabalho de conclusão de curso II apresentado ao Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas, do Centro Universitário Univates, como parte da exigência para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Ambiental: Prof. Ms. Gustavo Reisdörfer orientador UNIVATES Prof. Dra. Eniz Conceição de Oliveira UNIVATES Daniel Henrique Kreutz Químico Industrial Lajeado, novembro de 2012

4 4 AGRADECIMENTOS Agradeço, especialmente, a Deus por toda força, saúde e iluminação. Aos meus pais, Jeremias e Waldi, por toda dedicação, amor, confiança e ensinamentos de vida. Ao meu irmão, Fabrício, que sempre me apoiou e ajudou em todas minhas decisões. A minha namorada, Bárbara, por toda compreensão, amor e carinho nesta caminhada. A todos os professores, em especial ao meu orientador Gustavo, e a Eniz, pelo empenho, incentivo e tempo disposto no auxilio deste trabalho. A Jerusa Bruxel e Daniel Henrique Kreutz, pelo tempo, compreensão, amizade e informações passadas. Ao pessoal do Laboratório de Água e Efluente do Centro Universitário Univates, pela ajuda e colaboração para realização das analises. A todos os colegas que de uma forma ou outra, contribuíram com críticas e sugestões para o enriquecimento deste projeto. Muito Obrigado!

5 5 RESUMO Com o aumento das atividades humanas principalmente na agricultura e na indústria, houve um aumento do consumo de água, a qual está distribuída no planeta terra em apenas 2,53% de forma doce. Sendo assim, todo e qualquer projeto que envolva a redução ou reuso de água é de fundamental importância. O reuso planejado já vem sendo adotado em muitas empresas, favorecendo uma redução no consumo de água, bem como uma redução do grau de poluição que a mesma possa gerar. Diante disso, o presente estudo buscou caracterizar o efluente de uma indústria alimentícia do Vale do Taquari - RS, analisando o sistema de tratamento de efluentes utilizados pela empresa atualmente visando o reaproveitamento do mesmo. Foram realizadas análises do efluente de todas as etapas de tratamento para diagnosticar o grau de eficiência da estação de tratamento. Os parâmetros escolhidos para análise físico-química foram DBO, DQO, Cloretos, Fósforo Total, Nitrogênio Total, Sólidos Suspensos, Sólidos Voláteis, Sólidos Totais, Sólidos Fixos, ph, Carbono Orgânico Total e turbidez. Para a caracterização microbiológica, foram analisados Coliformes Totais e Coliformes Termotolerantes. Através do método jar test, realizou-se testes com o agente coagulante Sulfato de Alumínio e Cloreto de Ferro, com a intenção de comparar a eficácia no tratamento do efluente. Com os resultados obtidos, a empresa poderá suprir algumas necessidades de água não potável com a água de reuso. Palavras-chave: Água, indústria de alimentos, reuso, JAR TEST, Sulfato de Alumínio, Cloreto de Ferro.

6 6 ABSTRACT With the increase of human activities especially in agriculture and industry, there was an increase in water consumption, which is distributed on planet earth in only 2.53% so sweet. Therefore, any project that involves the reduction or reuse of water is critical. The planned reuse already being adopted in many companies, favoring a reduction in water consumption and a reduction in pollution degree that it can generate. Therefore, this study aimed to characterize the effluent from a food industry Taquari Valley - RS, analyzing the effluent treatment system currently used by the company in order to reuse it. Analyses of the effluent of all the treatment steps for diagnosing the efficiency of the treatment plant. The parameters chosen for physicochemical analysis were BOD, COD, Chloride, Total Phosphorus, Total Nitrogen, Suspended Solids, Volatile Solids, Total Solids, Fixed Solids, ph, turbidity and Total Organic Carbon. For microbiological characterization were analyzed Total Coliforms and fecal coliform. By the method jar test, testing was conducted with the coagulating agent aluminum sulphate and ferric chloride, with the intention to compare the efficacy in treating the effluent. With these results, the company can meet some needs of non-potable water with reuse water. Keywords: Water, reuse, JAR TEST, Aluminum Sulfate, Iron Chloride.

7 7 LISTA DE QUADROS Quadro 1 - Consumo de água per capita pelo homem Quadro 2 - Classificação das águas de acordo com a Resolução nº 357/ Quadro 3 - Associação entre os usos da água e os requisitos de qualidade Quadro 4 - Principais parâmetros a serem investigados numa análise de água Quadro 5 - Graus de tratamento Quadro 6 - Operações unitárias de tratamento de efluentes Quadro 7 - Vazão específica média de empresas alimentícias Quadro 8 - Vazão específica média de empresas alimentícias... 54

8 8 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Distribuição da água no planeta Figura 2 - Distribuição de água no Brasil Figura 3 - Consumo anual de água por tipo de uso na América Latina Figura 4 - Fluxograma das etapas de produção adotadas pela empresa Figura 5 - Sistema de cascateamento e tanque de aeração Figura 6 - Fluxograma das etapas de tratamento Figura 7 - Aparelho de Jar Test Figura 8 - Comparativo do grau de eficiência do efluente bruto versos gradeamento Figura 9 - Comparativo do grau de eficiência do gradeamento versos tanque de aeração Figura 10 - Comparativo do grau de eficiência do tanque de aeração versos decantador de finos Figura 11 - Comparativo do grau de eficiência do decantador de finos versos efluente final. 65 Figura 12 - Comparação visual do: Efluente bruto (1); Efluente após tratamento com diferentes dosagens de Sulfato de Alumínio (2) Figura 13 - Comparação visual do: Efluente bruto (1); Efluente após tratamento com diferentes dosagens de Cloreto de Ferro III anidro (2) Figura 14 Comparação visual do: Efluente bruto (1); Efluente após tratamento com as dosagens de Sulfato de Alumínio (2) ajustado Figura 15 - Comparação visual do: Efluente bruto (1); Efluente após tratamento com as dosagens de Cloreto de Ferro (2) ajustado... 72

9 9 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Padrões de qualidade estabelecidos para reuso de água em descarga sanitária Tabela 2 - Identificação dos pontos de coleta Tabela 3 - Quantidade dos agentes coagulantes Tabela 4 - Dosagem dos agentes coagulantes ajustados Tabela 5 - Resultados obtidos com o grau de eficácia de cada etapa de tratamento Tabela 6 - Comparativos do efluente final da empresa com a Resolução CONSEMA 128/2006 e Manual da FIESP para reuso de água Tabela 7 - Resultados com diferentes dosagens de Sulfato de Alumínio Tabela 8 - Resultados com diferentes concentrações de Cloreto de Ferro III anidro Tabela 9 - Resultados dos testes com o ajuste do coagulante Sulfato de Alumínio Tabela 10 - Resultados dos testes com o ajuste do coagulante Cloreto de Ferro III anidro... 72

10 10 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS %: percentual ABES: Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas a.c.: antes de Cristo ºC: Grau Celsius CONAMA: Conselho Nacional de Meio Ambiente CONSEMA: Conselho Estadual do Meio Ambiente Cl - : Cloreto COT: Carbono Orgânico Total DBO: Demanda Bioquímica de Oxigênio DQO: Demanda Química de Oxigênio ETE: Estação de Tratamento de Efluente FEPAM: Fundação Estadual de Proteção Ambiental FIESP: Federação das Indústrias do Estado de São Paulo H + : íon hidrogênio ISO: International Organization Standardization km³: quilômetro cúbico L: Litro m³: metro cúbico m³/dia: metro cúbico por dia mg: miligrama mg/l: miligrama por litro nº: número N: Nitrogênio

11 11 NBR: Norma Brasileira NMP: Número Mais Provável O: Oxigênio OD: Oxigênio Dissolvido OH - : Hidróxido P: Fósforo ph: potencial Hidrogeniônico ppm: partes por milhão rpm: rotações por minuto RS: Rio Grande do Sul SDT: Sólido Dissolvido Total SS: Sólido Suspenso SST: Sólido Suspenso Total TCCII: Trabalho de Conclusão de Curso II Ton: tonelada UH: Unidade Hazen UT: Unidade de Turbidez

12 12 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO OBJETIVOS Objetivo Geral Objetivos específicos REVISÃO DE LITERATURA Água no Planeta Terra Classificação dos Recursos Hídricos Uso da Água Características Qualitativas da Água Características Físicas Características Químicas Características Microbiológicas Efluentes Líquidos Geração de Efluentes Sistemas de Tratamento de Efluentes Tratamento Prévio Tratamento Primário Tratamento Secundário Tratamento Terciário Processos de Tratamento Operações Unitárias Reuso de Água Reuso de Água na Indústria Aspectos legais para reuso de água Principais parâmetros analisados visando o reuso Trabalhos Relacionados Estimativa do consumo de água gasto na empresa Jar Test Principais agentes coagulantes MATERIAIS E MÉTODOS Local de Estudo Processo de Industrialização Etapas do Sistema de Tratamento... 50

13 Amostragem e conservação das amostras Ensaios de Tratamento com a adoção de Jar Test Determinação do ph Parâmetros analisados após tratamento físico-químico Determinação da dosagem do agente coagulante Realização dos testes com a dosagem dos agentes coagulantes ajustados RESULTADOS E DISCUSSÕES Caracterização do efluente Testes comparativos com diferentes dosagens dos agentes coagulantes Testes comparativos com os valores dos agentes coagulantes ajustados CONCLUSÃO REFERÊNCIAS ANEXOS ANEXO A Planta baixa da ETE, com indicativo dos locais de coleta das amostras de efluente ANEXO B Relatórios de ensaios dos efluentes... 83

14 14 1 INTRODUÇÃO Vida e água: estas duas palavras possuem por si só uma dependência que remete à importância da água para o dia-a-dia da sociedade. Na prática, a água é uma substância fundamental para os seres vivos, atuando como veículo de assimilação e eliminação de muitas substâncias pelos organismos, além de servir para manter estável a temperatura corporal (TELLES e COSTA, 2007). Embora o planeta tenha três quartos de sua superfície coberta por água, é necessário considerar que apenas uma parcela desta quantidade pode ser aproveitada para atividades humanas, ou seja, deve-se considerar apenas uma pequena parte deste total que refere-se à água doce (MIERZWA e HESPANHOL, 2005). A preocupação com o meio ambiente, em especial com a água, tem sido o foco de diversas ações ambientais, uma vez que este recurso é finito e inclusive já está se tornando escasso em algumas regiões. As indústrias, em especial da área alimentícia, vêm se destacando como as maiores consumidoras deste recurso devido à multiplicidade de usos a que se destina dentro do processamento industrial (RAMJEAWON, 2000). O Vale do Taquari, localizado no interior do Rio Grande do Sul, contribui de forma significativa para o desenvolvimento econômico do Sul do país, sendo destaque na área de produção de alimentos e, consequentemente, grande gerador de efluentes, que devem ser tratados em Estações de Tratamento de Efluentes (ETEs) a fim de que atinjam os parâmetros exigidos pela legislação, uma vez que se lançados indevidamente, com os seus poluentes característicos, causam alteração de qualidade nos corpos receptores, resultando em poluição (OLIVEIRA; ARAÚJO; FERNANDES, 2009).

15 15 A qualidade da água pode ser representada através de diversos parâmetros que expressam as suas principais características físicas, químicas e biológicas. Na prática, os efluentes gerados podem variar em função do tipo de empresa geradora, natureza e porte da indústria, grau de modernidade de seus processos, tipos de matérias-primas empregadas e da presença ou não de iniciativas de reuso destes (CAVALCANTI, 2009). Por esse motivo não existe um procedimento único de tratamento de resíduos líquidos que possa ser aplicado em todas as situações. Segundo Von Sperling (2005), a classificação dos processos de tratamento de efluentes pode ser feita de acordo com o seu nível e eficiência, ou seja, de acordo com a finalidade desejada e sua complexidade, sendo adotadas diferentes tecnologias para a depuração do efluente. Figueiredo (1999) ressalta que saber identificar a origem da queda de eficiência das ETE s e definir as melhores condições de operação é uma tarefa complexa. O método tradicional utilizado para avaliação e melhoria de desempenho de ETEs baseia-se em análises periódicas de parâmetros físico-químicos, as quais fornecem informações indiretas sobre as condições depurativas do sistema. A avaliação do tipo de efluente a ser tratado é de fundamental importância para se definir o tipo de processo e o nível de tratamento que uma ETE deve alcançar (VON SPERLING, 2005). A maioria das ETEs existentes é antiga e/ou possui baixa automação. As consequências disso são o elevado custo operacional, a baixa eficiência e o grande desperdício de produtos químicos utilizados no processo, além dos possíveis problemas com os órgãos fiscalizadores ambientais (DEZOTTI, 2008). O presente trabalho fará uma caracterização do efluente de uma Indústria Atacadista de Frutas e Verduras, localizada no Vale do Taquari, Rio Grande do Sul. Será analisada a eficácia do sistema de tratamento presente na empresa, para uma possível reutilização de água em fins menos nobres. O reuso de efluente industrial já ocorre em vários lugares, através da aplicação em sistema de produção de água quente ou vapor, alimentação de caldeiras, resfriamento, água de processos sanitários, lavagem de tanques e de peças, lavagem de gases e chaminés (TELLES; COSTA, 2007).

16 16 A água para reuso poderá ter fins de abastecimento de descargas sanitárias, arrefecimento do telhado, lavagem de caminhões, lavagem de piso e irrigação de jardins. Desta forma, espera-se contribuir para a redução do consumo de água potável para fins menos nobres, bem como a quantidade de efluente a ser descartado, colaborando assim para uma maior sustentabilidade hídrica na empresa. Estima-se que atualmente a Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) da Indústria em questão, trate cerca de 30 m³/dia. Na empresa não há hidrômetros para saber precisamente o consumo de água. O efluente que chega até a ETE é oriundo do processamento mínimo de vegetais antes de serem redistribuídos para supermercados ou outras empresas. O monitoramento da qualidade dos efluentes da Indústria é baseada na Resolução do Conselho Estadual do Meio Ambiente (CONSEMA) nº 128 de A Resolução 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. Nas redondezas da empresa, não se encontram recursos hídricos favoráveis para receber a demanda de água. O solo do local é argiloso, dificultando a infiltração da água tratada. Deste modo, o reuso de água seria uma solução para resolver a problemática da empresa, desde que sejam atendidos os padrões para não haver riscos à saúde humana ou danos ao sistema de tratamento. Cabe ressaltar, que este reuso inicialmente seria de forma parcial, já que não há demanda para reutilizar 30m³/dia de efluente na empresa. Porém, ao se conseguir resultados satisfatórios, o reuso poderia ocorrer de forma total num futuro.

17 17 2 OBJETIVOS 2.1 Objetivo Geral Analisar e caracterizar as etapas de tratamento de efluente de uma Indústria Atacadista de Frutas e Verduras, a fim de verificar a eficácia do sistema de tratamento de efluentes, com o intuito final da reutilização desta água. 2.2 Objetivos específicos Caracterizar o efluente gerado com as atividades da empresa; Avaliar o atual sistema de tratamento de efluentes da empresa; Estimar o volume diário de água utilizada em alguns fins menos nobres, como descargas sanitárias, arrefecimento do telhado, lavagens de caminhões e limpeza de pisos; Verificar a Legislação em vigor para reuso de água; Avaliar a utilização de processos físico-químicos como alternativa para o tratamento dos efluentes visando o reuso; Avaliar o reuso da água.

18 18 3 REVISÃO DE LITERATURA 3.1 Água no Planeta Terra A água é de fundamental importância para todos os seres vivos, caso contrário não haveria vida no planeta Terra. No ser humano, mais de 60% de seu peso são constituídos de água. Todas as substâncias absorvidas por um organismo são realizadas por via aquosa (VON SPERLING, 2005; BRANCO, 1993). Mierzwa e Hespanhol (2005) comentam que o volume total de água no planeta é de km³, porém apenas 2,53% deste total é composto por água doce, um percentual muito baixo para suprir as necessidades de uma população que chega próxima aos 7 bilhões. Porém, esta água doce pode ser encontrada de diferentes maneiras no planeta. Sabe-se que 0,29% destas águas estão disponíveis como águas superficiais, e 31,01% como águas subterrâneas. O restante, 68,70%, esta sob a forma de geleiras ou coberturas de neve. Na Figura 2 pode-se observar a distribuição de água no planeta Terra.

19 19 Figura 1 - Distribuição da água no planeta Fonte: Mierzwa e Hespanhol (2005) Segundo Macêdo (2001) a evolução do homem, ao longo de diferentes períodos da história, levou a um aumento no consumo per capita de água (QUADRO 1). Quadro 1 - Consumo de água per capita pelo homem Homem Volume (Litros/dia) 100 anos a.c. 12 Romano 20 Século XIX (cidades pequenas) 40 Século XIX (cidades grandes) 60 Século XX 800 Fonte: Macêdo (2001) No ano 2000, 29 países não possuíam água para toda a sua população. Estima-se que até 2050, cerca de 50 países não terão água suficiente para seus habitantes. Enquanto que em Nova York se consome cerca de litros/habitante/dia, na África este valor cai para 15 litros/habitante/dia (MACÊDO, 2001). No território brasileiro encontram-se 12% da água doce do mundo, mas a mesma não está igualmente distribuída. No Norte encontram-se 68,5% dos recursos hídricos, já no Nordeste apenas 3,3% de água são encontrados, Sudeste 6%, Sul 6,5% e Centro-oeste 15,7% (TOMAZ, 2001; BOTEGA, 2007). Na Figura 3 tem-se a distribuição de água por região no Brasil.

20 20 Figura 2 - Distribuição de água no Brasil Fonte: adaptado de Botega (2007) Na Amazônia, encontram-se apenas 5% da população brasileira, e cerca de 80% de água doce. Já no Nordeste, vivem em torno de 1/3 da população nacional com apenas 3,3% de recursos hídricos (MACÊDO, 2001). Considerando o crescimento populacional, juntamente com a degradação da qualidade da água, já se percebe sérios problemas relacionados com a escassez deste bem (TELLES; COSTA, 2007). No Brasil, apenas 8% dos municípios possuem tratamento adequado de esgoto e 58% não possuem estação de tratamento de água. Nos hospitais, 72% das internações são de pacientes vítimas de doenças de origem hídrica (MACÊDO, 2001). 3.2 Classificação dos Recursos Hídricos Para poder definir critérios e condições para os mananciais hídricos, estabeleceu-se uma classificação para as águas, em função dos seus usos. Classificação esta descrita na Resolução do Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA) nº 20/86. Com isto, teve-se um grande avanço em relação ao controle de poluição, sendo possível o enquadramento dos recursos hídricos de uma bacia hidrográfica (MOTA, 2003).

21 21 A Resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005, revogou a Resolução CONAMA nº 20/86, dispondo de diretrizes ambientais e prevendo uma classificação dos corpos hídricos, além de estabelecer condições e padronizações para o lançamento de efluentes. As águas doces, salobras e salinas em território Brasileiro, foram classificadas segundo a qualidade requerida para diferentes fins. Sendo as mesmas divididas em classes, conforme Quadro 2. Quadro 2 - Classificação das águas de acordo com a Resolução nº 357/05 CLASSE ÁGUAS DOCES Classe Especial Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4 ÁGUAS SALINAS Classe 5 Classe 6 USOS Abastecimento doméstico, sem prévia ou com simples desinfecção Preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas Abastecimento doméstico, após tratamento simplificado Proteção das comunidades aquáticas Recreação de contato primário (natação, esqui aquático e mergulho) Irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película Criação natural e/ ou intensiva (aquicultura) de espécies destinadas à alimentação humana Abastecimento doméstico, após tratamento convencional Proteção das comunidades aquáticas Recreação de contato primário (natação, esqui aquático e mergulho) Irrigação de hortaliças e plantas frutíferas Criação natural e/ ou intensiva (aquicultura) de espécies destinadas à alimentação humana Abastecimento doméstico, após tratamento convencional Irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras Dessedentação de animais Navegação Harmonia paisagística Usos menos exigentes Recreação de contato primário Proteção das comunidades aquáticas Criação natural e/ ou intensiva (aquicultura) de espécies destinadas à alimentação humana Navegação comercial Harmonia paisagística Recreação de contato secundário

22 22 CLASSE USOS ÁGUAS SALOBRAS Classe 7 Classe 8 Recreação de contato primário Proteção das comunidades aquáticas Criação natural e/ ou intensiva (aquicultura) de espécies destinadas à alimentação humana Navegação comercial Harmonia paisagística Recreação de contato secundário Fonte: Adaptado da Resolução CONAMA nº 357/ Uso da Água Von Sperling (2005) e Marengo (2008) ressaltam os principais usos da água, sendo estes: abastecimento doméstico; abastecimento industrial; irrigação; dessedentação do homem e animais; preservação da flora e da fauna; recreação e lazer; criação de espécies; geração de energia elétrica; navegação; harmonia paisagística; diluição e transporte de despejos. Na América Latina, pode-se destacar a agricultura como principal consumidor de água. A área industrial ocupa o segundo lugar, seguido do uso doméstico. Estes valores variam de diferentes continentes e países, devido a inúmeros fatores, como cultura, disponibilidade hídrica e economia (MACÊDO, 2001). Figura 3 - Consumo anual de água por tipo de uso na América Latina. Fonte: Macêdo (2001)

23 23 Von Sperling (2005) associa os principais requisitos de qualidade com os correspondentes usos da água. Em casos de corpos d água com usos múltiplos, a qualidade deve atender aos requisitos dos diversos usos previstos. Quadro 3 - Associação entre os usos da água e os requisitos de qualidade. Uso geral Uso específico Qualidade requerida Abastecimento de água doméstico Abastecimento Industrial Irrigação Dessedentação de animais Preservação da flora e fauna Agricultura Recreação e lazer - Água é incorporada ao produto (ex: alimentos, bebidas, remédios) Água entra em contato com o produto Água não entra em contato com o produto (ex: refrigeração, caldeiras) Hortaliças, produtos ingeridos crus ou com casca Demais plantações Criação de animais Criação de vegetais Contato primário (contato direto com o meio líquido; ex: natação, esqui, surfe) Isenta de substâncias químicas prejudiciais à saúde - Isenta de organismos prejudiciais à saúde - Adequada para serviços domésticos - Baixa agressividade e dureza - Esteticamente agradável (baixa turbidez, cor, sabor e odor; ausência de macrorganismos) - Isenta de substâncias químicas prejudiciais à saúde -Isenta de organismos prejudiciais à saúde - Esteticamente agradável (baixa turbidez, cor, sabor e odor) - Variável com o produto - Baixa dureza - Baixa agressividade - Isenta de substâncias químicas prejudiciais à saúde -Isenta de organismos prejudiciais à saúde - Salinidade não excessiva - Isenta de substâncias químicas prejudiciais ao solo e às plantações - Salinidade não excessiva - Isenta de substâncias químicas prejudiciais à saúde dos animais - Isenta de organismos prejudiciais à saúde dos animais - Variável com os requisitos ambientais da flora e da fauna que se deseja preservar - Isenta de substâncias químicas prejudiciais à saúde dos animais e dos consumidores - Isenta de organismos prejudiciais à saúde dos animais e dos consumidores - Disponibilidade de nutrientes - Isenta de substâncias químicas tóxicas aos vegetais e aos consumidores - Disponibilidade de nutrientes - Isenta de substâncias químicas prejudiciais à saúde

24 24 Uso geral Uso específico Qualidade requerida - Isenta de organismos prejudiciais à saúde - Baixos teores de sólidos em suspensão e óleos e graxas Contato secundário (não há contato com o meio líquido; ex: navegação de lazer, pesca, - Aparência agradável lazer contemplativo) Usinas hidrelétricas - Baixa agressividade Geração de energia Usinas nucleares ou termoelétricas (ex: torres - Baixa dureza de resfriamento) Transporte - - Baixa presença de material grosseiro que possa por em risco as embarcações Diluição de - - despejos Fonte: Adaptado por Von Sperling (2005) 3.3 Características Qualitativas da Água A água pura é um líquido incolor, inodoro, insípido e transparente. Contudo, por ser considerada um dos melhores solventes existentes, raramente é encontrada em estado absoluto de pureza. Dos elementos químicos que se tem conhecimento, a maioria é encontrada de alguma maneira em águas naturais (RICHTER; NETTO, 2005). Richter e Netto (2005) comentam que a água possui características físicas, químicas e bacteriológicas, determinadas por uma série de parâmetros. Antes de analisar e identificar os parâmetros, é preciso saber para qual fim será utilizado esta água. As características das águas são resultado de uma série de fatores que ocorrem no corpo hídrico ou na bacia hidrográfica. A capacidade de dissolução varia de acordo com a substância lançada e com o transporte pelo escoamento superficial e subterrâneo (LIBÂNIO, 2008). Ao se realizar a análise da água, é preciso associar aos requisitos mínimos exigidos para cada tipo de aplicação. Os padrões de qualidade devem ser embasados em suporte legal, através de legislações que definem os requisitos para o uso desta água (TELLES; COSTA, 2007).

25 Características Físicas Macêdo (2001) ressalta que as características físicas podem ser perceptíveis pelo homem através de seus sentidos. A água deve ser transparente, sem cor e sem cheiro. Segundo Richter e Netto (2005) as características físicas das águas são de pouca importância na questão sanitária e normalmente são fáceis de determinar. A turbidez é a alteração da penetração da luz por partículas em suspensão. O aumento de turbidez reduz a zona eufótica, ou seja, a zona onde a fotossíntese ocorre (MACÊDO, 2001). Sólidos suspensos, contagem de partículas e turbidez referem-se à mesma característica e possuem significados semelhantes em termos de qualidade de água (LIBÂNIO, 2008). As medidas de turbidez e sólidos em suspensão auxiliam na identificação de possíveis partículas e colóides que poderiam causar obstruções nas instalações hidráulicas. Pois os colóides combinados com surfactantes (oriundos de detergentes) podem causar estabilização na fase sólida (BAZZARELLA, 2005). A temperatura possui uma grande influência sobre outras propriedades. Por ser uma medida de intensidade de calor, acelera reações químicas, reduz a solubilidade de gases e ainda acentua a sensação de sabor e odor (RICHER; NETTO 2005). Ainda, segundo Mota (2003), a cor é outro,indicador de qualidade física. Este indicador é resultante de substâncias em solução com diferentes origens, tais como, matéria orgânica na água, algas, introdução de esgotos industriais e domésticos ou por dissolução de ferro e manganês. Além das características citadas acima, pode-se incluir o sabor e odor, originários da decomposição da matéria orgânica, atividade de microrganismos ou fontes industriais de poluição. Sendo este indicador de difícil quantificação, pois depende da sensibilidade dos sentidos humano (MACÊDO, 2001). A condutividade elétrica varia de acordo com a quantidade de sais dissolvidos na água. Em outras palavras, é a capacidade da água de transmitir a corrente elétrica. Normalmente

26 26 este indicador é monitorado em estações de maior porte, não sendo um parâmetro integrante do padrão de potabilidade brasileiro (LIBÂNIO, 2008) Características Químicas Telles e Costa (2007) descrevem as características químicas como substâncias dissolvidas que podem vir a causar alterações nos valores dos parâmetros de potencial Hidrogeniônico (ph), alcalinidade, acidez, dureza, ferro e manganês, cloretos, nitrogênio, fósforo, oxigênio dissolvido, matéria orgânica e inorgânica. Conforme Macêdo (2001) os parâmetros químicos permitem: - Classificar a água por seu conteúdo mineral, através de íons presentes; - Determinar o grau de contaminação, permitindo determinar a origem dos principais poluentes; - Caracterizar picos de concentração de poluentes tóxicos e as possíveis fontes; - Avaliar o equilíbrio bioquímico que é necessário para a manutenção da vida aquática, permitindo avaliar as necessidades de nutrientes (MACÊDO, 2001, p. 36). O ph representa o potencial hidrogeniônico de uma solução e é calculado pelo cologarítmo da concentração de H + (íons hidrogênio) no sistema, sendo sua variação de 0 a 14, onde inferior a 7 indica um ph ácido, 7 neutro e acima de 7 alcalino. Deve-se tomar cuidado, pois um ph baixo torna a água corrosiva, podendo vir a danificar tubulações ou partes metálicas de equipamentos utilizados nos sistemas de tratamento. Quando o ph é elevado, formam-se incrustações nas tubulações, provocando entupimentos. Logo, o indicado é um ph na faixa de 6 a 9 (MOTA, 2003). Outro parâmetro químico é a alcalinidade, que segundo Von Sperling (2005) define como a quantidade de íons presentes na água que reage para neutralizar os íons hidrogênio. Em outras palavras, é a medição da capacidade da água de neutralizar os íons hidrogênio. Quando se trata de potabilização das águas para o consumo humano, a alcalinidade possui uma função primordial. A coagulação reduz de maneira significativa o ph, após a adição do agente coagulante, reduzindo a dureza e prevenindo contra corrosão em tubulações (LIBÂNIO, 2008).

27 27 Outro parâmetro químico que merece destaque é a acidez, possuindo capacidade de alterar bruscamente o ph, devido, basicamente, a concentração de dióxido de carbono (CO 2 ). Quanto à origem, pode ser natural, pela absorção dos H + da atmosfera e decomposição da matéria orgânica, ou antrópica, pelo lançamento de despejos industriais ou domésticos. Do mesmo modo que a alcalinidade, a acidez pode vir a provocar corrosão em encanamentos e tubulações (LIBÂNIO 2008). Mota (2003) comenta que a dureza é resultado da presença de sais alcalinos terrosos, como cálcio e magnésio, ou de outros metais em concentração menor. Na presença de quantidades elevadas na água, provocam sabor desagradável e efeitos laxativos, além de formar incrustações nas tubulações e caldeiras. Ao se tratar de abastecimento público e tratamento, são necessárias algumas interpretações. A água com dureza menor que 50 mg.l -1 de CaCO 3 é considerada mole ou branda, entre 50 e 150 mg.l -1 de CaCO 3 dureza moderada, de 150 e 300 mg.l -1 de CaCO 3 é considerada dura e com valores acima de 300 mg.l -1 de CaCO 3 pode-se dizer que é muito dura (VON SPERLING, 2005). Richter e Netto (2005) ressaltam que o ferro e manganês são parâmetros de fundamental importância. Os mesmo conferem a água um sabor amargo, adstringente e dá a água uma coloração avermelhada no caso do ferro, ou marrom no caso do manganês, devido à precipitação de ferro e manganês quando oxidados. São adotados os valores de 0,3 mg.l -1 para a concentração de ferro e inferior a 0,1 mg.l -1 para manganês. Quando os valores ultrapassam os 0,5 mg.l -1, causa sabor metálico nas águas, além de ser altamente prejudicial, principalmente em caldeiras para geração de vapor. Lenzi et al. (2009), comenta que os cloretos, juntamente com os sulfatos e bicarbonatos fazem com que a água tenha um sabor salino, além de serem laxativos, principalmente em concentrações maiores. Os cloretos e sulfatos, combinados com Ca 2+ e Mg 2+, causam dureza permanente da água. Se tolera um valor de 250 mg.l -1 para ambos, enquanto que para os sólidos totais o limite não pode ultrapassar de 1000 mg.l -1. O nitrogênio também faz parte da lista de características químicas, pois é um dos elementos principais para o crescimento de algas, porém, em excesso, ocasiona um acelerado crescimento desses organismos. Quando ocorre este fenômeno, temos a chamada eutrofização. Normalmente, a grande quantidade de nitrogênio está associada à origem

28 28 antrópica, decorrente do lançamento de despejos domésticos, industriais e de criadouros de animais (MOTA, 2003; LIBÂNIO, 2008). Do mesmo modo que o nitrogênio, o fósforo também é essencial para crescimento de algas, mas em grandes quantidades, provoca eutrofização do recurso hídrico. Suas principais fontes são dissolução dos compostos contendo fósforo do solo, decomposição da matéria orgânica, esgotos domésticos e industriais, fertilizantes, detergentes e excrementos de animais (MOTA, 2003; MACÊDO, 2001). Segundo Von Sperling (2005), alguns valores podem ser utilizados como indicador do estado de eutrofização de corpos hídricos. Valores de fósforo abaixo de 0,01-0,02 mg L -1, considerado não eutrófico, entre 0,01-0,02 e 0,05 mg L -1 tem-se um estado intermediário e valores acima de 0,05 mg L -1 ocorre um ambiente eutrófico. Águas superficiais límpidas se encontram saturadas de O 2. A concentração do oxigênio que está dissolvido na água depende diretamente da concentração e da natureza da matéria orgânica dissolvida na mesma. Esta matéria orgânica consome oxigênio ao se decompor, principalmente com o aumento da temperatura, e num ambiente anaeróbico, pode vir a matar os outros organismos por asfixia (LENZI et al., 2009). A matéria orgânica presente nos corpos d água e nos esgotos é uma característica de fundamental importância. Nas análises laboratoriais, há uma grande dificuldade em determinar os componentes orgânicos, devido sua variedade de formas e compostos em que esta pode se apresentar. A Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e a Demanda Química de Oxigênio (DQO) são os parâmetros mais utilizados, seguido da medição do Carbono Orgânico Total (COT) (VON SPERLING, 2005). Von Sperling (2005) comenta ainda que a grande maioria dos poluentes inorgânicos é tóxica, em especial os metais. Os mais comuns de serem encontrados dissolvidos na água são o arsênio, cádmio, cromo, chumbo, mercúrio e prata. As atividades antrópicas, como despejos industriais, atividades mineradoras, atividades de garimpo e agricultura são as responsáveis por esta origem.

29 Características Microbiológicas As características estão relacionadas aos diversos microrganismos que habitam o ambiente aquático. Sua importância manifesta-se no controle de transmissão de doenças e na degradação da matéria orgânica realizada por bactérias (TELLES; COSTA, 2007; LIBÂNIO, 2008). A biota presente em lagoas de estabilização é formada por algas, bactérias, protozoários e fungos. Estes organismos reproduzem-se na medida em que há alimento disponível. Em um ambiente aeróbio, as bactérias metabolizam a matéria orgânica, convertendo-a em dióxido de carbono e água (KELLNER et al., 1998). Branco (2010) comenta que as análises laboratoriais verificam a presença ou não de matéria fecal, através de bactérias pertencentes ao grupo denominado de coliformes termotolerantes. A presença destas bactérias na água indica sempre a presença de esgotos, logo, tem-se a possibilidade de haver bactérias patogênicas. De acordo com Rose et al. (2002) apud Bazzarella (2005), a quantidade de bactérias aeróbias, como os coliformes termotolerantes, aumenta durante as primeiras 48 horas de estocagem e depois fica relativamente estabilizada por, aproximadamente, 12 dias. A água residual, antes de ser lançada em um recurso hídrico, deve passar por tratamento em Estações de Tratamento de Efluentes (ETEs), a fim de que atinja os parâmetros exigidos pela legislação, uma vez que se lançada indevidamente com os seus poluentes característicos, causa alteração de qualidade nos corpos receptores, resultando em contaminação das águas superficiais e subterrâneas, bem como do solo. (OLIVEIRA; ARAÚJO; FERNANDES, 2009). O Quadro 4 apresenta a relação dos principais parâmetros que devem ser analisados em amostras de água.

30 30 Quadro 4 - Principais parâmetros a serem investigados numa análise de água. Características Parâmetros Físicos Parâmetros Químicos Parâmetros Biológicos Águas residuárias Corpos receptores Águas para abastecimento Parâmetro Água superficial Água subterrânea Bruta Bruta Tratada Bruta Tratada Tratada Rio Lago Cor X X X (1) X X X Turbidez X X X X X X Sabor e odor X X X X Temperatura X X X X X ph X X X X X X X Alcalinidade X X X Acidez X X Dureza X X Ferro e manganês X X X X Cloretos X X Nitrogênio X X X X X X X X Fósforo X X X X Oxigênio dissolvido X (2) X X Matéria orgânica X X X X Micropol. Inorg. (diversos)(3) Micropol. Orgân. (diversos)(3) Organismos indicadores Algas (diversas) Bactérias decomp. (diversas) X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X (2) X Notas: (1) Causada por Fe e Mn; (2) Durante o tratamento, para controle do processo; (3) Devem ser aqueles que possuírem alguma justificativa, devido ao uso e ocupação do solo na bacia hidrográfica. Fonte: VON SPERLING (2005) 3.4 Efluentes Líquidos Geração de Efluentes Todas as atividades que envolvem a utilização ou o tratamento de água são capazes de gerar efluentes, que na maioria das vezes, acaba sendo lançado no meio ambiente. Em se tratando de solo brasileiro, acredita-se que cerca de 92% do esgoto doméstico gerado seja lançado em corpos hídricos sem nenhum tratamento (MIERZWA, HESPANHOL, 2005; METCALF, EDDY, 2005). X (2)

31 31 Devido à alteração das características dos efluentes e à imposição de limites mais restritos sobre as descargas de águas residuais, é dada maior ênfase sobre a caracterização de águas residuais. Como a modelagem dos processos de tratamento é ampla e é usada em projetos de otimização de processos de tratamento físico, químico e biológico, a caracterização completa de águas residuais, principalmente de efluentes contendo resíduos industriais, é cada vez mais importante, portanto, a compreensão da natureza das águas residuais é de fundamental importância para o projeto e operação da escolha do tratamento, instalações necessárias e reuso, quando possível (METCALF; EDDY, 2003). O adequado gerenciamento dos efluentes é importante para minimizar impactos ambientais, o que exige uma adoção de procedimentos específicos de coleta e tratamento. Os efluentes gerados pelas atividades industriais devem ser identificados com base em uma análise dos processos e operações que utilizam a água, tanto como matéria-prima quanto como produto auxiliar. Atualmente, o grau de tratamento necessário para o lançamento em um corpo receptor de efluentes tratados ou não, oriundos de atividades industriais, leva em conta os padrões legais de emissão e de qualidade. Os padrões de emissão são reportados às características do efluente lançado, enquanto os padrões de qualidade dependem das características do corpo receptor deste efluente. Esses padrões de emissão e qualidade são especificados via legislação: em nível Federal vige a Resolução CONAMA n 357 de 17 de março de 2005; e a nível Estadual, vige a Resolução CONSEMA n 128 de 24 de novembro de 2006, com parâmetros mais restritivos que a federal (CAVALCANTI, 2009) Sistemas de Tratamento de Efluentes Tratamento Prévio O tratamento prévio ou também conhecido como preliminar é a primeira fase de separação de sólidos. Nesta etapa de tratamento se removem sólidos grosseiros, detritos minerais (areia), materiais flutuantes e carreados e, por vezes, óleos e graxas. Os mecanismos de remoção são de ordem física (TELLES ; COSTA 2007).

32 32 Von Sperling (2005) ressalta que as principais finalidades da remoção destes sólidos grosseiros incluem a proteção dos dispositivos de transporte dos esgotos (bombas e tubulações; proteção das unidades de tratamento subseqüentes e a proteção de corpos receptores). A remoção da areia do efluente tem por finalidade evitar entupimentos, obstruções, depósitos de materiais em sistemas como tubulação, tanque, orifícios, sifões, facilitando o transporte líquido do sistema e a transferência de lodos nas mais diversas fases do tratamento (TELLES; COSTA, 2007). A remoção da areia é feita com ajuda de desarenadores. O mecanismo de remoção da areia basicamente é a sedimentação, onde os grãos de maiores dimensões e densidade vão para o fundo do tanque, enquanto a matéria orgânica, por ser mais leve, permanece na superfície (VON SPERLING, 2005) Tratamento Primário Basicamente, esta etapa de tratamento é constituída por processos físico-químicos, onde ocorre à passagem do efluente por uma unidade de sedimentação (decantador primário), após as unidades de tratamento prévio, colaborando desta forma, para melhorar a remoção de sólidos sedimentáveis. Acredita-se, que somente com o tratamento prévio e o preliminar, consiga-se remover cerca de 60 a 70% de sólidos em suspensão (SS), de 20 a 45% da DBO E 30 A 40% de coliformes (TELLES; COSTA, 2007). No decantador primário (que pode ser tanto retangular como circular), o efluente flui vagarosamente permitindo que os sólidos em suspensão, os quais possuem maior densidade, sedimentem gradualmente no fundo. Este material sedimentável recebe o nome de lodo primário bruto, sendo sua remoção necessária, através de raspadores mecânicos, para não prejudicar a eficácia do tratamento (VON SPERLING, 2005). Ainda, segundo Von Sperling (2005), pode-se aumentar a eficácia do tratamento primário com a ajuda de agentes coagulantes. Estes coagulantes podem ser sulfato de

33 33 alumínio, cloreto férrico, auxiliado por um polímero. Da mesma forma, pode-se reduzir o fósforo, através da precipitação. Além do decantador primário, encontram-se nesta etapa de tratamento os floculadores, onde se adiciona produtos químicos, provocando o agrupamento de partículas a serem removidas. Quanto mais suave à agitação do efluente, melhor para a formação de flocos. No processo de flotação, trabalha-se com o princípio básico da adesão de microbolhas de ar na superfície das partículas. Em seguida, ocorre a remoção através da ajuda de raspadores manuais ou mecânicos (MALLMANN, 2008) Tratamento Secundário O tratamento secundário ou biológico visa à transformação da matéria orgânica presente no efluente em gases e tecido celular (lodo biológico). Neste processo, pode-se ter ainda a transformação ou remoção de nutrientes por transformação, como é o caso do fósforo e nitrogênio. Ou ainda, em casos mais isolados, remover constituintes e compostos orgânicos específicos (METCALF & EDDY, 2003). Von Sperling (2005) ressalta que nesta etapa de tratamento a remoção da matéria orgânica é efetuada por reações bioquímicas, realizadas por microorganismos. Estes por sua vez, transformam a matéria orgânica em gás carbônico, água e material celular. Telles; Costa (2007) ressaltam que pode haver uma remoção tanto da DBO como para Coliformes de 60 a 99%. Já para os nutrientes, pode haver uma redução de 10 a 50%, podendo este valor ser superior, caso haja unidades específicas para isso. Os decantadores secundários normalmente estão presentes no tratamento secundário. Estes são responsáveis pela separação dos sólidos em suspensão presentes no tanque de aeração, permitindo a saída de um efluente clarificado, consequentemente, há um aumento do teor de sólidos em suspensão no fundo do decantador (TELLES; COSTA, 2007). Estes sólidos em suspensão originam o Lodo Ativado, que apresenta alta eficiência no que se refere à remoção de matéria orgânica em esgotos domésticos e efluentes industriais.

34 34 São sistemas que apresentam certa versatilidade na operação e se comparados a outros tipos de sistemas biológicos normalmente utilizados no tratamento de resíduos, ocupam menor espaço físico para implantação (CLAAS, 2007). No tratamento secundário, todas as etapas de tratamento ocorrem via ação biológica, dividida em dois ambientes. O ambiente aeróbio é aplicado a todas as variantes de lodos ativados e lagoas aeradas, nos quais o oxigênio é introduzido artificialmente. Neste ambiente produz-se maior quantidade de lodo ao invés do processo anaeróbio. Em comparação com o processo anaeróbio, tem-se a ação de bactérias que sobrevivem na ausência de oxigênio. Consequentemente tem-se a produção de biogás (biogás = metano, CO 2 e outros gases), que geram menor quantidade de lodo uma vez que parte da matéria orgânica é transformada em gases (TELLES; COSTA, 2007). O tratamento anaeróbio é o processo de decomposição orgânica onde as bactérias anaeróbias, que sobrevivem na ausência de oxigênio, conseguem rapidamente decompor os resíduos orgânicos. Este tratamento é normalmente adotado quando a carga de matéria orgânica encontra-se elevada (VON SPERLING, 2005) Tratamento Terciário O tratamento terciário ou avançado nem sempre esta presente nas ETEs. Geralmente é constituída de unidades de tratamento físico-químico, tendo como objetivo a remoção complementar da matéria orgânica e de compostos não biodegradáveis, nutrientes, poluentes tóxicos, sólidos inorgânicos dissolvidos e sólidos em suspensão remanescentes, e de patogenias por desinfecção dos esgotos tratados. O Quadro 5 apresenta uma breve descrição das principais etapas de tratamento de efluente.

35 35 Quadro 5 - Graus de tratamento Tratamento Descrição Tratamento Remove material de granulometria pequena, sólidos em suspensão e parte da matéria orgânica preliminar de esgoto. Consistem na remoção de sólidos que permaneceram após a primeira etapa, que principalmente arrastam sólidos em suspensão e matéria orgânica. Normalmente realizado com adição de Tratamento produtos químicos que vai forçar a precipitação de sólidos ou por algum tipo de processo de primário filtração que é empregado para a remoção de sólidos em suspensão e material graxo (óleos e graxas) que não foram removidos na primeira etapa. É empregado para a remoção, via ação biológica, do material em solução de natureza Tratamento biodegradável. É, portanto, característico de todos os processos de tratamento por ação de secundário micro-organismos. Remoção de resíduos sólidos em suspensão que são arrastados do tratamento secundário ou qualquer outra etapa anterior, e ocorre geralmente por meio de algum tipo de sistema de Tratamento filtração. A desinfecção é também tipicamente uma parte do tratamento terciário. A remoção de terciário nutrientes, quando não é possível na etapa secundária, pode ocorrer numa etapa terciária. Também, a remoção de compostos orgânicos recalcitrantes e/ou refratários ou ainda na remoção da cor, de odor ou até mesmo na desinfecção do despejo. Fonte: Jordão (1997) Processos de Tratamento A remoção de contaminantes presentes em efluentes industriais se dá através de métodos físicos, químicos e biológicos envolvendo processos e operações unitárias de natureza física, química e biológica, utilizadas isoladamente ou em uma multiplicidade de combinações (CAVALCANTI, 2009). Assim, de acordo com Von Sperling (2005) e Metcalf e Eddy (2003), o tratamento de efluentes pode ser classificado em: a) Processos físicos: são os processos em que há predominância dos fenômenos físicos de um sistema ou dispositivo de tratamento, caracterizando-se principalmente pela remoção de substâncias fisicamente separáveis dos efluentes, ou que não se encontram dissolvidos. Os principais processos físicos adotados são: gradeamento, peneiramento, decantadores, caixas de gordura, remoção da umidade do lodo, filtração, homogeneização; b) Processos químicos: são os processos em que há utilização de produtos químicos. São utilizados quando os processos físicos e biológicos não atendem a demanda de poluentes que se deseja reduzir ou remover. Os principais processos químicos adotados são: floculação, coagulação, precipitação, cloração e neutralização de ph;

36 36 c) Processos biológicos: são os processos que dependem da ação de microrganismos presentes nos efluentes; os fenômenos inerentes à alimentação são predominantes na transformação dos componentes complexos em compostos simples, tais como: sais minerais, gás carbônico e outros. Os principais processos biológicos de tratamento são: oxidação biológica aeróbia, como lodos ativados, filtros biológicos, valos de oxidação e lagoas de estabilização; e anaeróbios como reatores anaeróbios de fluxo ascendente, e digestão de lodo (aeróbia, anaeróbia e fossas sépticas) Operações Unitárias Os processos de tratamento dos efluentes são formados por uma série de operações unitárias e estas são empregadas para a remoção de substâncias indesejáveis, ou para a transformação destas substâncias em outras de forma aceitável, ou seja, de forma a atender as legislações de lançamento. As mais importantes operações unitárias, empregadas nos sistemas de tratamento são descritas no Quadro 6 (JORDÃO, 1997). Quadro 6 - Operações unitárias de tratamento de efluentes Operação unitária Arraste com gás Gradeamento Sedimentação Flotação Coagulação química Precipitação química Filtração Processo de operação Operação pela qual gases são precipitados no esgoto ou tomados em solução pelo esgoto a ser tratado, pela sua exposição ao ar sob condição elevada, reduzida ou normal de pressão; Operação pela qual o material flutuante e a matéria em suspensão que for maior em tamanho que as aberturas das grades, são retidas e removidas; Operação pela qual a capacidade de carreamento e de erosão da água é diminuída, até que as partículas em suspensão decantem pela ação da gravidade e não possam mais ser levantadas pela ação de correntes; Operação pela qual a capacidade de carreamento da água é diminuída e sua capacidade de empuxo é então aumentada. Operação onde há adição de substâncias químicas formadoras de flocos (coagulantes) ao efluente. Operação de adição de substâncias químicas como sulfato de alumínio e sais de ferro, com o objetivo de eliminar nutrientes como o fósforo. Operação pela qual os fenômenos de coar, sedimentar e de contato interfacial

37 37 Operação unitária Desinfecção Processo de operação combinam-se para transferir a matéria em suspensão para grãos de areia, carvão, ou outro material granular, de onde deverá ser removida; Operação pela qual os organismos vivos infecciosos em potencial são exterminados; Operação pela qual os micro-organismos decompõem a matéria orgânica contida no Oxidação efluente ou no lodo e transformam substâncias complexas em produtos finais biológica simples. Fonte: Jordão (1997) 3.5 Reuso de Água Para Fiori et al. (2006) a expansão da rede de água para abastecimento urbano no Brasil, ainda é insuficiente para atender a elevada demanda de água potável nas grandes e médias cidades. Diante desta situação, todo e qualquer projeto relacionado ao aprimoramento do uso de água é importante para contribuir para uma melhor qualidade de vida para a população. A conservação da água pode ser realizada por várias atividades, tais como a redução da demanda da água, melhoramento do seu uso e redução das perdas e desperdícios (TOMAZ, 2001). O reuso de água é considerado uma das principais alternativas para um uso mais racional da água (MACÊDO, 2001). Mierzwa e Hespanhol (2005) definem, de maneira geral, o termo reuso de água como o uso de efluentes tratados ou não para fins benéficos, tais como irrigação, uso industrial e fins urbanos não potáveis, em substituição à fonte de água normalmente utilizada. Segundo Telles e Costa (2007), o reuso da água compreende o aproveitamento de um efluente após uma extensão do seu tratamento. O autor afirma também que não é necessário tratar todo o esgoto para reutilizá-lo, apesar de que, em alguns casos, exige-se um tratamento mais aprimorado. Deve-se, portanto levar em consideração as características próprias de utilização da água para adequá-lo aos padrões de qualidade de água exigidos. Lavrador Filho (1987) apud Mancuso e Santos (2003), define a prática de reuso como o aproveitamento de águas já utilizadas em alguma atividade, para suprir necessidades de outros fins, podendo este ser, inclusive, o original. Ainda, diz que pode ser realizado de forma

38 38 direta ou indireta com ações planejadas ou não planejadas, gerando assim as seguintes definições: a) Reuso indireto não planejado: a água utilizada, uma ou mais vezes, para uma atividade, ou seja, o efluente de uma atividade é destinado ao meio ambiente e captado em um ponto a jusante ao lançamento; b) Reuso indireto planejado: o efluente, depois de passar por tratamento, é destinado ao meio ambiente de forma planejada e consciente, para ser captado novamente em um ponto a jusante com a intenção do reuso; c) Reuso direto: o efluente, após ser tratado, é direcionado diretamente ao ponto em que o reuso será realizado. Este ocorre sempre de forma planejada. De acordo com Mierzwa e Hespanhol (2005), a prática de reuso pode ser implantada de duas maneiras: reuso direto de efluentes e reuso de efluentes tratados. O reuso direto de efluentes compreende o uso de efluente originado por um processo diretamente em outro, devido às características compatíveis, podendo-se utilizar parcialmente o efluente ou misturálo com a água de abastecimento. Já no caso do reuso de efluentes tratados utilizam-se efluentes que tenham sido submetidos a um tratamento. Após o tratamento é verificado se o efluente atinge as características necessárias, caso contrário realiza-se um novo tratamento. Ainda, o reuso pode ser classificado em duas grandes categorias: potável e não potável, dependendo de que atividade será o objetivo do reuso (MANCUSO; SANTOS, 2003). Para Telles e Costa (2007) o reuso de água com características similares ao esgoto doméstico, decorrentes de atividades como higiene, preparação de comidas, entre outras; deve ser realizado para fins menos nobres, onde não são exigidos os padrões de qualidade de água potável, por motivos de segurança à saúde pública. Ainda segundo o autor, o reuso para fins não potáveis auxilia na redução do problema da escassez, substituindo a exploração de mananciais. Com isso, volumes de água potável são poupados, usando-se água de qualidade inferior para estas finalidades. Para fins deste estudo será adotado o conceito de reuso de água, de forma geral, apresentado por Mierzwa e Hespanhol (2005). O reuso a ser realizado é classificado como reuso direto, conforme Lavrador Filho (1987) apud Mancuso e Santos (2003); e um reuso de efluentes tratados conforme Mierzwa e Hespanhol (2005). Ou seja, o efluente será encaminhado a um tratamento para atender as características necessárias e então encaminhado

39 39 ao reuso não potável (descargas sanitárias, lavagem dos caminhões, lavagem do piso e circulação de água no telhado para obter um melhor conforto térmico). A prática do reuso de água, contribui de forma significativa com a redução do volume de água captado pelo sistema de abastecimento convencional e do efluente gerado pela prática da atividade. Sobretudo, deve ser adotada no momento em que as características do efluente disponível sejam compatíveis com os requisitos de qualidade exigidos para a finalidade de sua aplicação (MIERZWA; HESPANHOL, 2005) Reuso de Água na Indústria Silva (2002) comenta que as principais aplicações industriais de efluentes tratados podem ser classificadas como: reuso para sistemas de água de resfriamento; reuso para sistemas de produção de água quente ou vapor caldeiras; reuso em processos industriais; outros usos menos nobres, como rega de jardins, lavagem de tanques e pátios. Silva (2002) complementa que existem outros usos industriais podendo ser incluídos nas atividades da construção civil (preparação de concreto e compactação do solo); lavagens de peças nas indústrias mecânicas; lavagem de gases de chaminés. O reuso de água em nível industrial já é uma realidade, porém associadas a iniciativas isoladas dentro do setor privado. Principalmente, por ser economicamente viável em função dos custos e por reduzir o volume de efluentes lançados em recursos hídricos (MACÊDO, 2001; TELLES; COSTA, 2007). Telles e Costa (2007) comentam que os custos elevados da Água Industrial no Brasil, são um estimulo para que as indústrias adotem o reuso, viabilizando a maximização da eficiência no uso dos recursos hídricos. Dentre os benefícios do reuso de água no setor industrial, pode-se citar a maximização da eficiência na utilização dos recursos hídricos; benefícios referentes à imagem ambiental da empresa (adoção de postura pró-ativa com o meio ambiente); garantia na qualidade de água tratada; viabilização de um sistema fechado, com descarte mínimo de efluentes; credenciamento da empresa para futuros processos de

40 40 certificação ambiental (International Organization Standardization - ISO ); independência do sistema público e de suas instabilidades (garantia no abastecimento). O reuso de água também vem sendo adotado por algumas empresas como forma de exploração do marketing verde. Com a minimização do volume de efluente gerado, agrega-se valor ao produto final, bem como aumenta a competitividade ao cliente e consumidor (CONSTANZI, 1998) Aspectos legais para reuso de água Quando se deseja realizar um projeto que promova o reuso de água, devem-se considerar medidas efetivas de proteção à saúde pública e ao meio ambiente. Apesar de ser uma prática relativamente recente, já existem em outros países diversas legislações específicas sobre este tema. Porém no Brasil, até o presente momento, não existe legislação federal que regulamente a utilização de fontes alternativas de água. O manual de Conservação e reuso de água em edificações, realizado pela FIESP (Federação das Indústrias do Estado de São Paulo) (SAUTCHUK et al., 2005), e a Norma Brasileira (NBR) /1997, da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), apresentam padrões de qualidade necessários para alguns tipos de reuso de água não potáveis. O manual da FIESP (SAUTCHUK et al., 2005), sugere a divisão dos vários tipos de reuso de água não potável em classes que então resume os critérios de qualidade necessários de acordo com a atividade. Segundo este manual, o reuso de água em descargas sanitárias, por exemplo, não deve apresentar mau cheiro, não ser abrasiva, não manchar superfícies, não deteriorar os metais sanitários, não propiciar infecções ou a contaminação por vírus ou bactérias prejudiciais à saúde humana. Neste sentido esta atividade enquadra-se na água de reuso classe 1, que também compreende atividades como lavagem de pisos, roupas e veículos e fins ornamentais (chafarizes, espelhos de água, etc.).

41 41 De acordo com a NBR /1997, no item 5.6, as atividades de reuso de água para fins não potáveis também podem ser divididas em diferentes classes que então apresentam parâmetros próprios conforme o tipo de reuso. Nesta norma, adotou-se a classe 3, por ser uma água para reuso de descargas sanitárias. A Tabela 1 mostra alguns padrões de qualidade necessários estabelecidos pelas duas referências citadas acima para o reuso em descarga de vasos sanitários. O manual da FIESP (SAUTCHUK et al., 2005), traz informações a respeito de parâmetros necessários para obter a qualidade para o reuso da classe 1, tais como índice máximo de coliformes fecais como item prioritário para garantir segurança. Tabela 1 - Padrões de qualidade estabelecidos para reuso de água em descarga sanitária Parâmetros Manual de Conservação e reuso de água em edificações FIESP classe 1 NBR / 1997 classe 3 ph Entre 6,0 e 9,0 - Cor 10 UH* - Turbidez 2 UT** < 10 UT Óleos e Graxas 1 mg/l - DBO (demanda bioquímica 10 mg/l - de oxigênio) Coliformes Fecais Não detectáveis < 500 NMP/100 ml Compostos orgânicos voláteis Ausentes - Nitrato < 10 mg/l Nitrogênio amoniacal 20 mg/l Nitrito 1 mg/l Fósforo total 0,1 mg/l - SST (sólido suspenso total) 5 mg/l - SDT (sólido dissolvido 500 mg/l - total) Odor e aparência Não desagradáveis - *UH: unidade Hazen **UT: unidade de Turbidez Fonte: SAUTCHUK et al.,

42 42 Em relação à demanda bioquímica de oxigênio (DBO), a norma diz que o seu controle evita a proliferação de microrganismos e cheiro desagradável, em função do processo de decomposição. O controle de compostos orgânicos voláteis visa evitar odores desagradáveis; e o controle de fósforo total visa evitar a proliferação de algas e filmes biológicos, que podem formar depósitos em tubulações, peças hidráulicas e reservatórios. 3.6 Principais parâmetros analisados visando o reuso São inúmeros os parâmetros avaliados nas estações de tratamento, com o intuito de atender as legislações em vigor para descarte de efluentes ou reuso do mesmo. Os principais estão descritos a baixo: a) DQO: quantidade de oxigênio necessária para haver uma oxidação da matéria orgânica presente em uma amostra através de um agente químico (MACÊDO,2001); b) DBO 5 : é de fundamental importância para medir o peso (por volume unitário de água) do oxigênio dissolvido utilizado no decorrer do processo biológico de degradação de materiais orgânicos (PELLACANI, 2011). c) Fósforo: possui fundamental importância, pois em elevadas concentrações, acaba favorecendo a produção de fitoplâcton, além de provocar turbação e odor na água (MACÊDO, 2001); d) Sólidos Suspensos: a fração dos sólidos orgânicos e inorgânicos que estão em suspensão, porém composta por partículas que possuem dimensões muito pequenas, não possibilitando a sua filtração (TELLES; COSTA, 2007); e) Sólidos Fixos: partículas orgânicas ou inorgânicas que não se volatilizam. f) Sólidos Totais: parâmetro no qual se determina a forma como as partículas se encontram, como tamanho, fração volátil e fixa e sedimentabilidade. É um parâmetro muito importante no estudo dos possíveis tipos de tratamento de águas residuárias (NUNES, 2008).

43 43 g) Nitrogênio total: para haver um desenvolvimento de vegetais e /ou organismos vivos, é um dos parâmetros de principal importância. Pois quando presente em concentrações elevadas provoca eutrofização do ambiente, ou seja, consome-se o oxigênio, não havendo possibilidades de haver uma vida aquática (VON SPERLING, 2005); h) Coliformes totais: grupo de bactérias, que podem ser anaeróbias ou aeróbias, responsáveis pela decomposição da matéria orgânica (MACÊDO, 2001); i) Coliformes Termotolerantes: subgrupo das bactérias do grupo coliforme (CONSEMA nº 128/2006), também conhecidas como coliformes fecais, apresentam as características do grupo, porém a uma temperatura de incubação maior, são indicadores de contaminação fecal (MACÊDO, 2001); j) Cloretos: são elementos advindos da dissolução de sais, como por exemplo, o cloreto de sódio (GONÇALVES, 2006); k) ph: expressa a concentração de íons de hidrogênio na solução, sendo indicador do seu grau de acidez ou basicidade (TELLES e COSTA, 2007), com isso pode-se saber a quantidade de produtos químicos necessários para sua coagulação, bem como o padrão de emissão deste em corpos receptores (MACÊDO, 2001); l) Turbidez: definida como o grau de interferência com a passagem da luz através da água, dando a ela, uma aparência turva; m) Carbono Orgânico Total: é a analise de contaminação da água ou efluente por impurezas orgânicas (MACÊDO, 2001). 3.7 Trabalhos Relacionados Mallmann (2008) realizou estudos sobre o reuso de efluentes oriundos de um posto de lavagem. Inicialmente coletou amostras de três pontos geradores e do efluente final, com o objetivo de identificar a variação das cargas contaminantes. Após a coleta das amostras, determinou parâmetros físico-químicos. ph, Cloretos, Dureza, Surfactantes, Nitrogênio, Fósforo, DQO, Sólidos Suspensos e Sólidos Sedimentáveis.

44 44 Após analises, havia parâmetros que não atendiam a legislação de reuso, iniciando-se assim testes físico-químicos com o efluente tratado da empresa, através do aparelho Jar Test. Utilizou-se como agente coagulante, Cal hidratado, Sulfato de Alumínio e polieletrólito aniônico. Inicialmente, o ph foi ajustado para 12 com ajuda da solução de cal, em seguida adicionado o sulfato de alumínio e polieletrólito aniônico, a fim de formar flocos com boas características de sedimentação. Filho (2009) analisou o tratamento terciário de uma empresa de refrigerantes, com o objetivo final de promover o reuso em torres de resfriamento e caldeiras. Os parâmetros analisados foram DBO, DQO, Sólidos Suspensos Totais, Sólidos Sedimentáveis, óleos e Graxas, ph e Temperatura. Após as análises, verificou-se que alguns padrões não atendiam as normas para reuso, sendo assim, o autor empregou filtros, como etapa inicial para remoção de turbidez e sólidos suspensos. Como as amostras analisadas não tiveram bons resultados, optou-se em realizar testes de coagulação/flocultação preliminarmente a filtração. Para realização de tal teste, contou-se com a ajuda de um parelho Jar Test de bancada. O agente coagulante adotado foi o policloreto de alumínio. O tempo e a velocidade máxima (início do teste) e mínima foram de 5 minutos e 60 rpm e 20 minutos e 30 rpm. Após as etapas de mistura rápida e lenta, Filho (2009) permitiu que os flocos formados sedimentassem por 20 minutos. Retirou-se em seguida a alíquota sobrenadante e analisando os parâmetros ph, sólidos suspensos, turbidez e cor. Como etapa inicial, corrigiu-se o ph com a ajuda de uma solução composta de ácido sulfúrico (1,0N), em 6 beckers contendo um litro de efluente e o agente coagulante policloreto de alumínio na concentração (12 ml de solução PAC 15% v/v). Com o valor do ph ajustado, Filho (2009) variou a dosagem do agente coagulante entre 7 e 12 ml/l, adotando o mesmo processo de mistura descrito anteriormente. 3.8 Estimativa do consumo de água gasto na empresa A vazão de águas residuárias industriais esta ligada ao tipo e porte da indústria, processo, grau de reciclagem, adoção de práticas de conservação de água e existência de pré-

45 45 tratamento. Sendo assim, mesmo duas indústrias produzindo o mesmo produto, as vazões de despejo podem apresentar grandes diferenças (VON SPERLING, 2005). Von Sperling (2005) ressalta ainda que em relação ao consumo de água deve-se analisar o volume consumido total, por dia ou mês; o volume consumido nas diversas etapas do processamento; recirculações internas; origem da água, abastecimento público ou poços; além de eventuais sistemas de tratamento internos. Quando a empresa ou indústria não dispõe de informações específicas, o Quadro 7 pode servir como orientação para a estimativa da sua provável faixa de vazão. Quadro 7 - Vazão específica média de empresas alimentícias Ramo Tipo Unidade Consumo de água por unidade (m³/unid) Frutas e legumes em conservas 1 ton conserva 4-50 Doces 1 ton produto 5-25 Açúcar de Cana 1 ton açúcar 0,5-10,0 Matadouros 1 boi ou 2,5 porcos 0,5-3,0 Laticínios (leite) 1000 L leite 1-10 Alimentícia Laticínios (queijo ou manteiga) 1000 L leite 2-10 Margarina 1 ton margarina 20 Cervejaria 1000 l cerveja 2-10 Padaria 1 ton pão 2-4 Refrigerantes 1000 l refrigerante 2-5 Indústriais Geral (uso sanitário) 1 empregado L/d Fonte: Adaptado de Von Sperling (2005). Para produção de despejos industriais, é fundamental analisar a vazão total, o número de pontos de lançamento; o regime de lançamento (contínuo ou intermitente, duração e frequência) de cada ponto de lançamento; pontos de lançamento (rede coletora, curso d água)

46 46 e ainda a eventual mistura dos despejos com esgotos domésticos e águas pluviais (VON SPERLING, 2005). 3.9 Jar Test O Jar Test, ou teste de jarro, é um teste simples e de ótimo resultado. Através da aplicação de diferentes concentrações de produtos químicos em cada jarro, pode-se estimar a dosagem e o consumo de produtos para o tratamento de efluentes de maneira rápida e confiável. O Jar Test é um dos métodos mais empregados nas empresas de tratamento de água. Este teste simula e facilita a determinação da dosagem dos produtos químicos que serão aplicados tanto para o tratamento da água, como efluente. Com uma pequena amostra de água, se promove a comparação entre o melhor ph e melhor dosagem do agente coagulante para que essa etapa seja bem sucedida, o que proporciona a eficiência desejada de remoção das impurezas de forma mais econômica (NUNES, 2008). O aparelho para o teste do jarro consta de seis cubas com pás misturadoras, nas quais a velocidade de rotação possa ser ajustada. Sendo a melhor dosagem, da cuba na qual aconteceu melhor floculação (MACÊDO, 2001) Principais agentes coagulantes O Sulfato de Alumínio pode ser encontrado na forma sólida ou em solução. Possui baixo custo e fácil disponibilidade. Para tratamento de água, é o eletrólito mais empregado, porém para o tratamento de efluente industrial, são necessárias dosagens muito elevadas, e os resultados geralmente não são excelentes, porém ainda é muito utilizado, não interferindo na coloração final do efluente. O ph ótimo de coagulação situa-se entre 5 e 8 (NUNES, 2008).

47 47 Nunes (2008) ressalta que o Cloreto de Ferro III (FeCl 3 ), possui uma larga faixa de ph, tendo uma excelente formação de flocos, sendo um dos eletrólitos mais utilizados para o tratamento de efluentes industriais como coagulante, principalmente para remoção de fósforo e no condicionamento de lodos. Porém, interfere na coloração do efluente, mas deixando o mesmo transparente.

48 48 4 MATERIAIS E MÉTODOS 4.1 Local de Estudo O presente estudo foi desenvolvido em uma indústria atacadista de frutas e verduras, localizada no Vale do Taquari, Rio Grande do Sul. As atividades da empresa iniciaram-se no ano de 2005, sendo atualmente, composta por 190 funcionários. A empresa vem ganhando espaço no estado, e apesar do pouco tempo de fundação, atualmente é uma das maiores na distribuição de frutas e verduras, tanto in natura como higienizadas. 4.2 Processo de Industrialização A empresa possui sua produção dividida em três linhas. Sendo praticamente 70% dos seus produtos destinados às cozinhas industriais e o restante para varejo, distribuídos no estado do Rio Grande do Sul. A primeira linha de produção é dos legumes, onde ocorre a maior parcela da produtividade e são destinados basicamente para cozinhas industriais. Os mesmos são descascados por descascadoras automáticas, passando em seguida, para uma esteira, onde por processo manual, recebem os acabamentos, tirando restos de cascas ou imperfeições. Para haver a conservação dos alimentos, utilizam-se alguns produtos, como metabissulfito de sódio, ácido cítrico e cloreto de cálcio, com o objetivo de possibilitar uma maior validade dos produtos.

49 49 O metabissulfito de sódio é utilizado na proporção de 92 g, equivalente ao volume de 100 ml para 95 litros de água, ficando os alimentos imersos de 3 a 4 minutos. É utilizado apenas em batatas e morangas, tendo uma ação antioxidante, além de inibir a proliferação de microrganismos. O restante dos legumes é imerso em uma solução de Hipoclorito de Sódio 200 ppm. Após, os legumes são cortados de acordo com a preferência do cliente, embalados e resfriados até serem distribuídos. A segunda linha de produção é de folhosas, como alface, rúcula, agrião e espinafre, atendendo tanto o varejo como o atacado. As mesmas são selecionadas manualmente, a fim de retirar folhas murchas ou queimadas. Após, são postas em uma esteira até caírem em um tanque com sistema de turbilhão, contendo água e cloro ativo na concentração de 200 mg.l -1. Em um segundo tanque, as folhas são lavadas apenas com água limpa para retirada do excesso de cloro. Com este procedimento, aumenta-se a vida útil na prateleira, minimizando a contaminação inicial. Após passam por uma centrífuga, para secar as folhas, e por fim, são divididas em dois processos. Uma parte é posta em uma moedeira ou máquina de corte, para serem picadas de acordo com os pedidos dos clientes, normalmente destinadas a cozinhas industriais, e outra parte é embalada inteira, para ser colocadas em prateleiras de supermercados. A terceira linha de produção inclui especificamente o varejo, ou seja, produtos que serão distribuídos apenas para supermercados do estado. Nesta produção, alimentos como cenoura, moranga, chuchu, batata, entre outros, são picados e embalados. Os alimentos passam por água com cloro 200 ppm e ácido cítrico 0,01% para manter uma maior vida útil. A moranga e a batata são os únicos a passarem por cloreto de cálcio, melhorando a eficiência na manutenção das características iniciais do produto e preservando a firmeza. Para a sanitização dos alimentos, utiliza-se o TOP Kitchen Saniveg P e Hipoclorito de Sódio. O primeiro age como desinfetante clorado em pó, indicado para hortifrutícolas, água, superfícies e utensílios. Seu princípio ativo é o diclorocianurato (cloro orgânico), que em contato com a água sofre hidrólise liberando ácido hipocloroso. Possui também ação bactericida. O Hipoclorito de Sódio é utilizado para reduzir ou eliminar microrganismos patogênicos. É adquirido de fornecedores que possuam certificação de qualidade e Registro no Ministério da Saúde.

50 50 Na higienização das caixas, tanto as que transportam as frutas, verduras e hortaliças, como as que são utilizadas na linha de produção, utiliza-se somente água e cloro. As mesmas são lavadas diariamente, ficando as caixas mais sujas de molho 24 horas. Figura 4 - Fluxograma das etapas de produção adotadas pela empresa Linha de produção dos Legumes Descasque automático Acabamentos manualmente Produtos de Higenização: Metabissulfito de sódio Ácido cítrico Cloreto de cálcio 4.3 Etapas do Sistema de Tratamento Linha de Produção dos Folhosos Seleção Manual Tanque de Lavagem com Cloro (200 mg L -1 ) Tanque de Lavagem com Água Máquina de Corte Secagem por Centrífuga Embalamento a vácuo Linha de Produção do Varejo Descasque Automático Acabamento Manual Corte e Secção Tanque de Higenização com Água e ÁC. Cítrico O início do tratamento do efluente na empresa na qual o estudo foi realizado, ocorre no tratamento preliminar ou também conhecido como tratamento prévio. Como etapa deste tratamento, utiliza-se o gradeamento, com o objetivo de remover materiais sólidos de maior tamanho e granulometria. Com a ajuda de uma calha Parshall, faz-se a medição e controle da vazão de água que passa pela ETE, onde diariamente, passam cerca de 30 m³ de efluente.

51 51 A água de uso da lavagem de caminhões pode ser empregada na etapa de tratamento preliminar. Antes de chegar a ETE, o efluente passa por uma caixa separadora de Óleo e Graxa, sendo a próxima etapa de tratamento, o tanque de aeração, tendo o mesmo tratamento do efluente oriundo das atividades mínimas da Empresa. A empresa tem por hábito, realizar a lavagem dos caminhões em dois dias da semana, normalmente uma parcela dos caminhões é lavada em quartas-feiras e outra em sábados. O efluente oriundo da lavagem dos caminhões, antes de ingressar na ETE, passa pela caixa separadora de óleo e graxa, instalada logo após a rampa de lavagem. Ao chegar ao sistema de tratamento, o mesmo deságua na caixa coletadora e mistura-se com o efluente oriundo da lavagem de frutas e verduras, passando em seguida para o tratamento primário. Em uma segunda etapa, o efluente passa por um tratamento primário. Inclui-se neste processo, o tanque de equalização, com o intuito de promover a homogeneização do efluente. Em seguida e efluente passa para o sistema de cascateamento e tanque de aeração, ambos com o objetivo de promover a oxigenação biológica. Na Figura 5 observa-se o tanque de aeração e o sistema de cascateameto. Figura 5 - Sistema de cascateamento e tanque de aeração No tratamento secundário, ocorre a remoção complementar da matéria orgânica e de compostos não biodegradáveis ou nutrientes. Sendo a ETE composta por um decantador de

52 52 finos, dois filtros de areia e carvão. Por fim, tem-se a vala de infiltração, sistema este que auxilia a disposição do efluente a infiltrar no solo. Empresa. Na Figura 6 pode-se observar o fluxograma das etapas de tratamento adotadas pela Figura 6 - Fluxograma das etapas de tratamento Tratamento Preliminar Gradeamento Calha Parshall Caixa Separadora de óleo e Graxa Tratamento Primário Caixa Coletora Calha de Aeração Tanque de Aeração Amostragem e conservação das amostras Tratamento Secundário Decantador de Finos Filtro de Areia com Carvão Vala de Infiltração Como etapa inicial, para caracterização do efluente da indústria em questão, foram coletadas amostras de todos os processos de tratamento. Tais pontos foram selecionados com o objetivo de verificar a eficiência do sistema de tratamento de efluentes, havendo um comparativo do percentual de eficácia do tratamento após o término das coletas. O local de coleta de cada amostra pode ser visualizado na planta baixa, que segue no ANEXO A.

53 53 Tabela 2 - Identificação dos pontos de coleta Ponto de Coleta Ponto 01 Identificação Efluente bruto Ponto02 Pós Gradeamento Ponto 03 Pós tanque de Aeração Ponto 04 Pós Decantador de finos Ponto 05 Pós Filtro (efluente tratado) O efluente coletado foi encaminhado ao laboratório de prestação de serviços da Univates, UNIANÁLISES, o qual se encontra cadastrado junto a Fundação Estadual de Proteção Ambiental (FEPAM) para execução de análises ambientais. Foram coletadas amostras de todas as etapas de tratamento no dia 29 de agosto de 2012, em um dia de atividades normais e comuns da empresa. Cabe ressaltar que neste dia ocorreu a lavagem dos caminhões, fato que poderia interferir nos resultados das amostras. Não houve incidência de precipitações pluviométricas nos dias anteriores, caso contrário, a eficiência do sistema de tratamento poderia vir a ficar prejudicada. Para coleta das amostras, foram utilizados frascos de polietileno de 1000 ml, sendo levadas para o laboratório em menos de 1 hora após a coleta, não havendo necessidade de refrigeração. Procedendo a conservação de acordo com a NBR 9898, da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Os resultados da analises encontram-se no ANEXO B. Coletou-se 5 L de efluente em cada etapa de tratamento, para ser possível analisar a DBO, DQO, Cloretos, Fósforo Total, Nitrogênio Total, Sólidos Suspensos e ph. Já para analisar os Coliformes Termotolerantes e Totais, foram necessários 500 ml de efluente. Adotou-se como metodologia, o Standart Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 2005). Além dos parâmetros descritos acima, analisou-se também Carbono Orgânico Total (COT), Sólidos Fixos, Sólidos Totais e Sólidos Voláteis. As análises de sólidos foram realizadas no laboratório de Biorreatores do Centro Universitário Univates.

54 54 Para a análise de Sólidos Totais, Fixos e Voláteis, calcinaram-se os cadinhos por 1 hora no forno mufla a uma temperatura de 550ºC. Após deixar esfriar até alcançar a temperatura ambiente, os mesmos foram pesados separadamente, e em seguida adicionado a amostra e pesado novamente. Durante 24 horas, as amostras ficaram em uma estufa a uma temperatura de 105ºC, deixando-se esfriar a temperatura ambiente e pesados novamente após este período. Após este medimento, as amostras foram calcinadas a 550ºC, em muflas, por 8 horas. Ao término do processo, as mesmas foram esfriadas a temperatura ambiente e pesadas novamente. Para realização dos cálculos, adotaram-se as fórmulas descritas no Quadro 8: Quadro 8 - Vazão específica média de empresas alimentícias PARÂMETRO FÓRMULA UNIDADE Sólidos Totais ST=((MS-MR).1000)/VA mg/l Sólidos Fixos SF=((MC-MR).1000)/VA mg/l Sólidos Voláteis SV=((ST-SF).1000)/VA mg/l Onde: MS = Massa da Amostra Seca a 105ºC, em mg; MR = Massa do Recipiente, em mg; VA = Volume da amostra, em ml; MC = Massa cinza + massa do recipiente (mg); MR = Massa do recipiente, em mg. Levou-se em consideração a escolha destes parâmetros de acordo com estudo dos aspectos legais existente para reuso, mais particularmente considerando o Manual da FIESP, que trata de Conservação e Reuso da Água em Edificações (SAUTCHUK et al., 2005). Não sendo possível caracterizar todos os parâmetros segundo o Manual da FIESP, devido o elevado custo financeiro, utilizou-se como critério de escolha dos parâmetros, os já analisados e monitorados pela empresa em questão. Porém a mesma não analisa os coliformes, e para haver um futuro reuso de água, tal parâmetro é de fundamental importância devido às patogenias que pode vir a apresentar.

55 Ensaios de Tratamento com a adoção de Jar Test Os testes com Jar Test foram realizados nos dias 11 e 16 de outubro de 2012, no laboratório de Tratamento de Água e Efluente do Centro Universitário Univates. Adotou-se um aparelho de bancada modelo JT 101, 12 RPM x 10 agitador múltiplo. Figura 7 - Aparelho de Jar Test A escolha do Jar Test levou em conta a facilidade de aplicação, gerando um ótimo resultado, sendo possível estipular dosagens e consumo de produtos para o tratamento de efluentes de maneira rápida e confiável. Para realização dos testes, utilizou-se o efluente tratado da empresa Atacadista de Frutas e Verduras. Como agente coagulante, optou-se em utilizar o Hidróxido de Cálcio (Ca(OH) 2 ), para correção do ph, Sulfato de Alumínio (Al 2 (SO 4 ) 3 ) e Cloreto de Ferro III (FeCl 3 ) como agentes coagulantes Determinação do ph Primeiramente houve a necessidade de fazer a correção do ph. Para caracterização do efluente, em todas as etapas de tratamento da empresa, o ph ficou próximo de 5, sendo que o

56 56 ideal seria entre uma faixa de 6 a 9. Para isto, utilizou-se 20g de Hidróxido de Cálcio e avolumou-se com água destilada até 200 ml do balão volumétrico. Em seguida, mediu-se 800 ml de efluente em cada bequer do aparelho Jar Test, totalizando seis Bequer. Por fim, adicionaram-se 8 ml a solução de Hidróxido de Cálcio e mediu-se o ph com auxílio de um phmetro, modelo digital Digimed DM-20. Para medição da turbidez, adotou-se o turbidimetro marca DIOIMED-TU-EBC Parâmetros analisados após tratamento físico-químico Não foram analisados todos os parâmetros adotados na etapa de caracterização do efluente da empresa. Assim, escolhe-se parâmetros físico-químicos como ph, Turbidez, Carbono Orgânico, Nitrogênio, Sólidos Fixos, Sólidos Voláteis e Sólidos Totais para verificação da eficácia de tratamento com agentes coagulantes. Antes de iniciar os testes com os coagulantes, mediu-se a turbidez com a ajuda de um turbidimetro Determinação da dosagem do agente coagulante Após a correção do ph, realizou-se testes com diferentes dosagens de sulfato de alumínio para determinação de uma faixa de ótima de coagulação/floculação que possa ser eficaz para o tratamento físico-químico. As mesmas dosagens foram adotadas separadamente para o Cloreto de Ferro III e Sulfato de Alumínio, para comparativo de eficácia de cada um dos agentes coagulantes. Os valores para o teste dos agentes coagulantes estão descritos na Tabela 3. O tempo e a velocidade máxima (início do teste) foram de 5 minutos com 60 rpm. Após este tempo, reduziu-se a velocidade para 30 rpm em um tempo de 20 minutos. Passada esta etapa, esperou-se 20 minutos para ocorrer à total decantação dos sólidos.

57 57 Tabela 3 - Quantidade dos agentes coagulantes BEQUER Volume da Amostra (ml) Quantidade de Sulfato de Alumínio (g) Quantidade de Cloreto de Ferro III (g) ,16 0, ,32 0, ,48 0, ,64 0, ,80 0, ,96 0,96 Em seguida foram analisados os parâmetros ph e Turbidez, para definir qual a melhor faixa de coagulação/floculação Desta forma, será possível analisar a eficiência dos agentes coagulantes e comparar tais resultados, com os parâmetros analisados na caracterização do efluente da empresa em questão. Por fim, haverá o comparativo destes valores obtidos com os valores descritos no manual da FIESP, a fim de verificar se este tratamento é a melhor maneira de favorecer o reuso de água Realização dos testes com a dosagem dos agentes coagulantes ajustados No dia 16 de outubro de 2012, realizaram-se os testes com a melhor faixa de dosagem encontrado para o Sulfato de Alumínio e para o Cloreto de Ferro Anidro. As dosagens adotadas para cada agente coagulante estão descritas na Tabela 4. A metodologia adotada foi idêntica a do testes anterior. Sendo o tempo e a velocidade máxima (início do teste) de 5 minutos com 60 rpm, e em seguida, reduzindo-se a velocidade para 30 rpm em um tempo de 20 minutos. Para haver a total decantação dos sólidos, esperou-se 20 minutos para analisar o ph e a turbidez. Na Tabela 4 encontram-se as concentrações adotadas tanto para o Sulfato de Alumínio como para o Cloreto de Ferro.

58 58 Tabela 4 - Dosagem dos agentes coagulantes ajustados BEQUER Volume da Amostra (ml) Quantidade de Sulfato de Alumínio (g) Quantidade de Cloreto de Ferro III (g) ,32 0, ,36 0, ,40 0, ,44 0, ,48 0,24

59 59 5 RESULTADOS E DISCUSSÕES 5.1 Caracterização do efluente A água que abastece a empresa tem sua origem de poço artesiano próprio. Não existem hidrômetros instalados para saber o consumo de água gasto ao certo diariamente. Porém, a empresa estima gastar próximo de 35 m³ diários, utilizados em todas as atividades da empresa. Na ETE, chegam próximos de 30 m³ diários, os restantes, 5 m³, são gastos em banheiros e lavagem de caminhões, sendo esta última atividade, de uso não diário. Como etapa inicial, realizou-se a caracterização do efluente em todas as etapas de tratamento. A Tabela 6 apresenta os resultados encontrados para os parâmetros DBO, DQO, Cloretos, Fósforo Total, Nitrogênio Total, Sólidos Suspensos, ph, Coliformes Termotolerantes e Totais, bem como as etapas de tratamento analisadas e a eficiência de remoção em cada etapa de tratamento. Alguns parâmetros, como Sólidos Fixos, Sólidos Sedimentavéis, Sólidos Totais e Carbono Orgânico Total foram analisados apenas no efluente da entrada e da saída da ETE, sendo os mesmos analisados no laboratório de Águas e Efluentes do Centro Universitário Univates. Para calcular a eficácia de remoção de cada etapa de tratamento, os valores foram comparados com as etapas anteriores. Desta forma, pode-se realizar o comparativo do grau de eficiência do tratamento.

60 60 Tabela 5 - Resultados obtidos com o grau de eficácia de cada etapa de tratamento Parâmetros Carbono Orgânico Total Unidades Efluente % de Tanque de Gradeamento Bruto remoção aeração Filtração % de Decantador % de % de (efluente remoção de finos remoção remoção tratado) mg/l 522, ,4 Cloretos mg/l C -1 29,1 29,1 0 34,0-16,8 38,8-14,1 19,4 50,0 Coliformes Termotolerantes Coliformes Totais NMP/100 ml NMP/ 100 ml > > > > > DBO mg/l O , , , ,9 DQO mg/l O , , , ,2 Fósforo Total mg/l P 18,105 7,953 56,1 7,614 4,2 7,783-2,2 7,445 4,3 Nitrogênio Total mg/l N 612,6 74,5 87,8 53,2 28,6 53,2 0 43,7 17,8 ph 5,40 5,33 5,08 5,11 4,44 Sólidos Fixos mg/l ,9 Sólidos Suspensos mg/l , , , ,3 Sólidos Voláteis mg/l 42 0,5 98,8 Sólidos Totais mg/l ,5 Turbidez UT 885,00 230,75 73,9 301,00-30,4 311,00-3,3 263,75 15,2

61 61 Pode-se perceber pelos resultados obtidos, que o efluente bruto não apresenta valores muito elevados. Já na primeira etapa de tratamento, no caso o gradeamento, ocorre grandes melhorias em praticamente todos os parâmetros. Segundo Telles e Costa (2007), a eficiência esperada no tratamento prévio, para remoção de Sólidos Suspensos seria 5 a 20%. Na estação de tratamento em questão, ocorre praticamente a remoção de 90% dos Sólidos Suspensos. Vale ressaltar que o gradeamento é um processo que visa à remoção física, e por isso tais valores tiveram significativa redução. Já para a remoção da DBO, espera-se que a remoção seja de 5 a 10 %, valor este atingido no gradeamento instalado pela ETE, chegando a remover 57%. Mas em se tratando de coliformes, a ETE apresenta pontos falhos, pois os valores de coliformes termotolerantes aumentam de para NMP/100 ml. Já os coliformes Totais apresentam valores superiores a NMP/100 ml. Sendo que o ideal seria o gradeamento remover de 10 a 20%. A relação DBO/DQO pode ser usada como um indicador do estágio de degradação biológica do efluente. Segundo Von Sperling (2005), este valor pode variar de 1,2 a 1,6. A relação apresentada para o efluente em questão é de 0,34, indicando que os compostos orgânicos encontram dificuldades para serem degradados. O autor ainda comenta que uma baixa relação indica que os sistemas biológicos não são eficientes, havendo a necessidade de haver um tratamento com aeração ou físico-químico. A relação SSV/SST indica a concentração de sólidos voláteis (porção orgânica) e os sólidos fixos (fração inorgânica), sendo um parâmetro das características orgânicas e demonstrando a degradação da matéria orgânica. Quanto mais próximo de 1, maior a possibilidade de degradação biológica do efluente. Como a relação para o efluente estudado apresentou índice de 0,009, a partir desta etapa o tratamento biológico não seria efetivo, sugerindo a necessidade de tratamentos que envolvam processos físicos e/ou químicos. A relação DBO:N:P indica a relação das necessidades nutricionais dos microrganismos presentes em sistemas aeróbios, sendo a DBO expressa como a quantidade de carbono como nutriente. Para haver uma relação ideal para desenvolvimento da biomassa, o valor deve ficar próximo a 100:5:1. Porém, percebe-se um desequilíbrio nesta relação, apresentando, para o efluente bruto, valores de aproximadamente 100:18:0,5, podendo vir a

62 62 prejudicar o desenvolvimento dos microrganismos presentes na biomassa, interferindo no tratamento biológico. Na Figura 8 tem-se o gráfico comparativo do efluente bruto com o efluente após passagem pelo gradeamento. Figura 8 - Comparativo do grau de eficiência do efluente bruto versos gradeamento Pode-se dizer que na primeira etapa de tratamento ocorrem melhoras de Nitrogênio Total, passando de 612 mg/l para 74,5 mg/l, uma eficácia de aproximadamente 88%. Sendo que normalmente não ocorre remoção de nutrientes no tratamento prévio. Antes do efluente chegar ao tanque de aeração, o mesmo passa por um sistema de cascateamento. Porém a análise individual desta etapa de tratamento não foi possível, pelo fato de haver um difícil acesso a este sistema, sendo o efluente coletado no tanque de aeração. O tanque de aeração esta presente no tratamento primário. Nesta etapa, o esperado seria remover de 25 a 50% da DBO. Valores estes alcançados e superados na ETE, ocorrendo à remoção de 58% da DBO, comparado com o sistema de tratamento anterior. Comparando-se com o efluente bruto percebe-se que ocorreu a remoção de 82%. Já os valores de Coliformes apresentam grandes melhorias ao se analisar os Coliformes Termotolerantes, sendo o grau de remoção superior a 84% comparado com a

63 63 etapa de tratamento anterior. Porém, ao comparar com o efluente bruto, o mesmo apresenta pontos falhos, estando os valores superiores a 154% (de para 2800 NMP/100 ml). Para os Coliformes Totais, não ocorreram melhoras no parâmetro, ficando os valores acima de NMP/100 ml. Segundo Telles e Costa (2007), os valores para remoção de bactérias no Tratamento Primário pode variar de 25 a 75%. A Figura 9 demonstra o comparativo da eficiência da primeira etapa de tratamento (gradeamento) com a segunda etapa, no caso o tanque de aeração. Figura 9 - Comparativo do grau de eficiência do gradeamento versos tanque de aeração Uma possível causa para o não tratamento deste parâmetro se deve provavelmente ao fato que no dia de coleta das amostras o aerador encontrava-se desligado, devido o não funcionamento da mesma. Na ETE tem-se apenas um aerador sendo que o ideal seria no mínimo dois, exatamente para não ocorrer tal problemática. Outro fator que pode ter ocorrido, é de contaminação da amostra ao se coletar a mesma. Outro fator importante que se deve levar em conta e que possa ter afetado a eficácia do tratamento microbiológico, é o fato do ph encontrar-se levemente ácido (valores na faixa de 5), uma vez que a maioria das bactérias atingem sua fase ótima próxima a neutralidade.

64 64 Já no decantador de finos, percebeu-se ao coletar as amostras, que este sistema encontrava-se saturado, não havendo a limpeza e a retirada do lodo acumulado. O que provavelmente esteja afetando a eficiência do tratamento. A partir deste ponto a eficácia no tratamento começa a apresentar problemas, uma vez que os parâmetros DBO, Cloretos, Fósforo, Nitrogênio e Turbidez possuem valores elevados comparados com o tanque de aeração. O mau dimensionamento do decantador é outro fator que pode vir a afetar o tratamento, pois o mesmo foi construído com o objetivo de atender uma vazão inicial de 10 m³, e atualmente não comporta os 30 m³ que passam pela ETE diariamente. O objetivo principal de um decantador é fazer com que ocorra o assentamento de sólidos. Ao analisar os sólidos separadamente, verifica-se que tal objetivo é alcançado, uma vez que os valores de sólidos suspensos caem de 300 para 130 mg/l, uma melhora de mais de 56% no grau de remoção (Figura 10). Figura 10 - Comparativo do grau de eficiência do tanque de aeração versos decantador de finos Por fim, a última etapa do tratamento consiste na filtração, sendo o efluente coletado após passagem pelos filtros, mais precisamente, na Vala de Infiltração, sendo este o efluente final da estação de tratamento da empresa.

65 65 Todos os parâmetros apresentam grandes melhoras, tanto ao ser comparado com a etapa de tratamento anterior, como com o efluente bruto, porém, o reuso não seria possível, pelo não enquadramento com o Manual da FIESP adotado. A relação entre DBO/DQO como indicador do estágio de degradação biológica, podendo os valores variar de 0,04 e 0,08 para esgotos, sendo que para despejos industriais esta faixa pode ser mais ampla, onde quanto menor a relação, melhor a degradabilidade do efluente. A relação DBO/DQO para o efluente tratado foi de 0,43, sugerindo uma alta presença de materiais inertes não biodegradáveis, indicando que, para continuidade do tratamento dos efluentes é necessário uma etapa terciária, de polimento final, envolvendo processos físico-químicos, tendo em vista que a degradação biológica não é favorecida pelas condições dos efluentes finais (Figura 11). Figura 11 - Comparativo do grau de eficiência do decantador de finos versos efluente final Na Tabela 6, é apresentado o comparativo dos valores encontrados no tratamento do efluente da empresa Atacadista de Frutas e Verduras, com a Resolução CONSEMA 128/2006, qual dispõe sobre os padrões de lançamento de efluentes em águas superficiais no estado do Rio Grande do Sul. Percebe-se que a maior parte dos parâmetros analisados se encontram em

66 66 desacordo com a Resolução, causando danos ao ambiente. Desta forma, a empresa encontrase em situação irregular quanto ao lançamento dos efluentes gerados, podendo vir a sofrer sanções dos órgãos ambientais competentes. Em comparação com o Manual da FIESP, utilizado como parâmetro para reuso de água, os valores estão em total desacordo, não havendo possibilidade de reuso atual. Caso contrário poderia haver danos na canalização da empresa ou contaminações para as pessoas que teriam contato com esta água. Tabela 6 - Comparativos do efluente final da empresa com a Resolução CONSEMA 128/2006 e Manual da FIESP para reuso de água. Parâmetro Unidades Efluente final Resolução CONSEMA 128/2006 Manual da FIESP para reuso de água DBO mg/l O DQO mg/l O Cloretos mg/l C -1 19,4 - Fósforo Total mg/l P 7, ,1 Nitrogênio Total mg/l N 43, Sólidos Suspensos mg/l Turbidez UT 263,75 2 ph 4,44 Entre 6 e 9 Entre 6 e 9 Coliforme Termotolerante Coliforme Total NMP 100 ml NMP 100 ml > Não detectáveis Um fator que pode estar interferindo na eficiência do tratamento deve-se o mau dimensionamento da estação de tratamento. A ETE foi planejada para atender 10 m³ de vazão, e após anos de uso pela empresa, a mesma não teve melhorias estruturais, já que a empresa

67 67 aumentou sua produção e consequentemente, o efluente gerado, apresentando assim, uma baixa eficiência no tratamento do efluente. Cabe ressaltar ainda, que em nenhum momento, a empresa realiza a correção do ph, apresentando no efluente tratado, uma maior acidez comparado com o efluente bruto. Outro fator que deve ser levado em conta é a má manutenção da ETE. Não ocorre a limpeza do tanque de aeração, do decantador de finos e do sistema de filtração, desta forma, todas as etapas de tratamento encontram-se saturadas, não permitindo haver o devido tratamento. Tendo em vista o objetivo deste trabalho, no caso o reuso da água, não haveria possibilidade de ocorrer esta situação. Estando o efluente final em não conformidade com o manual adotado para reuso. Assim, testou-se um tratamento complementar que possa ser eficaz para um futuro reuso deste efluente pela empresa Atacadista de Frutas e Verduras. Inicialmente, realizaramse testes com diferentes dosagens de agentes coagulantes para tratamento físico-químico, através da ajuda do aparelho Jar Test. 5.2 Testes comparativos com diferentes dosagens dos agentes coagulantes Optou-se em realizar testes físico-químicos através dos agentes coagulantes Sulfato de Alumínio e Cloreto de Ferro. Porém inicialmente houve a necessidade de correção do ph do efluente, uma vez que a coagulação exige valor ótimo para ocorrer a formação de flocos. Caso fosse usado somente o coagulante na água residuária, seriam necessárias grandes quantidades de produto, exigindo um valor muito além do necessário. Segundo Nunes (2008), a faixa ideal de ph situa-se entre 6,5 e 8,5 para a maior parte dos agentes coagulantes, faixa esta alcançada nos testes, definindo o ph ótimo em 6,8. Em seguida, estipulou-se algumas concentrações para os agentes coagulantes, a fim de verificar qual das concentrações apresentaria melhores resultados para os padrões ph e

68 68 Turbidez. O objetivo principal nesta etapa do trabalho era apenas encontrar as melhores concentrações para o Sulfato de Alumínio e para o Cloreto de Ferro III. Na Tabela 7 são apresentados os valores para o Sulfato de alumínio, como os resultados encontrados para as diferentes dosagens. Tabela 7 - Resultados com diferentes dosagens de Sulfato de Alumínio Quantidade de BEQUER Sulfato de Alumínio(g) Efluente bruto Efluente tratado ph (sem ph (com correção) correção) Turbidez Turbidez ph (UT) (NTU) 1 0,16 5,91 6, ,72 38,9 2 0,32 5,91 6, ,88 5,50 3 0,48 5,91 6, ,10 1,39 4 0,64 5,91 6, ,48 1,36 5 0,8 5,91 6, ,01 1,37 6 0,96 5,91 6, ,83 1,28 A quantidade que melhor apresentou resultados para o Sulfato de Alumínio foi a de 0,32 g. Mesmo esta concentração não apresentando os melhores resultados para o parâmetro de turbidez, foi a que melhor apresentou eficiência em se tratando do ph (onde o ideal seria próximo de 7). Percebe-se que não houve significativas diferenças de valores para os testes de número 2 a 6 em se tratando de turbidez. Para o Cloreto de Ferro III, a quantidade a qual melhor se obteve resultados foi de 0,16 g o qual se pode notar visualmente pela Figura 12. Mesmo este teste apresentando um ph ácido, em relação a turbidez, foi a que melhor apresentou coagulação, com uma boa separação da fração sólida do efluente clarificado.

69 69 Figura 12 - Comparação visual do: Efluente bruto (1); Efluente após tratamento com diferentes dosagens de Sulfato de Alumínio (2) 1 2 Na etapa seguinte, as quantidades de ambos os agentes coagulantes foram variados no entorno dos pontos de melhor coagulação/floculação, a fim de verificar uma dosagem ideal para um correto tratamento físico-químico do efluente. As dosagens utilizadas estão apresentadas na Tabela 8. Tabela 8 - Resultados com diferentes concentrações de Cloreto de Ferro III anidro Quantidade de BEQUER Cloreto de Ferro (g) Efluente bruto Efluente tratado ph (sem ph (com correção) correção) Turbidez Turbidez ph (UT) (NTU) 1 0,16 5,91 6, ,81 4,31 2 0,32 5,91 6, , ,48 5,91 6, , ,64 5,91 6, , ,8 5,91 6, , ,96 5,91 6, ,61 141

70 70 Figura 13 - Comparação visual do: Efluente bruto (1); Efluente após tratamento com diferentes dosagens de Cloreto de Ferro III anidro (2) 1 2 Na etapa seguinte, as quantidades de ambos os agentes coagulantes foram variados no entorno dos pontos de melhor coagulação/floculação, a fim de verificar uma dosagem ideal para um correto tratamento físico-químico do efluente. As dosagens utilizadas estão apresentadas na Tabela Testes comparativos com os valores dos agentes coagulantes ajustados Após definida uma dosagem aproximada dos agentes coagulantes, buscou-se quantificar a dosagem ideal para ocorrer à sedimentação de sólidos e haver um tratamento físico-químico adequado para um reuso deste efluente. Nas Tabelas 9 e 10 são apresentados os resultados encontrados.

71 71 Tabela 9 - Resultados dos testes com o ajuste do coagulante Sulfato de Alumínio Quantidade BEQUER de Sulfato de Alumínio(g) Efluente Bruto Efluente Tratado com Sulfato de Alumínio N.T ph (sem ph (com Turbidez S.F. S.V. S. T. C.O.T Turbidez S.F. mg/l ph correção) correção) (UT) mg/l mg/l mg/l mg/l (UT) mg/l N T.N. S.V. S.T. C.O.T mg/l mg/l mg/l mg/l N 1 0,32 5,7 6, , ,4 43,7 6,19 11,70 50,295 49,704 0, ,4 16,55 2 0,36 5,7 6, , ,4 43,7 5,36 13,63 53,22 86,425 0, ,9 17,78 3 0,40 5,7 6, , ,4 43,7 5,41 12,27 53,65 101,735 2, ,9 17,64 4 0,44 5,7 6, , ,4 43,7 5,49 10,98 56,52 43,478 0, ,0 19,99 5 0,48 5,7 6, , ,4 43,7 5,44 4,14 0,275 99,725 20, ,5 23,28 Onde: SF: Sólidos Fixos; SV: Sólidos Voláteis; ST: Sólidos Totais; COT: Carbono Orgânico Total; NT: Teor de Nitrogênio Figura 14 Comparação visual do: Efluente bruto (1); Efluente após tratamento com as dosagens de Sulfato de Alumínio (2) ajustado 1 2

72 72 Tabela 10 - Resultados dos testes com o ajuste do coagulante Cloreto de Ferro III anidro Quantidade de BEQUER Cloreto de Ferro III (g) Efluente Bruto Efluente Tratado com Cloreto de Ferro N.T ph (sem ph (com Turbidez S.F. S.V. S. T. C.O.T Turbidez S.F. mg/l ph correção) correção) (UT) mg/l mg/l mg/l mg/l (UT) mg/l N T.N. S.V. S.T. C.O.T mg/l mg/l mg/l mg/l N 1 0,08 5,7 6, , ,4 43,7 6,24 23,5 36,11 63,88 0, ,0 24,81 2 0,12 5,7 6, , ,4 43,7 6,13 11,29 44,74 55,25 0, ,2 21,02 3 0,16 5,7 6, , ,4 43,7 5,88 4,95 46,27 53,72 0, ,1 20,64 4 0,20 5,7 6, , ,4 43,7 5,92 3,64 53,44 46,55 0, ,0 21,24 5 0,24 5,7 6, , ,4 43,7 5,71 5,50 54,37 45,62 0, ,1 20,01 Onde: SF: Sólidos Fixos; SV: Sólidos Voláteis; ST: Sólidos Totais; COT: Carbono Orgânico Total; NT: Teor de Nitrogênio Figura 15 - Comparação visual do: Efluente bruto (1); Efluente após tratamento com as dosagens de Cloreto de Ferro (2) ajustado 1 2

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