Global Conference Building a Sustainable World. Conferência Global Construindo o Mundo Sustentável. e Eventos Preparatórios e Simultâneos

Transcrição

1 Global Conference Building a Sustainable World Conferência Global Construindo o Mundo Sustentável e Eventos Preparatórios e Simultâneos Pavilhão Vermelho do Expo Center Norte Rua João Bernardo Pinto, Vila Guilherme São Paulo - SP 23 A 25 DE Outubro de 2002

2 Water Reuse in the Industry of Leather Tanning - Case Study Distrito Industrial de Franca - SP JOSÉ ORLANDO PALUDETTO SILVA jorlanps@uol.com.br IVANILDO HESPANHOL ivanildo.hespanhol@poli.usp.br SÃO PAULO 2002

3 Introdução Justificativas do Estudo: - Escassez de recursos hídricos no Município de Franca; - Processo de produção de couros requer uma água de baixa qualidade (USEPA, 1992) em grandes volumes; - Proximidade do Distrito Industrial à ETE Franca (~3,0 km) favorecendo a implantação de sistemas de adução das águas de reúso.

4 Introdução Sistema Proposto Divisor de águas Estação de Tratamento De Efluentes Industriais Distrito Industrial Ribeirão dos Bagres Estação de Tratamento de Esgotos Domésticos Sistema de Reúso Proposto Sistema de Coleta e Afastamento Cidade de Franca Córrego Bom Jardim

5 Objetivo Estudar a possibilidade de reúso de águas, a partir dos efluentes secundários gerados na Estação de Tratamento de Esgotos de Franca (ETE Franca - Sabesp) como água de processo nas indústrias de curtimento de couros em alternativa a água industrial fornecida pelo Distrito Industrial de Franca (DINFRA)

6 Objetivo Abordagem : Avaliação da confiabilidade de tratamento da ETE Franca Verificação da compatibilidade entre os padrões de qualidade da água de reúso (ETE Franca) e da água necessária para a produção de couros e a necessidade de tratamentos complementares Avaliação do produto final a partir de ensaios de produção de couros utilizando águas de reúso (ETE Franca)

7 Estudo de Caso - Metodologia - Análise da Confiabilidade de Tratamento da ETE Franca - Coleta de Alíquotas do Efluente Secundário, Água de Utilidades e Água Industrial - Ensaios de Produção de Couros

8 Estudo de Caso - Metodologia Análise da Confiabilidade de Tratamento da ETE Franca Distribuição Temporal dos Dados jan-99 jan-99 mar-99 abr-99 mai-99 mai-99 jun-99 jul-99 ago-99 set-99 out-99 nov-99 dez-99 jan-00 fev-00 mar-00 abr-00 mai-00 jun-00 jul-00 ago-00 set-00 out-00 nov-00 dez-00 jan-01 fev-01 mar-01 abr-01 mai-01 jun-01 jul-01 ago-01 set-01 out-01 nov-01 DQO (mg/l)

9 Estudo de Caso - Metodologia Análise da Confiabilidade de Tratamento da ETE Franca 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10, y = 59,395Ln(x) - 183,68 R 2 = 0, DQO (mg/l) Ano 1999 Número de Dados Analisados 174 Probab.Acum.x100 = 10 <= 26,1 mg/l Probab.Acum.x100 = 50 <= 51,1 mg/l Probab.Acum.x100 = 90 <= 100,3 mg/l média 53,9 mg/l máximo 176,0 mg/l mínimo 4,5 mg/l resultado coleta - EF-02 45,0 mg/l prob.acumuladax100 equivalente 42

10 Estudo de Caso - Metodologia Coleta de Alíquotas do Efluente Secundário, Água de Utilidades e Água Industrial - Determinação dos Volumes das Alíquotas - Coleta das Alíquotas na ETE Franca ETA Utilidades ETE Franca Água 1 Contêiner de Coleta Caracterização Água 2

11 Estudo de Caso - Metodologia Coleta de Alíquotas do Efluente Secundário, Água de Utilidades e Água Industrial - Coleta da Água Industrial - DINFRA Água 3 Captação e Tratamento DINFRA Reservatório Industrial Contêiner de Coleta Caracterização

12 Estudo de Caso - Metodologia Padrão de Qualidade da Água para a Indústria de Curtimento de Couros Parâmetro Unidade Valor Observações Alcalinidade mg/l 135 (b) Algas - ausentes (a) Coliformes Fecais NMP/100mL < 300 (a) Cor U.C. não deve apresentar coloração acentuada (a) 10 a 100 (b) DBO 5 mg/l < 50 (a) DQO mg/l < 150 (a) Dureza mgcaco 3 /L 71,6 a 143,2 * (a),(c) *entre 4 a 8 º Alemão ( 1 º 50 a 135 (b) A = 10 mg CaO/L = 17,9 mg CaCO 3 /L). Espuma - ausentes (a) Ferro mg/l 0,2 (b) Fósforo Total mg/l < 1 (a) Manganês mg/l 0,2 (b) Materiais Flutuantes - ausentes (a) Microrganismos Patogênicos - ausentes (a) Nitrogênio Amoniacal mg/l < 5 (a) Nitrogênio Total mg/l < 10 (a) Odor - livre de odor desagradável (a) Óleos e Graxas mg/l < 30 (a) ph - 6,0 8,5 (a) 7,8 8,3 (b) Sólidos Sed. ml/l 1 (a) Sólidos Suspensos mg/l < 50 (a) Temperatura C < 30 (a) especialmente para as etapas de ribeira Turbidez NTU 20 (b) (a) CTC SENAI (2000); (b) AZEVEDO NETO (1966); (c) HOINACKI (1989)

13 Estudo de Caso - Metodologia Ensaios de Produção de Couros Água 1 Couro 1 Água 2 Couro 2 Água 3 Couro 3 Unidade Piloto de Produção de Couros Ensaios químicos em Couros Ensaios físico-mecânicos em Couros

14 Fluxograma Ilustrativo do Processo Operações de Ribeira Curtimento Acabamento

15 Estudo de Caso - Metodologia Consumo de Água no Processo de Produção de Couros 3,5-89,5 m3/t de matéria prima (couro salgado) TÜNAY et al (1999) apud EPA (1970) 13,9-56 m3/t de matéria prima (couro salgado) TÜNAY et al (1999) apud HUBER;DOANE (1980) Processo de Acabamento 30,4% Processo de Curtimento 1,1% Consumo por Etapa Operações de Ribeira 68,5% Produtos Químicos 3,0% Couro 17,4% Franca (Curtume Orlando Ltda.) 0,5 1,0 m 3 /pele produzida 1 pele (matéria prima) = 15 kg =33,3-66,7 m 3 /t de matéria-prima Consumo Relativo Água 79,6%

16 Estudo de Caso - Resultados Resultados da Análise de Confiabilidade de Tratamento da ETE Franca Qualidade dos Efluentes Produzidos pela ETE Franca (EF-02 e UT-03), Água Industrial (AI) e Padrões de Qualidade da Água para a Produção de Couros (PC) Parâmetro Unidade Efluente Final ETE Franca (EF-02) Água de Utilidades ETE Franca (UT-03) Água Industrial DINFRA (AI) Padrão da Água para Couros (PC) Alcalinidade mgcaco 3 /L - 77,8 (a) 58,0 (a) 135,0 Coliformes Fecais NMP/100mL 4,4.10 5(b) 2,1.10 3(b) Cor U.C. 191,1 (b) 172,6 (b) 73,0 (a) 100,0 DBO mg/l 15,8 (a) ,0 DQO mg/l 77,4 (a) 66,5 (a) - 150,0 Dureza mgcaco 3 /L 51,3 (a) 55,4 (a) 51,0 (a) 143,2 Fe mg/l 0,20 (a) 0,85 (b) 2,90 (b) 0,20 Manganês mg/l - 0,36 (b) 1,20 (b) 0,20 Nitrogênio Amoniacal mg/l 13,1 (b) 14,6 (b) 2,8 (a) 5,0 Nitrogênio Total mg/l 16,6 (b) ,0 Óleos e Graxas mg/l 11,8 (a) ,0 ph - 7,3 (a) 7,0 (a) 7,3 (a) 6,0 a 8,5 Sólidos Sedimentáveis ml/l 0,02 (a) - - 1,0 Sólidos Suspensos Totais mg/l 19,4 (a) 11,0 (a) - 50,0 Temperatura C 26,2 (a) 27,2 (a) - 30,0 Turbidez NTU 12,1 (a) 18,1 (a) 11,0 (a) 20,0 (a) Atende ao Padrão (b) Não atende ao Padrão

17 Estudo de Caso - Resultados Resultados das Análises das Alíquotas de Água Coletadas Resultados das análises das Águas 1, 2 e 3 comparados aos padrões qualidade de água para a produção de couros (PC) Parâmetro Unidade Água 1 Água 2 Água 3 PC Alcalinidade mgcaco 3 /L 110 (a) 106 (a) 33 (a) 135 Cloretos mg/l 69,1 (a) 66,7 (a) 12,4 (a) 600 Coliformes Fecais NMP/100mL <2 (a) <2 (a) 2, (a) 3, Cor UC 86 (a) 26 (a) 24 (a) 100 DBO mg/l 0,1 (a) 0 (a) 0,8 (a) 50,0 DQO mg/l 45 (a) 40 (a) 6 (a) 150 Dureza mgcaco 3 /L 56,5 (a) 56,1 (a) 40,6 (a) 71,6 a 143,2 Fe mg/l 0,45 (b) 0,26 (b) 0,03 (a) 0,2 Mn mg/l 0,3 (b) 0,25 (b) 0,06 (a) 0,2 Nitrogênio Amoniacal mg/l 10,5 (b) 10 (b) 0 (a) 5,0 Ovos de Helmintos ovo(s)/l 0 (a) 0 (a) 0 (a) 1 ph - 7,12 (a) 7,07 (a) 6,8 (a) 6,0 a 8,5 SST mg/l 5,5 2,0 (a) 0,0 (a) 50,0 Turbidez NTU 6,18 (a) 3,82 (a) 1,40 (a) 20,0 (a) Atende ao Padrão (b) Não atende ao Padrão

18 Estudo de Caso - Resultados Resultados dos Ensaios de Produção de Couros Resultados dos Ensaios Físico-Químicos - Couros 1, 2, 3 e Padrões de Qualidade Parâmetro Unidade Amostra Wet-Blue Couro 1 Couro 2 Couro 3 Padrão Teor de Óxido Crômico Cr2O3 % 3,53 3,56 1,99 >3,50 Teor de Cálcio Ca ++ % 0,26 0,22 0,20 < 0,70 ph - 4,00 4,28 4,07 > 3,50 Cifra Diferencial - 0,3 0,2 0,2 < 0,7 (a) Atende ao Padrão (b) Não atende ao Padrão

19 Estudo de Caso - Resultados Resultados dos Ensaios de Produção de Couros Resultados dos Ensaios Físico-Mecânicos (Força de Rasgamento, Resistência à Tração e ao Alongamento e Distensão da Flor Lastômero) - Couros 1, 2, 3 e Padrões de Qualidade Amostra Semi-Acabado Padrão Couro 1 Couro 2 Couro 3 Parâmetro Unidade Direção A Direção B Direção A Direção B Direção A Direção B Direção A Direção B Força de Rasgamento Força N 119,43 92,80 107,47 131,10 138,40 133,20 >80,00 >80,00 Força/Espessura N/mm 61,25 46,63 57,16 68,64 75,63 72, Resistência à Tração e Alongamento Força de Tração N 240,40 385,23 262,27 325,97 200,87 238,91 >150,00 >150,00 Tensão de Tração N/mm 2 13,16 21,44 14,28 17,65 11,39 13,60 Alongamento % 61,00 46,34 33,55 41,45 42,29 38,44 >80 >80 Distensão da Flor Lastômero Distensão mm 10,17 8,97 7,92 >7,50 (a) Atende ao Padrão (b) Não atende ao Padrão

20 Estudo de Caso - Resultados Resultados dos Ensaios de Produção de Couros Resultados dos Ensaios Físico-Mecânicos (Medida de Resistência a Flexões Contínuas) - Couros 1, 2 e 3 Amostra Semi-Acabado N de Ciclos Couro 1 Couro 2 Couro 3 seco úmido seco úmido seco úmido 100 flexões A A A A A A 500 flexões A A A A A A flexões A A A B A A flexões A A A B A A flexões A A A B A A flexões A A A B A A flexões A B B B A B flexões A - D - A flexões A - D - A flexões A - D - A - Avaliação do couro: A Sem danos; B Desenvolvimento de rugas na flor; C Perda de estampa; D Quebra de camada flor; e E Destruição da camada reticular do couro com formação de rasgo ou buraco. (a) Atende ao Padrão (b) Não atende ao Padrão - Aparência Final do Couro 1 = Defeitos no Processo de Depilação

21 Estudo de Caso - Conclusões Prováveis fatores de influência nos resultados não conformes: Concentrações de Fe, Mn e Nitrogênio Amoniacal nas Águas Esforços mecânicos excessivos na unidade piloto; Temperaturas excessivas na etapa de secagem e; Características intrínsecas da matéria-prima (tamanho e idade do animal, doenças, preservação das peles, etc)

22 Estudo de Caso - Recomendações Recomendações Ensaios adicionais de produção de couros em escala piloto e em escala real. - Utilizando a Água de Utilidades da ETE Franca, para que se tenha uma visão completa da aplicabilidade de um sistema de reúso na indústria de curtimento; - Atenção especial aos parâmetros Ferro, Manganês e Nitrogênio Amoniacal e Total, para a constatação de efeitos potenciais nos couros produzidos; Remoção de nitrogênio na ETE Franca - Investigação das possibilidades de adaptação do sistema de tratamento da ETE Franca para atingir os padrões de nitrogênio amoniacal e total requeridos para as águas de reúso; Avaliação de custos - Avaliação de custos para a produção de água de reúso, considerando sistema de tratamento complementar, estação de bombeamento, adutoras e adaptações nos sistemas de reservação e distribuição existentes e; Avaliação dos impactos e benefícios ambientais - Considerando a utilização de um sistema de reúso no Município de Franca, enfocando a diminuição do lançamento de efluentes tratados pela ETE Franca no corpo receptor (Ribeirão dos Bagres) e a interrupção da captação atual de água pelo DINFRA (Córrego B. Jardim).

23 JOSÉ ORLANDO PALUDETTO SILVA IVANILDO HESPANHOL SÃO PAULO 2002