II-250 CARACTERIZAÇÃO E TRATAMENTO DE EFLUENTES DE POSTO DE ABASTECIMENTO DE COMBUSTÍVEL DO MUNICÍPIO DE TUBARÃO/SC

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1 22º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 14 a 19 de Setembro Joinville - Santa Catarina II-250 CARACTERIZAÇÃO E TRATAMENTO DE EFLUENTES DE POSTO DE ABASTECIMENTO DE COMBUSTÍVEL DO MUNICÍPIO DE TUBARÃO/SC Marcelo Hemkemeier(1) Químico Industrial pela Universidade do Sul de Santa Catarina (UNISUL). Mestre e Doutor em Engenharia de Alimentos pela Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Professor da Faculdade de Engenharia e Arquitetura (FEAR) da Universidade de Passo Fundo (UPF). Márcia Luzia Michels Química Industrial e Engenharia Química pela Universidade do Sul de Santa Catarina (UNISUL). Mestre em Engenharia de Produção pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Professora de Química da UNISUL. Responsável técnica pela prestação de serviços analíticos do Centro Tecnológico (CENTEC) da UNISUL. Aline Fernandes Técnica em Química pelo Centro Interescolar de 2º Grau Abílio Paulo (CIS). Graduanda em Engenharia Química da Universidade do Sul de Santa Catarina (UNISUL). Bolsista de Iniciação Científica. Endereço(1): BR 285, Campus I, Bairro São José. Caixa Postal 611/631 Passo Fundo - RS - CEP: Brasil - Tel: (54) marceloh@upf.tche.br RESUMO O Município de Tubarão/SC, fica localizado a 130 km (direção Sul) da capital, Florianópolis e conta com aproximadamente 33 estabelecimentos classificados como postos revendedores de combustível. O efluente produzido por esta atividade é composto basicamente pelos efluentes da limpeza externa de veículos e dos pátios de troca de óleo e abastecimento. Os principais poluentes encontrados são: Demanda Química de Oxigênio

2 (DQO), surfactantes e óleos e graxas. Os sistemas de tratamento empregados, em geral, não conseguem remover os poluentes citados aos níveis exigidos pela legislação, dificultando o cumprimento da Resolução nº 279, do Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA). Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar e tratar a carga poluidora gerada na lavagem de veículos de passeio e de transporte coletivo, fazendo-se amostragens na entrada e saída de tratamentos de efluentes existente para a caracterização e somente da entrada para o tratamento eletrolítico. As amostras foram coletadas em dois locais distintos dentro do município de Tubarão/SC, sendo designado Posto A, o que atua na limpeza externa de veículos de passeio e Posto B, o que atua na limpeza externa de veículos de transporte coletivo. Foram monitorados os seguintes parâmetros: ph, Demanda Química de Oxigênio (DQO), Material Sedimentáveis (MS), Óleos e Gorduras (OG) e Surfactantes (ABS). O tratamento eletrolítico foi aplicado ao efluente bruto do Posto A utilizando-se reator de 2L, fonte de corrente contínua estabilizada (New Dawer, modelo FSCC 5002), eletrodos de aço carbono e oxido de rutênio com titânio (RuO2/TiO2) com 72,5mm2 e espessura de 3mm localizados e dispostos no fundo do reator eletrolítico. Utilizou-se o intervalo de tempo: 0, 5, 10, 15, 20, 40 e 80min com intensidade de corrente:0,1; 0,2 e 0,4A, sendo a temperatura mantida constante durante o experimento. Nas amostras coletadas analisou-se Demanda Química de Oxigênio, Surfactantes, ph e condutividade. Os resultados obtidos para os parâmetros de poluentes analisados em ambos os postos, evidenciaram a baixa eficiência do sistema de tratamento utilizado, indicando a necessidade de complementação do tratamento. A remoção de DQO mostrou-se satisfatória utilizando eletrodos de aço carbono, atingindo máximo quando utilizou-se tempo de tratamento de 80 min e intensidade de corrente de 0,4A, no entanto para o ABS, os resultados mostraram que ainda necessita-se de estudos complementares, uma vez que ABS se apresenta no efluente na forma solúvel, dificultando sua remoção pelos processos de eletrofloculação e eletroflotação. PALAVRAS-CHAVE: Eletrofloculação, Eletroflotação, Tratamento Eletrolítico, Posto de Combustível, Caracterização Efluente. INTRODUÇÃO O município de Tubarão/SC está localizado aproximadamente 130 Km da capital Florianópolis (SC), possuindo um contigente populacional de mil habitantes e uma frota de aproximadamente veículos. Para atender esta frota, o município de Tubarão/SC possui 33 postos revendedores de combustível. O Conselho nacional do Meio Ambiente CONAMA através da Resolução 279, estabeleceu que postos revendedores de combustível necessitam de cadastramento e um posterior licenciamento junto ao órgão ambiental para conduzir suas atividades. Os principais impactos deste tipo de atividade são o vazamento de tanques de combustíveis, o risco de explosão e o lançamento de efluentes provenientes da lavação interna e externa dos veículos, seja ele de transporte coletivo ou de passeio.

3 O sistema de tratamento utilizado pôr estas empresas, em sua grande maioria, são os sistemas primários, contendo caixas de gordura e decantadores, os quais são eficazes para a remoção de óleos em suspensão e sólidos sedimentáveis, respetivamente, no entanto, poluentes como Demanda Química de Oxigênio (DQO) e Surfactantes (ABS) são removidos de forma ineficiente. Uma alternativa para a complementação dos sistemas utilizados é o processo eletrolítico, que consiste na passagem de corrente elétrica, em geral contínua, através de um eletrólito (efluente), utilizando eletrodos reativos ou inertes. As principais vantagens deste processo são: a menor área de instalação, simplicidade e flexibilidade de operação, remoção satisfatória de macronutrientes e menor tempo de tratamento. Em contra partida, a principal desvantagem é o consumo de energia. O presente estudo teve como objetivo avaliar e tratar a carga poluidora gerada na lavagem de veículos de passeio e de transporte coletivo, fazendo-se amostragens na entrada e saída de tratamentos de efluentes existente para a caracterização e somente da entrada para o tratamento eletrolítico. MATERIAIS E MÉTODOS Coleta e armazenamentos das amostras As amostras foram coletadas em dois locais distintos dentro do município de Tubarão/SC, sendo designado Posto A, o que atua na limpeza externa de veículos de passeio e Posto B, o que atua na limpeza externa de veículos de transporte coletivo. Para a caracterização foram realizadas dez amostragens em um período de 4 meses, sendo que a última coleta realizou-se um acompanhamento do período de funcionamento do estabelecimento, retirando-se amostras a cada duas horas. Desta, foi retirado 250mL de cada para compor a amostra composta (AC). Utilizaram-se recipientes de polipropileno de 5L. Para armazenamento, foi utilizada apenas a refrigeração a ± 4 C. Parâmetros analisados Nos postos A e B, foram monitorados os seguintes parâmetros: ph, Demanda Química de Oxigênio (DQO), Material Sedimentáveis (MS), Óleos e Gorduras (OG) e Surfactantes (ABS). As análises foram realizadas em triplicata, utilizando-se a metodologia descrita por Standard Methods for the Examinaton of Water and Wastewater [1]. A DQO foi realizada segundo as modificações descritas por HEMKEMEIR et al [2].

4 Aparatos e condições experimentais aplicadas ao tratamento eletrolítico. A corrente contínua foi gerada por fonte estabilizada (b) (New Dawer, modelo FSCC 5002), utilizando eletrodos(a) de aço carbono e oxido de rutênio com titânio (RuO2/TiO2) com 72,5mm2 e espessura de 3mm localizados e dispostos no fundo do reator eletrolítico. O ânodo teve perfurações de 5,60mm e espaçado cerca de 12,15mm do cátodo. Estas perfurações foram dispostas no ânodo para permitir a ascensão das bolhas de hidrogênio (geradas pelo cátodo) que contribuem para a flotação dos poluentes contidos no eletrólito. Utilizou-se o intervalo de tempo: 0, 5, 10, 15, 20, 40 e 80min com intensidade de corrente:0,1; 0,2 e 0,4A, sendo a temperatura mantida constante durante o experimento. Nas amostras coletadas analisou-se Demanda Química de Oxigênio e Surfactantes. A figura 1 mostra os eletrodos de aço carbono utilizados (a) e um experimento em andamento (b). (a) (b) Figura 1: (a) Eletrodos de aço carbono; (b) Eletrólise aplicada ao efluente de posto de combustível. RESULTADOS E DISCUSSÃO As figuras de 2 a 6 mostram detalhadamente os resultados obtidos na caracterização físicoquímica do efluente do Posto A, enquanto que as figuras de 7 a 11 mostram os resultados obtidos para o Posto B Figura 2: Resultados obtidos para ph referente ao posto A Figura 3: Resultados obtidos para DQO referente ao Posto A Figura 4: Resultados obtidos para ABS referente ao Posto A

5 Figura 5: Resultados obtidos para OG referente ao Posto A Figura 6: Resultados obtidos para MS referente ao Posto A Figura 7: Resultados obtidos para ph referente ao Posto B Figura 8: Resultados obtidos para DQO referente ao Posto B Figura 9: Resultados obtidos para ABS referente ao Posto B Figura 10: Resultados obtidos para OG referente ao Posto B Figura 11: Resultados obtidos para MS referente ao Posto B A tabela 1 e 2 apresentam os principais resultados encontrados na caracterização dos efluentes bruto e tratado nos pontos de coleta A e B (Posto A e B, respectivamente). Tabela 1: Variação estatística dos resultados obtidos para o Posto A EFLUNETE BRUTO EFLUENTE TRATADO Parâmetros Máx Min Média CV*(%)

6 Máx Min Média CV*(%) ph 8,45 7,61 7,9 18,8 8,24 7,27 7,82 5,5 DQO (mg.l-1) ,33 45, ,11 65,6 ABS (mg.l-1)

7 6,92 1,4 4,4 38,6 8,54 0,8 4,67 43,9 MS (mg.l-1) 1,03 0 0,51 58,8 0,6 0 0,33 72,7 OG (mg.l-1) 77,8 0 24,40 91,2 31,96 0

8 14,67 90,3 * Coeficiente de Variação Tabela 2. Variação estatística dos resultados obtidos para o Posto B EFLUNETE BRUTO EFLUENTE TRATADO Parâmetros Máx Min Média CV*(%) Máx Min Média CV*(%) ph 8,45 7,61 7,90 4,1 8,24 7,27 7,82

9 3,4 DQO (mg.l-1) ,5 56, ,3 ABS (mg.l-1) 7,44 0 2,89 86,8 7,6 0,134 2,43 99,2 MS (mg.l-1) 4 0,003 1,21

10 100, ,44 79,5 OG (mg.l-1) 76,6 4,65 20,27 108,6 194,93 8,3 41,77 149,8 * Coeficiente de Variação Para o efluente bruto do posto A, obteve-se os seguintes valores máximos para ph, DQO, ABS, OG e MS, respectivamente: 7,1; 281mg.L-1; 1,22mg.L-1; 78mg.L-1; 1,3mg.L-1. Já para o efluente tratado, obteve-se os seguintes valores máximos para ph, DQO, ABS, OG e MS, respectivamente: 7,5; 547mg.L-1; 2,3mg.L-1; 32mg.L-1; 0,6mg.L-1. Para o efluente bruto do posto B, obteve-se os seguintes valores máximos para ph, DQO, ABS, OG e MS, respectivamente: 8,5; 310mg.L-1; 4,61mg.L-1; 77mg.L-1; 4,7mg.L-1. Já para o efluente tratado, obteve-se os seguintes valores máximos para ph, DQO, ABS, OG e MS, respectivamente: 8,2; 385mg.L-1; 4,63mg.L-1; 87mg.L-1; 1,0mg.L-1. Os resultados obtidos para os parâmetros de poluentes analisados, tanto para o Posto como para o B, evidenciaram a baixa eficiência do sistema de tratamento de efluentes utilizado nestes postos de combustíveis, indicando a necessidade de complementação do tratamento. Foi observado em algumas coletas, que a concentração de poluentes na saída do sistema de tratamento foi superior aos valores encontrados para entrada do mesmo. Em ambos os postos havia uma tubulação conectada a caixa de saída para descarte do efluente tratado, a

11 qual era utilizada para lançar resíduos líquidos provenientes do sistema de troca de óleo lubrificante e abastecimento de diesel. Nas coletas onde o comportamento descrito acima para o efluente foi observado, na caixa de descarte do efluente tratado, a presença material flutuante, o que pode justificar os resultados encontrados. Outro fato que pode ter contribuído foi a coleta simultânea na entrada e saída do sistema de tratamento e desta forma não aguardou-se o intervalo de tempo entre as amostragens referente a um tempo de residência, uma vez que, neste tipo e efluente, a variação na vazão é significativa. As figuras de 12 a 14 mostram o comportamento de ph e condutividade (m S) durante o processo de tratamento com eletrodo de aço carbono, enquanto que, as figuras de 15 a 17 mostram o comportamento para o eletrodo de Ru/TiO2. Figura 12: Resultados obtidos para o eletrodo de aço carbono com intensidade de corrente 0,1 A Figura 13: Resultados obtidos para o eletrodo de aço carbono com intensidade de corrente 0,2 A Figura 14: Resultados obtidos para o eletrodo de aço carbono com intensidade de corrente 0,4 A Figura 15: Resultados obtidos para o eletrodo de Ru/TiO2 com intensidade de corrente 0,1 A Figura 16: Resultados obtidos para o eletrodo de Ru/TiO2 com intensidade de corrente 0,2A Figura 17: Resultados obtidos para o eletrodo de Ru/TiO2 com intensidade de corrente 0,4A A tabela 3 mostra o índice de remoção dos poluentes utilizando-se o processo eletrolítico para a complementação do sistema de tratamento de efluentes existente.

12 Tabela 3. Índice de remoção encontrados aplicando-se tratamento eletrolítico. Índice de Remoção Parâmetros Intensidade de Corrente (A) 0,1A 0,2A 0,4A DQO 73,90% 80,0% 86,14% ABS 31,11% 34,09% 25,53% A remoção de DQO mostrou-se satisfatória utilizando eletrodos de aço carbono, aumentando com o aumento da intensidade de corrente, já os resultados para o eletrodo de oxido de rutênio com titânio não foi observada remoção significativa. Os resultados de remoção de surfactantes (ABS) mostraram que ainda necessita-se de estudos complementares, testando-se diferentes tipos de eletrodos e intensidade de corrente, uma vez que, estes tiveram eficiência de remoção relativamente baixa, independente do tipo de eletrodo, intensidade de corrente e tempo de tratamento. O ABS se apresenta no efluente na forma solúvel, dificultando sua remoção pelos processos de eletrofloculação e eletroflotação. CONCLUSÕES

13 Houve variação nos valores obtidos para todos os parâmetros analisados, independentemente do tipo de limpeza externa (Posto A e B) ou ponto de coleta (entrada ou saída do sistema de tratamento de efluentes); Ficou ainda evidenciado a necessidade de complementação e modificação no sistema de tratamento de efluente empregado nos Postos A e B; A implementação proposta obteve excelentes resultados na remoção de DQO para o eletrodo de aço carbono;a eletrólise removeu satisfatoriamente DQO; A remoção de ABS precisa ser melhor estudada. O aumento do ph durante a eletrólise, utilizando eletrodos reativos, deve-se a formação de hidróxido de ferro III, o declínio observado para o eletrodo inerte deve-se a liberação de hidrogênio no cátodo e destruição de íons hidroxila do ânodo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS APHA; AWWA & WPCF. Standard Methods for the Examinaton of Water and Wastewater. America Public Health Association, HEMKEMEIER, M; ALEGRE, R M e AMORIN, M R "Modificação no método de análise de Demanda química de Oxigênio (DQO) por dicromato de potássio para efluente de abatedouro avícola." In: VII Encontro de Química da Região Sul, vol. 1, pg QA(!, 1999.