AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES ÓTIMAS PARA TRATAMENTO FÍSICO- QUÍMICO DE EFLUENTE DE LAVANDERIA

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1 AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES ÓTIMAS PARA TRATAMENTO FÍSICO- QUÍMICO DE EFLUENTE DE LAVANDERIA Keila Roberta Ferreira Oliveira Dassan 1 *; Bruno Ervolino Montanhez 2 ; Carlos Nobuyoshi Ide 3 ; Edvaldo Henrique Bazana Barbosa 4 ; Jonas de Sousa Correa 5 ; Marcelo Campos 6 ; Yeda de Lima Sousa 7 ; Willian Ribeiro Ide 8 Resumo As lavanderias industriais são caracterizadas por consumir elevados volumes de água e, consequentemente, gerar grande quantidade de efluente. O tratamento comumente adotado por tais indústrias, para remoção de poluentes, consiste nos processos de coagulação e floculação. No entanto, estes sistemas dependem de alguns fatores, como ph, tipo de coagulante e sua dosagem, tempo de coagulação e de floculação, sem os quais a eficiência do tratamento pode ser prejudicada. Desta forma, este trabalho teve como objetivo determinar as melhores condições do tratamento por coagulação e floculação através da variação da dosagem de sulfato de alumínio no teste de jarros (Jar- Test), de forma a atingir a maior eficiência de remoção de turbidez do efluente gerado em lavanderia industrial. A partir dos resultados obtidos, concluiu-se que a maior quantidade de sulfato de alumínio adicionada, dosagem de 1.000mg.L -1, proporcionou maior eficiência de remoção de turbidez e, com isto, notou-se que outros testes serão necessários, para se encontrar a dosagem ótima de coagulante para o tratamento deste tipo de efluente. Palavras-Chave Coagulação/floculação; ensaio de tratabilidade; Jar-Test. EVALUATION OF OPTIMUM CONDITIONS FOR PHYSICAL-CHEMICAL TREATMENT OF LAUNDRY WASTEWATER Abstract Industrial laundries are characterized by consuming high volumes of water and consequently generate large amount of effluent. The treatment usually adopted by such industries for pollutants removal consists in the process of coagulation and flocculation. However, these systems are dependent on factors, such as ph, coagulant type and dosage, flocculation and coagulation time, which can impair the efficiency of the treatment. Therefore, this study aimed to determine the best conditions of treatment by coagulation and flocculation through variation of aluminum sulfate dosage jar tests, in order to achieve the highest efficiency of turbidity removal from wastewater generated in industrial laundry. From the obtained results, it was concluded that the greatest amount of aluminum sulfate added, 1,000 mg.l -1 dosage, provided more efficient turbidity removal, and, with this, it was observed that other tests are required to achieve an optimal coagulant dosage for this effluent type treatment. Keywords Coagulation/flocculation; Treatability testing; Jar-Test. 1* Keila Roberta Ferreira Oliveira Dassan, Professora Adjunta FAENG/UFMS. eng.keila@hotmail.com; 2 Bruno Ervolino Montanhez, Mestrando em Tecnologias Ambientais PGTA/FAENG/UFMS. montanhez@outlook.com; 3 Carlos Nobuyoshi Ide, Professor Titular PGTA/FAENG/UFMS. carlos.ide@ufms.br; 4 Edvaldo Henrique Bazana Barbosa, Doutorando em Tecnologias Ambientais PGTA/FAENG/UFMS. bazana_barbosa@yahoo.com.br; 5 Jonas de Sousa Correa, Doutorando em Tecnologias Ambientais PGTA/FAENG/UFMS. jonas_agua@hotmail.com; 6 Marcelo Campos, Mestrando em Tecnologias Ambientais PGTA/UFMS/FAENG. marcampoms@hotmail.com; 7 Yeda de Lima Sousa. Graduando em Engenharia Ambiental UFMS/FAENG. yedals@hotmail.com; 8 Willian Ribeiro Ide. Doutorando em Tecnologias Ambientais PGTA/UFMS/FAENG. willian.ide@hotmail.com. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1

2 INTRODUÇÃO A crescente demanda de água com qualidade e quantidade, necessárias para proporcionar o bem-estar e adequada qualidade de vida da população, têm influenciado fortemente na severidade dos padrões de disposição de efluentes industriais. Para que os resíduos produzidos possam ser descartados em corpos receptores é necessário o seu tratamento prévio, para enquadrá-los na legislação vigente. A Resolução CONAMA 357/2005 (Brasil, 2005) e a Resolução CONAMA 430/2011 (Brasil, 2011), dispõe as condições e padrões de lançamento de efluentes. A Resolução estabelece que os efluentes de qualquer fonte poluidora, somente poderão ser lançados, direta ou indiretamente, nos corpos de água, após o devido tratamento. As Resoluções determinam também, os valores máximos de concentrações de metais permitidos para o descarte em corpos receptores. No Estado de Mato Grosso do Sul, essa questão é regida pela Deliberação CECA 036/2012 (Mato Grosso do Sul, 2012). Uma das indústrias que consomem grandes quantidades de água e, consequentemente, geram elevados volumes de efluentes são as lavanderias industriais. Este setor é fracionado em: lavanderias de jeans (confecções); lavanderias hospitalares; lavanderias de hotel, motel e restaurante; lavanderias de roupas profissionais; lavanderias de panos industriais; e lavanderias de EPIs (Equipamentos de Proteção Individual), sendo que, cada setor tem sua própria característica e modo de operação diverso (Menezes, 2005). Ainda são poucas as empresas que fazem o tratamento de seus efluentes. As que fazem, geralmente empregam o processo físico-químico de coagulação-floculação ou processos biológicos, muitas vezes com resultados ineficientes por falta de conhecimento sobre as características do efluente. Os processos de coagulação e floculação são utilizados para agregar suspensões coloidais a partir da aplicação de coagulantes inorgânicos (Sulfato de Alumínio, Sulfato Férrico, Cloreto Férrico) ou orgânicos (semente da Moringa Oleifera, Quitosana, Amidos catiônicos), os quais são responsáveis pela desestabilização das partículas suspensas e formação de flocos. De acordo com Nunes (1996), estes flocos, dependendo de sua densidade em relação à água, podem decantar ou flotar, sendo estes efeitos determinados, principalmente, pelos mecanismos físicos envolvidos no processo. Normalmente, o tratamento de efluentes por coagulação e floculação é seguido por decantação ou flotação e filtração. A técnica de coagulação e floculação seguida por decantação é simples, econômica e, portanto, bastante utilizada nos sistemas industriais. No entanto, o sistema de tratamento utilizando a coagulação, floculação e decantação depende de alguns fatores, como ph, tipo de coagulante, dosagem do coagulante, tempo de coagulação e floculação, velocidade de agitação e tempo de sedimentação. Para Di Bernardo (2003), os principais fatores químicos a serem considerados no processo de coagulação e floculação são o ph, a alcalinidade e a adição de produtos auxiliares, destinados a melhorar as características desejáveis no processo, além das características do próprio coagulante escolhido e sua concentração para aplicação. Quando determinadas as melhores condições destes fatores, é possível obter a melhor eficiência no tratamento e o menor custo durante este processo. Uma técnica bastante utilizada para de avaliar as condições ótimas de operação desse sistema de tratamento é o Teste de Jarros (Jar-Test). Este trabalho tem como objetivo determinar as melhores condições do tratamento por coagulação e floculação através da variação da dosagem de sulfato de alumínio no teste de jarros, visando atingir a maior eficiência de remoção de turbidez do efluente gerado em lavanderia industrial. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 2

3 MATERIAIS E MÉTODOS O trabalho foi desenvolvido utilizando o efluente líquido de uma lavandeira industrial que promove a lavagem de Equipamentos de Proteção Individual (EPI), uniformes industriais e big bag para transporte de açúcar. A lavanderia gera em média L de efluente por mês. Na Tabela 1 estão apresentados os parâmetros adotados para caracterizar a amostra do efluente bruto coletado na entrada do pré-tratamento da Estação de Tratamento de Efluentes existente na lavanderia. Tabela 1 - Parâmetros adotados para caracterizar o efluente da lavanderia industrial para a realização do Jar-Test Parâmetros Unidade Método analítico Temperatura C - Cor mgptco.l -1 Espectofotométrico Condutividade µs.cm -1 Potenciométrico Alcalinidade mgcaco 3.L -1 Titulométrico ph - Potenciométrico Turbidez UNT Nefelométrico O experimento de Jar-Test foi realizado em escala de bancada, no Laboratório Qualidade Ambiental (LAQUA). O equipamento utilizado neste teste é composto por 6 jarros com volume de 2 litros, o que permite a execução de até 6 ensaios simultâneos (Figura 1). Além disso, a partir do seu controle digital de velocidade, este equipamento permite a variação de diferentes velocidades de rotação, possibilitando assim, a determinação das melhores condições de coagulação e floculação. Figura 1 - Equipamento Jar-Test, durante a realização do experimento Desta forma, o experimento foi realizado adicionando volumes fixos de 2L da amostra de efluente bruto nos jarros e, para cada jarro, foram variadas as dosagens de coagulantes de forma a verificar a melhor dosagem dentre os valores de: 100mg.L -1 ; 200mg.L -1 ; 300mg.L -1 ; 400mg.L -1 ; 500mg.L -1 ; e 1.000mg.L -1 de sulfato de alumínio. Para simular o processo de coagulação, o tempo de agitação foi de 1 minuto com velocidade de agitação de 300rpm. Já no processo de floculação, o tempo de agitação foi de 30 minutos com velocidade de 30rpm. Após a simulação de ambos os processos, os jarros foram deixados em repouso durante 30 minutos, para a sedimentação dos flocos formados. Após este processo, uma amostra foi coletada ao centro do jarro para análise dos seguintes parâmetros descritos na Tabela 1, permitindo assim, verificar a melhor dosagem do coagulante utilizado. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 3

4 Todas as análises foram realizadas em triplicatas e de acordo com as normas estabelecidas pelo Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA AWWA; WPCF, 2012). RESULTADOS E DISCUSSÃO A Tabela 2 apresenta os resultados da caracterização do efluente bruto gerado na lavanderia industrial. Foi possível observar que o valor de alcalinidade foi baixo. Tabela 2 - Características do efluente da lavanderia industrial para a realização do Jar-Test Parâmetros Unidade Valor médio Temperatura C 24,8 Cor mgptco.l Condutividade µs.cm Alcalinidade mgcaco 3.L -1 11,0 ph - 5,89 Turbidez UNT 145,5 Considerando o balanço estequiométrico da reação em que o sulfato de alumínio hidratado forma hidróxidos de alumínio (eq. 01), possibilitando a ocorrência da coagulação (Piveli, 2005), pode-se observar que é necessária a presença de alcalinidade no efluente. Al2(SO4)3.18H2O + 3Na2(CO3) + 3H2O 3Na2SO4 + 2Al(OH)3 + 3CO2 + 18H2O (1) Desta forma, considerando as concentrações de sulfato de alumínio dosadas durante o experimento e a alcalinidade do efluente bruto, foi necessário adicionar alcalinidade às amostras, de forma a permitir a ocorrência da reação, para a formação dos flocos. Assim, foi utilizado carbonato de sódio para conferir maior alcalinidade na amostra. O valor final de alcalinidade no efluente foi igual a 151,4mgCaCO3.L -1 e o ph foi igual a 8,04. Os resultados do experimento de coagulação e floculação com alteração na alcalinidade e ph estão dispostos na Tabela 3. Tabela 3 - Características das amostras após a realização do Jar-Test com diferentes dosagens de coagulante Parâmetros Unidade Dosagens de coagulante (mg.l -1 ) Cor mgptco.l Condutividade µs.cm Alcalinidade mgcaco 3.L -1 95,9 70,1 44,4 28,6 20,3 0,0 ph - 7,02 6,58 6,23 5,93 5,65 4,28 Turbidez UNT 124, ,9 50,85 28,55 A Figura 2 ilustra a remoção de turbidez em função das diferentes dosagens de sulfato de alumínio. Pode ser observado que as menores dosagens do coagulante apresentaram pequenas eficiências de remoção de turbidez e não indicaram uma tendência positiva com o aumento da dosagem. No entanto, a eficiência de remoção de turbidez se tornou maior, a partir da dosagem de 400mg.L -1, e continuou crescendo com o aumento da dosagem de sulfato de alumínio. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 4

5 Remoção de Turbidez (%) Dosagem de coagulante (mg.l -1 ) Figura 2 - Eficiência de remoção de turbidez com a variação de dosagem de coagulante É importante ressaltar que os resultados apresentam variações, provavelmente por interferentes presentes no efluente da lavanderia, que utiliza neutralizantes e estabilizantes durante os processos de lavagem. A Figura 3 ilustra o aspecto das amostras após o experimento de coagulação, floculação e decantação. Figura 3 - Amostras do efluente após o Jar-test, sendo que a numeração crescente indica o aumento da dosagem de coagulante utilizado em cada teste A maior eficiência de remoção observada foi com a dosagem de 1.000mg.L -1, indicando que esta faixa mais elevada de sulfato de alumínio pode apresentar melhores resultados neste tipo de efluente, com a adição de alcalinidade e correção do ph à valores próximos a 8,0. É possível que, ao se adicionar maior alcalinidade no efluente, com a mesma dosagem de coagulante, se atinja eficiências maiores de remoção de turbidez, ou mesmo, se elevando a dosagem de sulfato em pequenas proporções. CONCLUSÕES O efluente característico da atividade de lavanderia industrial apresenta propriedades que interferem no processo de tratamento físico-químico. A adição de alcalinidade ao efluente bruto com elevação do ph ao valor de 8,04 foi fundamental para a ocorrência da coagulação. O experimento realizado neste trabalho permitiu observar o comportamento do efluente com a variação da adição de sulfato de alumínio na faixa de 100 a 500mg.L -1, e com o valor mais elevado de 1.000mg.L -1. A partir dos resultados obtidos, concluiu-se que a maior quantidade de sulfato de alumínio adicionada proporcionou maior eficiência de remoção de turbidez, e com isto, notou-se que outros XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 5

6 testes serão necessários, para se encontrar a dosagem ótima de coagulante para o tratamento deste tipo de efluente. Recomenda-se a realização de experimentos com faixas de dosagem de sulfato de alumínio a partir de 1.000mg.L -1 com a adição de alcalinidade e ajuste do ph para o valor de 8,0. Outra hipótese a ser testada consiste na adição de maiores concentrações de alcalinidade de forma a se avaliar o aumento da eficiência de remoção de turbidez, e de matéria orgânica, com dosagens menores de coagulante, visando a redução de custos com o tratamento. REFERÊNCIAS APHA; AWWA; WPCF. (2012). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 22 th edition, Washington D.C: American Public Health Associotion. BRAILE, P.M.; CAVALCANTI, J.E.W.A. (1993). Manual de Tratamento de Águas Residuárias. São Paulo: CETESB, 764p. BRASIL. Ministério do Meio Ambiente, Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA). Resolução Conama nº 357, de 17 de março de Disponível em: < Acesso em: 16 jan BRASIL. Ministério do Meio Ambiente, Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA). Resolução Conama nº 430, de 13 de maio de Disponível em: < Acesso em: 16 jan DI BERNARDO, L.; PAZ, P. S. (2008). Seleção de tecnologias de tratamento de água. v.1. São Carlos: Editora LDIBE Ltda, 878p. PIVELI, R.P. (2005). Qualidade da água e poluição: aspectos físcio-químicos. São Paulo: ABES, 285p. MATO GROSSO DO SUL. Conselho Estadual de Controle Ambiental, CECA. Deliberação CECA/MS n 003, de 20 de junho de Disponível em: < pdf> Acesso em: 16 jan MENEZES, J.C.S. (2005). Tratamento e reciclagem do efluente de uma lavanderia industrial. Dissertação (Mestrado) apresentada ao Curso de Mestrado em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais. Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre - RS, 118p. NUNES, J.A. (1996). Tratamento físico-químico de águas residuárias industriais. 2ª ed. Aracaju: J. Andrade. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 6