Análise do conteúdo orgânico de amostras de esgoto sanitário desinfetadas com ácido peracético

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1 Análise do conteúdo orgânico de amostras de esgoto sanitário desinfetadas com ácido peracético Autores: Moara Yuri Utino Barbosa Grasiele Soares Cavallini Jeanette Beber de Souza Resumo: Atualmente há uma grande preocupação com a qualidade do esgoto sanitário antes deste ser lançado nos corpos d água, tendo em vista a preservação dos recursos hídricos, da saúde humana e o atendimento à legislação ambiental. Nesse trabalho foi realizada análise das características físico-químicas Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), Demanda Química de Oxigênio (DQO), Oxigênio Dissolvido (OD) e ph do agente desinfetante ácido peracético (APA). Palavras-chaves: Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), Demanda Química de Oxigênio (DQO), Oxigênio Dissolvido (OD), ph. 1. Introdução No Brasil o desinfetante mais utilizado para desinfecção de águas e esgotos é o cloro, por apresentar baixo custo e por ser eficiente na inativação de organismos patogênicos. Mas o cloro residual possui a desvantagem de gerar compostos tóxicos que podem prejudicar o ecossistema aquático além de poder reagir com a matéria orgânica presente no efluente formando compostos organoclorados, como os trihalometanos, os quais são potencialmente cancerígenos (VON SPERLING, 2005). Nesse sentido, estudos sobre outras alternativas para desinfecção de esgotos, bem como sobre as características dos agentes desinfetantes empregados são de suma importância no contexto da Engenharia Sanitária e Ambiental. As propriedades desinfetantes do APA foram citadas pela primeira vez por Freer e Novy, em 1902, mas a disponibilidade comercial desse produto só foi possível a partir da fabricação de peróxido de hidrogênio 90%, isso porque o ácido peracético é produzido pela reação do peróxido de hidrogênio e ácido acético, na presença de ácido sulfúrico como catalisador. Sua formulação é uma mistura em equilíbrio contendo ácido peracético, ácido acético, peróxido de hidrogênio e água. O APA é um líquido incolor com odor acre e irritante, o qual explode quando aquecido a 110 C (Block, 2001). As vantagens do APA em relação ao cloro são: desinfetante forte, com um amplo espectro de atividade antimicrobiana; ausência de resíduos tóxicos persistentes ou mutagênicos; baixa dependência do ph; curto tempo de contato e desnecessária descloração.

2 Segundo Kitis (2003) o APA é um desinfetante forte com um amplo espectro de atividade antimicrobiana e tem sido amplamente utilizado como desinfetante e esterilizante em muitas indústrias como as de alimentos, bebidas, médicas e farmacêutica, e como agente de descoloração em indústrias têxteis, de celulose e papel. Entretanto, ao se estudar o processo de desinfecção é importante, previamente, a avaliação das alterações físico-químicas provocadas no esgoto pela aplicação do APA em diferentes concentrações. Assim, foram avaliados os parâmetros: OD, DBO, DQO e ph visando verificar a qualidade do efluente final a ser lançado nos corpos d água após desinfecção com APA. 2. Objetivos Realizar ensaios de desinfecção de esgoto sanitário com APA, observar o oxigênio dissolvido e o conteúdo orgânico nas amostras após a aplicação deste desinfetante, bem como avaliar as alterações nas características físico-químicas do efluente após a desinfecção com APA. 3. Material e Métodos O efluente utilizado neste estudo foi coletado da ETE Rio das Antas, localizada no município de Irati-PR. Essa ETE é composta por: grade, caixa de areia, medidor de vazão, dois reatores anaeróbios em paralelo (UASB e RALF) e uma lagoa facultativa. Para o ensaio da DQO, o APA foi aplicado em 14 diferentes dosagens em mg/l: 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100. O esgoto foi distribuído em volumes de 100 ml em três béqueres dispostos sobre agitadores magnéticos. Em seguida, o APA foi aplicado conforme cada dosagem, em triplicata para cada amostra. Na dosagem de 0mg/L não se aplicou o APA. Foi coletado nesses béqueres com APA um volume de 2,5ml e esse volume foi introduzido nas cubetas contendo ácido sulfúrico e dicromato de potássio, para realização do teste da DQO. Para a leitura da DQO empregou-se espectrofotômetro DR2800 no comprimento de onda de 620nm. O OD foi determinado através do método Oximétrico. Logo após a aplicação do APA no efluente, o OD foi medido no tempo de contato de 10 minutos somente para a dosagem de 10mg/L de APA em 500ml de efluente. Para a determinação da DBO, o efluente foi introduzido no béquer no volume de 500 ml e disposto sobre agitadores magnéticos. Em seguida foi aplicado o APA conforme as dosagens utilizadas neste experimento. Mediu-se imediatamente o OD inicial das amostras com APA. Em seguida, essas amostras foram conduzidas diretamente para estufa, onde permaneceram cinco dias a 20 C para ocorrência das reações bioquímicas. Após cinco dias, foi feita a leitura do OD final. Com a diferença do OD inicial e OD final obteve-se a DBO do efluente. As leituras de ph foram realizadas com eletrodo de referência prata-cloreto de prata em um potenciômetro PHTEC, com compensador de temperatura. O efluente foi colocado num frasco e, em seguida foram aplicadas diferentes dosagens de APA ao efluente: 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 e 100 mg/l. O ph de cada amostra foi medido em triplicata. 4. Resultados e Discussão 4.1 Demanda Química de Oxigênio (DQO)

3 Os resultados dos ensaios de DQO (mg/l) para as diferentes dosagens de APA aplicadas são apresentadas na Figura DQO DQO 1 DQO 2 DQO3 APA (mg/l) Figura 1- Influência da aplicação do APA na DQO do efluente. Observando a Figura 1, os valores de DQO aumentaram conforme a concentração de APA aplicado. O aumento da DQO se deve à presença do ácido acético, que é um composto biodegradável, presente na solução do desinfetante, como no produto da decomposição do ácido peracético (KITIS, 2003; SARTORI, 2004). 4.2 Oxigênio Dissolvido (OD) Para a avaliação do OD no efluente, foi utilizada a dosagem de 10mg/L de APA e o tempo de contato de 10 minutos. O aumento do OD em função da dosagem de APA aplicado é representado na figura 2:

4 OD mg/l Tempo Figura 2: Gráfico de OD em mg/l versus tempo de contato em minutos. No teste do Oxigênio Dissolvido (OD) verificou-se que quanto maior o tempo de contato do efluente com o APA, maior a concentração de OD em mg/l. A liberação do oxigênio para o efluente se deve à decomposição do APA e do peróxido de hidrogênio. Cavallini (2011) verificou o aumento do OD no efluente com a aplicação do APA. Para a dosagem de 30mg/L de APA a concentração de OD atingiu a saturação, e a partir de 40mg/L todas as dosagens aplicadas implicaram em uma supersaturação do efluente. 4.3 ph Os resultados das medições de ph em triplicata para as diferentes dosagens de APA aplicadas são apresentados na Tabela 1. Tabela 1- Influência da aplicação do APA no ph do efluente APA(mg/L) ph1 ph2 ph3 0 7,63 7,68 7,64 5 7,52 7,37 7, ,36 7,12 7, ,23 6,97 6, ,03 6,80 6, ,95 6,65 6,66

5 30 6,86 6,55 6, ,66 6,41 6, ,49 6,27 6, ,35 6,18 6, ,19 6,04 6, ,06 5,92 5, ,95 5,78 5, ,82 5,62 5,62 De acordo com os dados apresentados na tabela 1 a aplicação de APA ao efluente, não alterou significativamente o ph das amostras, permanecendo próximos à neutralidade. O ph não ultrapassou o limite definido pela resolução CONAMA 430/2011, que é de 5,0 a 9,0. Costa (2007) realizou estudo de desinfecção de esgoto sanitário com APA e também observou pequena alteração nos valores de ph do esgoto estudado, que permaneceram sempre próximos à neutralidade. 4.4 Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) Os resultados dos testes de DBO são apresentados na Figura DBO DBO Figura 3- Influência da aplicação do APA na DBO do efluente. APA (mg/l) De acordo com a figura 3 a DBO do efluente diminuiu conforme o aumento das dosagens de APA, chegando a zero. Somente nas concentrações de 0 a 15 mg/l realizou-se uma diluição de 1:5. De acordo com a figura 3 observa-se que a DBO diminuiu conforme o aumento das dosagens de APA, isso ocorreu provavelmente porque o APA por ser um agente desinfetante eficaz, inativou também os microrganismos presentes no esgoto responsáveis pela demanda

6 bioquímica de oxigênio (teste da DBO). A partir da dosagem de 15 mg/l, a DBO passou a ser zero. Essa diminuição da DBO foi verificada também por Cavallini (2011) que aplicou dosagem de 10mg/L de APA ao efluente sanitário estudado e observou que a diminuição da DBO pode indicar também uma possível oxidação da matéria orgânica biodegradável presente no efluente estudado. 5. Conclusão Os resultados obtidos permitem concluir sobre a possibilidade de utilizar o ácido peracético como agente alternativo de desinfecção sem prejuízos maiores às características físico-químicas do efluente que venham a impactar o corpo d água receptor, entretanto, mais estudos devem ser realizados no que se refere à viabilidade econômica do uso do APA para desinfecção de esgoto sanitário, bem como estudos sobre possível toxicidade do efluente desinfetado com APA.

7 6. Referências Bibliográficas BLOCK, S. S. Disinfection, Sterilization, and Preservation. 5th ed. Philadelphia: Lippincott William & Wilkins, p. BRASIL. Ministério do Meio Ambiente, Conselho Nacional de Meio Ambiente, CONAMA. Resolução CONAMA n 430/11, de 13 de maio de 2011-In: Resoluções, Disponível em: acesso em: 01de julho CAVALLINI, G.S. Estudo do ácido peracético na desinfecção de esgoto sanitário: Influência das características físico-químicas do efluente, determinação de concentração residual e cinética de degradação, p.48 a 49. Dissertação (Mestrado), Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), Ponta Grossa, COSTA, J.B. Avaliação ecotoxicológica de efluente de tratamento secundário de esgoto sanitário após desinfecção com ácido peracético, cloro, ozônio e radiação ultravioleta. Tese (Doutorado)-Universidade de São Paulo (USP), São Carlos, KITIS, M. (2003) Disinfection of wastewater with peracetic acid: a review. Environ. Int., v. 30, 2004, p SARTORI, L. (2004). Adequação da qualidade microbiológica de efluentes secundários de esgoto sanitário pela aplicação dos desinfetantes ozônio, permanganato de potássio e ácido peracético. São Carlos, p. Tese (Dourado) Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. SPERLING, M. V. Princípios do tratamento biológico de águas residuárias. Belo Horizonte: UFMG, p