SISTEMA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES DA INDÚSTRIA TEXTIL

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1 SISTEMA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES DA INDÚSTRIA TEXTIL ZANOTELLI, C. T. 1 ; MEDEIROS, R 2.; DESTEFANI, A 3.; MIRANDA, L.M. 4 ; MORATELLI JR, A 5. FISCHER, M. 5 1 Dra. em Engenharia de Produção, Professora do Programa de Mestrado em Saúde e Meio Ambiente da Universidade da Região de Joinville UNIVILLE, Campus Universitário, s/n, Bom Retiro, Cx. Postal 246, CEP , Fax: (47) , 2 Mestre em Engenharia de Produção, Professor do Departamento de Engenharia de Produção Mecânica da Universidade da Região de Joinville UNIVILLE, 3 Mestre em Saúde e Meio Ambiente, Professora do Departamento de Engenharia Ambiental da Universidade da Região de Joinville UNIVILLE, 4 Mestre em Engenharia Civil Hidráulica e Saneamento, Professor do Departamento de Engenharia Ambiental da Universidade da Região de Joinville UNIVILLE, 5 Bolsistas de Iniciação Científica da Universidade da Região de Joinville UNIVILLE. RESUMO A atividade econômica predominante na região de Joinville está embasada na indústria, dividida principalmente nos setores têxtil, metal-mecânico e plástico. A industrialização tende a se expandir e em conseqüência aumentar a geração de resíduos. Embora haja a necessidade do enquadramento legal dos resíduos industriais seguindo a resolução CONAMA é difícil e oneroso para as empresas tratarem os mesmos, pois a maior parte das tecnologias existentes são inviáveis por apresentarem altos custos de implantação e manutenção, ou ainda, terem sido desenvolvidas em outros países necessitando adequação às empresas brasileiras. Para o estudo de um sistema em escala real houve o interesse dos pesquisadores da UNIVILE em realizar uma parceria de estudos com uma empresa do ramo têxtil de modo a otimizar o atual sistema de tratamento da empresa e formar um banco de dados para a universidade. A eficiência de remoção do sistema foi de: 2,6% de Sólidos Totais Dissolvidos, 94,8 % de Turbidez, 94,8% de Cor, 94,1% de Demanda Bioquímica de Oxigênio, 79,5 % de Demanda Química de Oxigênio, 79,5 % de Fósforo, 77,2 % de Sólidos Suspensos, 75% de Sólidos Voláteis, 19,4 % de Nitrogênio Amoniacal sob as condições médias de 8,2 de ph, 34,3 ºC de Temperatura e 4,12 de Oxigênio Dissolvido.A eficiência de remoção obtida pelo sistema em escala real permite que a empresa possa lançar os efluentes nos recursos hídricos com os parâmetros exigidos pela legislação ambiental. Palavras-chave: Efluente têxtil; sistema de tratamento; eficiência; INTRODUÇÃO Joinville é a maior cidade do Estado de Santa Catarina com uma população de habitantes (IBGE, 2000), está situada na região nordeste do Estado, a economia predominante é embasada na indústria metal-mecânica, têxtil e plástico. Essa industrialização garantiu que o município obtivesse o terceiro maior Produto Interno Bruto do País. Para suprir a mão de obra, principalmente nas décadas de 70 e 80 houve um crescimento populacional exacerbado acima da

2 capacidade suporte de infra-estrutura existente, acarretando vários impactos sociais e ambientais, a exemplo da falta de saneamento básico dos efluentes domésticos e industriais. Atualmente com o aumento das exigências da legislação ambiental as indústrias estão buscando alternativas para tratar seus efluentes. Dentre os sistemas utilizados para tratamento de efluentes domésticos e industriais encontram-se os processos biológicos anaeróbios com biomassa em suspensão floculada (como lodos ativados e lagoas aeradas). No entanto estes sistemas são limitados pela concentração de biomassa e pelo tempo de retenção hidráulica, necessitando grandes áreas para instalação e dependem da separação da fração sólida e líquida. Para um estudo detalhado da eficiência de um sistema de tratamento em escala real efetivouse uma parceria entre os professores da Universidade da Região de Joinville -UNIVILLE e uma empresa do ramo têxtil de grande porte, cujo nome será preservado. O objetivo do estudo é estudar o desempenho de um sistema em escala real para obtenção de dados da eficiência de remoção do potencial poluente do efluente, o que se torna inviável para os professores sem a parceria com a empresa, a pesquisa se iniciou com um diagnóstico geral do funcionamento do sistema nos dados que a empresa possuía do período de agosto de 2002 a julho de 2004 na busca de detalhamento do processo e otimização das etapas para atingir as metas vislumbradas pela empresa, que é obter um efluente com os valores preconizados na legislação ambiental. MATERIAL E MÉTODOS O estudo abrange os resultados das coletas realizadas pela empresa no período de agosto de 2002 a julho de O sistema de tratamento biológico da empresa consta das seguintes etapas: tanque de equalização, calha parshall, tanque de homogeneização, tanque de mistura, tanque de aeração I, II e III, decantador e flotação. O efluente flui seqüencialmente no processo desde o tanque de equalização até o tanque de mistura, nesta etapa do sistema o efluente divide-se sendo lançado parte no tanque de aeração III e parte no tanque de aeração I. A parcela lançada no aerador I passa pelo aerador II e após pelo decantador. A parcela que é lançada no aerador III é lançada direto ao decantador, onde novamente os efluentes se encontram. O lodo passa por processo de secagem no filtro prensa e após é enviado para o aterro industrial (Figura 1). Os parâmetros analisados são: ph, Temperatura, Oxigênio Dissolvido (OD), Sólidos Totais Dissolvidos (STD), Turbidez, Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), Demanda Química de Oxigênio (DQO), Fósforo, Sólidos Suspensos (SS), Sólidos Voláteis (SV), Nitrogênio Amoniacal (NA),seguindo os métodos padrões (APHA, 1995). A partir do danço de dados gerado foi calculado a eficiência de cada etapa do processo pelos valore médios de concentração de cada parâmetro para verificar quais as etapas que necessitam ser otimizadas, cuja fórmula é: ξ (%) = [(afluente-efluente)/afluente]*100 O afluente foi o ponto de coleta na saída do Tanque de equalização e entrada da Calha Parshall e o efluente a saída do tanque de Flotação.

3 Tanque de equalização Calha Parshall Tanque de Homogeneização Tanque de Aeração III (Vale de oxidação) Tanque de Mistura Tanque de Aeração I Tanque de Aeração II Decantador Flotação Figura 1. Esquema das etapas do Sistema de Tratamento de Efluentes da Industria RESULTADOS O desempenho do sistema de tratamento foi analisado através da evolução dos principais parâmetros medidos e de estatística descritiva do processo. A Tabela 1 mostra os resultados obtidos no afluente e efluente de cada etapa, bem como as eficiências de remoção e os respectivos valores médios e os desvios padrão. Verificou-se que os valores das concentrações do efluente dos parâmetros DQO e SS estão condizentes aos obtidos por Alves (2000) em um experimento com efluente têxtil sintético que correspondem a 123,40 mg/l de DQO e 113,53 mg/l de SS em um sistema de tratamento biológico com pós-ozonização. Tabela 1. Valores médios, desvio padrão e eficiência de remoção(%) para o sistema de tratamento (n= 24). P a r â metr o s Af l u e nte E fluente Eficiência (%) P H 9,57 ± 0,46 6,81 ± 0,15 - T e m p. ( C ) 38,09 ± 2,31 30,57 ± 2,35 - OD (mg/l) 3,47 ± 0,57 4,77 ± 0,75 - STD (mg/l) 1315,22 ± 164, ,21 ± 99,15 2,6 T u r b i d ez (mg/l) 506,96 ± 28,25 26,41 ± 4,07 94,8 D B O (mg/l) 464,08 ± 50,53 27,30 ± 4,43 94,1 DQO (mg/l) 1636,34 ± 134,57 112,23 ± 28,40 93,1 Fósforo (mg/l) 2,68 ± 1,05 0,55 ± 0,14 79,5 S S us. (mg/l) 787,66 ± 156,64 179,52 ± 32,47 77,2

4 SVol. (mg/l) 607,40 ± 152,92 152,01 ± 105,29 75 N A m o. (mg/l) 10,43 ± 7,00 8,41 ± 7,97 19,4 A qualidade do afluente tratada pelo sistema está de acordo com os valores apresentados por Martins (1997) para os efluentes têxteis de Santa Catarina quanto a DQO 1050 mg/l e DBO de 315 mg/l. Algumas das principais características dos efluentes de uma industria têxtil são a presença de cor, elevado ph e variação de vazão. Afora isso, o efluente apresenta características de biodegradabilidade, como qualquer outro efluente que possua carga orgânica, podendo, portanto, ser tratado por via biológica.a variação sazional dos valores médios da temperatura estão apresentados na Figura (Cº) Junho Abril Maio Julho Fevereiro Janeiro Dezembro Novembro Outubro Setembro Agosto Figura 2. Valores médios de temperatura durante o período de estudo (n=24) Houve pouca variação nos valores médios da temperatura ao longo do ano no período estudado, sendo o valor mínimo de 27,82ºC e máximo de 31,53 ºC demonstrando a homogeneidade dos dados. Segundo dados da Companhia Pernambucanas de Recursos Hídricos (2001) os efluentes têxteis podem apresentar temperaturas acima de 40ºC. A evolução dos sólidos ao longo do ano estão apresentadas na Figura 3. Saída Saída Média Média Média P.H P.H P.H. O.D. Fósforo 7,0200 6,9000 6,9600 4,3570 0,5850 6,8600 6,8500 6,8550 4,6105 0,6600 6,9700 6,7800 6,8750 4,6810 0,5900 6,7000 6,7000 6,7000 4,6370 0,5950 6,7500 6,6400 6,6950 4,7110 0,5650 6,6700 6,6400 6,6550 5,0725 0,5150 6,7400 6,7900 6,7650 5,3535 0,6050 6,6000 6,6300 6,7433 5,0063 0,4200 6,6300 6,8300 4,4575 0,4050 6,7500 6,7900 4,6870 0,5900 6,8000 6,9300 4,7270 0,6650 6,8000 6,9250 4,7665 0,4750 Saída Saída O.D O.D PH OD Fó f Figura 3. Evolução dos Sólidos e DQO ao longo do ano. A análise dos sólidos depende diretamente do processo produtivo, no caso deste estudo há grande concentração de fibras no efluente culminando em elevados valores de concentração média dos sólidos totais dissolvidos, o valor máximo medido foi de 1424 mg/l e o valor mínimo de 1223 mg/l.

5 Quanto a DQO os valores máximos foram de 169,42 mg/l e mínimos de 82,41 mg/l, condizentes com os apresentados por Martins (1997). Pode-se verificar que os valores dos sólidos e DQO não sofreram alterações devido à época do ano, apenas no mês de outubro os Sólidos Voláteis apresentaram alteração nos valores de concentração (máximo de 361,96 mg/l e mínimo de 83,72 mg/l). A evolução da DBO está apresentada na Figura 4. (mg/l) Junho Abril Maio Julho Fevereiro Janeiro Dezembro Novembro Outubro Setembro Agosto Figura 4. Variação da DBO ao longo do ano. A DBO apresentou variações nas concentrações médias em função dos meses de análises, sendo que nos meses de maio a julho foram medidos os maiores níveis médios de concentração, os valores máximos foram de 34,53 mg/l e mínimos de 19,39 mg/l. A eficiência de remoção deste parâmetro (94,1%) é condizente com os relatos dos estudos da Companhia Pernambucana de Recursos Hídricos (2001) onde um sistema de aeração prolongada teve eficiência para remoção de DBO e DQO em torno de 85 a 90%. O parâmetro que apresentou valores discrepantes com os permitidos para lançamento em recursos hídricos segundo a Legislação Ambiental e que sofreu maiores variações em detrimento dos meses do ano foi o Nitrogênio Amoniacal, conforme Figura 5. (mg/l) Junho Maio Abril Julho Fevereiro Janeiro Dezembro Novembro Outubro Setembro Agosto Figura 5. Valores médios da concentração de nitrogênio amoniacal ao longo do ano.

6 Os maiores níveis de concentração média do Nitrogênio Amoniacal foram verificados nos meses de fevereiro a maio, os valores máximos foram de 34,36 mg/l e mínimos de 3,06 mg/l, dados divergentes aos apresentados por Germirli Babuna et al (1999) que encontraram em seus estudo baixas concentrações de nitrogênio nos efluentes têxteis. CONCLUSÕES A eficiência de remoção do sistema foi de: 2,6% de Sólidos Totais Dissolvidos, 94,8 % de Turbidez, 94,8% de Cor, 94,1% de Demanda Bioquímica de Oxigênio, 79,5 % de Demanda Química de Oxigênio, 79,5 % de Fósforo, 77,2 % de Sólidos Suspensos, 75% de Sólidos Voláteis, 19,4 % de Nitrogênio Amoniacal sob as condições médias de 8,2 de ph, 34,3 ºC de Temperatura e 4,12 de Oxigênio Dissolvido. A eficiência de remoção obtida pelo sistema em escala real permite que a empresa possa lançar os efluentes nos recursos hídricos com os parâmetros exigidos pela legislação ambiental. Há necessidade da continuidade dos estudos principalmente quanto à otimização do monitoramento do sistema, de forma a gerar dados que possam servir de subsídios indicativos de alternativas para melhorar a eficiência do sistema. REFERÊNCIAS ALVES, K.C.G. (2000). Tratamento de efluentes têxteis usando reator de leito fluidizado trifásico aeróbio com pré ou pós-ozonização. Florianópolis. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Santa Catarina, 126p. APHA(1995) Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 19th ed, American Public Health Association, Washington DC, 979p. COMPANHIA PERNAMBUCANA DO MEIO AMBIENTE (2001) Roteiro complementar de licenciamento e fiscalização para tipologia têxtil. Recife: CPRH/GTZ.125p. GERMIRLI BABUNA, et al. (1999). Evaluation of treatability for two textile Mill effluents. Water Science & Technology, v.40, n.1.p IBGE (2000), Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística Censo MARTINS, G.B.H.(1997) Práticas limpas aplicadas às indústrias têxteis de Santa Catarina. Florianópolis. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Santa Catarina, 126p.

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