22º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. 14 a 19 de Setembro Joinville - Santa Catarina

Transcrição

1 22º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 14 a 19 de Setembro Joinville - Santa Catarina II CARACTERIZAÇÃO DO EFLUENTE DA INDÚSTRIA DO COURO, CURTUME SANTO AGOSTINHO, NO MUNICÍPIO DE JUAZEIRO DO NORTE, REGIÃO NORDESTE, ESTADO DO CEARÁ Luciano de Andrade Gomes (1): Graduado em Recursos Hídricos/Saneamento Ambiental pelo Instituto Centro de Ensino Tecnológico do Cariri-CENTEC (2002), Pós-graduando em Planejamento Urbano e Gestão Ambiental no CEFET-Cariri. Assistente do Laboratório de Saneamento Ambiental do Instituto Centro de Ensino Tecnológico do Cariri-CENTEC. Maria Gorethe de Sousa Lima: Graduada em Engenharia Química pela Universidade Federal da Paraíba (1998). Msc. em Engenharia Civil, sub-área Engenharia Sanitária pela Universidade Federal da Paraíba (2001). Professora do Instituto Centro de Ensino Tecnológico-CENTEC. Marcelo Mendes Pedroza: Graduado em Química Industrial pela Universidade Federal da Paraíba (1997). Msc. em Engenharia Civil, sub-área Engenharia Sanitária pela Universidade Federal da Paraíba (2000). Professor do Instituto Centro de Ensino Tecnológico-CENTEC. Germário Marcos Araújo: Graduado em Recursos Hídricos/Saneamento Ambiental pelo Instituto Centro de Ensino Tecnológico do Cariri-CENTEC (2001), Mestrando em Recursos Hídricos/Saneamento Ambiental na Universidade Federal de Rio Grande do Norte-UFRN, Pós-graduando em Planejamento Urbano e Gestão Ambiental no CEFET- Cariri. Endereço (1): Rua Antônio Ferreira de Souza, 148, Bairro Brejo Seco CEP: Juazeiro do Norte, Ceará. Brasil. Fone: +55 (0**88) /Fax: +55 (0**88) , e mail: luthiano.ghomes@ig.com.br RESUMO Na região do Cariri Cearense, a atividade econômica fundamenta-se na agricultura, avicultura, pecuária, indústrias alimentícias, curtumes, farmacêuticas, dentre outras. A maioria dessas indústrias ainda não tratam eficientemente os seus efluentes gerados e conseqüentemente os mesmos vêm sendo lançados livremente nos corpos aquáticos, comprometendo assim a qualidade físico-química e microbiológica das águas subterrâneas e superficiais da região caririense. Esta pesquisa foi desenvolvida na Estação de Tratamento

2 de Esgotos do Curtume Santo Agostinho, localizado no município de Juazeiro do Norte, Ceará. As amostras para as análises foram coletadas em três pontos: Caixas de areia e gordura (P1), Tanque de equalização dos banhos e oxidação de sulfetos (P2) e Saída do efluente para o sistema coletor de esgoto municipal (P3). A Estação de Tratamento de Esgotos-ETE possuía mecanismos essencialmente físicoquímicos. Na caracterização do efluente da indústria, foram realizadas as análises das seguintes variáveis: Demanda Química de Oxigênio-DQO, Nitrogênio Amoniacal, Alcalinidade, Sólidos Totais, Fixo, Voláteis e Sedimentáveis, Oxigênio Dissolvido OD, ph, Temperatura, Óleos e Gorduras. Todas as determinações seguiram procedimentos padrões descritos em APHA et al.(1992), tendo como objetivos a caracterização qualitativa do efluente; verificação da eficiência da Estação de Tratamento, como também verificar se os efluentes da ETE apresentam características que se enquadram nos padrões de lançamento estabelecidos na Portaria da SEMACE Superintendência Estadual do Meio Ambiente do Estado do Ceara, Lei Nº de c/c a Lei Nº , Artigo 02, para lançamento de efluentes em sistemas coletores de esgoto. Com o auxilio da planilha eletrônica EXCEL 97 foram realizadas análises gráficas de variação espaço-temporal nos dados amostrais dos ensaios estudados. Com base nos resultados obtidos foi verificado que a ETE do Curtume Santo Agostinho, apresentou baixa eficiência de operação liberando desta forma, efluentes com teores fora dos padrões de lançamento segundo a Legislação vigente. PALAVRAS-CHAVE: Efluentes industriais, Poluição, Sulfetos, Nitrogênio amoniacal, SEMACE Lei Nº /87 INTRODUÇÃO No Brasil o agravamento dos problemas ambientais está ligado à industrialização, iniciada na década de 50, ao modelo agrícola monocultor e exportador instituído desde os anos 70, à urbanização acelerada e à desigualdade sócio-ecônomica. Nas grandes cidades, os rejeitos domésticos e industriais saturam a deficiente rede de saneamento básico e poluem águas e solos; as emissões de gases veiculares e industriais além das emanações pelas queimadas, provocam a poluição do ar (Caixeta, 1999). Dentre as indústrias que tiveram que se adequar às normas impostas pelos conselhos ou órgãos ambientais, encontram-se as indústrias de couro, cujos despejos contêm grandes quantidades de material putrescível (proteínas, sangue, fibras musculares) e de substâncias tóxicas ou potencialmente tóxicas (sais de cromo, sulfeto de sódio, cal livre, composto a base de arsênio). Apresentam forte demanda química e biológica de oxigênio (DBO e DQO), podendo causar uma depleção do oxigênio dissolvido nos corpos d água receptores. No Ceará, mais especificamente, na região do Cariri, a atividade econômica do setor primário fundamenta-se na agricultura, avicultura, pecuária e no setor secundário, em indústrias alimentícias, curtumes, farmacêuticas, entre outras. Indústrias que exercem papel

3 importante na cidade de Juazeiro do Norte e estão relacionadas com o uso da água são: Cajuína São Geraldo, Curtume Santo Agostinho, Frigorífico Municipal do Juazeiro do Norte e a Colat. A maioria dessas indústrias ainda não trata eficientemente os efluentes gerados e conseqüentemente os mesmos vêm sendo descartados livremente no rio Salgado e dessa forma estão contribuindo para o alto nível de poluição do mesmo, comprometendo a utilização da água para irrigação, como também o abastecimento d água da cidade de Aurora, CE que utiliza a água do referido rio para o abastecimento doméstico. Os objetivos deste trabalho são: caracterizar qualitativamente o efluente da indústria do couro; verificar a eficiência da Estação de Tratamento de Esgoto-ETE, como também verificar se o efluente final atende as normas estabelecidas pela Resolução SEMACE Lei Nº de c/c a Lei Nº , Artigo 02 para lançamento de efluentes em sistemas coletores de esgoto. METODOLOGIA As coletas foram realizadas quinzenalmente às 8:00 h da manhã e às 14:00 h entre os meses de abril a junho de 2002 na Estação de Tratamento de Esgotos-ETE do Curtume Santo Agostinho localizado no município de Juazeiro do Norte latitude (S) " longitude (W) 39º18 55, área 235,4 Km2, altitude 377,3m acima do nível do mar, Região do Cariri, porção Sudoeste do Estado do Ceará, limitando-se com os municípios de Caririaçu, Missão Velha, Barbalha e Crato. Para facilitar o estudo foram nomeados os seguintes pontos: Caixas de areia e gordura (P1), Tanque de equalização dos banhos e oxidação do sulfeto (P2), Saída do efluente para o sistema coletor de esgoto da rede municipal (P3) e os Leitos de secagem, conforme ilustrado na Figura 1. Figura 1: Esquema da ETE físico-química, Curtume Santo Agostinho, Juazeiro do Norte CE Foram realizadas as análises das seguintes variáveis analíticas: Demanda Química de Oxigênio-DQO, Nitrogênio Amoniacal, Alcalinidade, Sólidos Totais e Sedimentáveis. Oxigênio Dissolvido-OD, ph, Temperatura, Óleos e Gorduras, Determinação do Teor de Matéria Seca, e Índice Volumétrico do Lodo IVL. Todas as determinações analíticas seguiram procedimentos padrões descritos em APHA et al.(1992), com exceção do teor de Matéria Seca em Lodos e Índice Volumétrico do Lodo IVL que seguiram recomendações da Publicação "Manual Básico de Resíduos Industriais de Curtume SENAI 1.994" Com o auxilio da planilha eletrônica EXCEL 97 foram feitas análises gráficas de variação espaço-temporal dos dados amostrais das variáveis estudadas.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ph Os valores médios de ph, obtidos nos pontos P1, P2 e P3 foram respectivamente: 9,1, 8,9 e 8,5, conforme mostra a Figura 2, comumente encontrados em indústrias coureiras (CLASS e MAIA, 1994). Esta tendência das amostras de cada ponto estudado em apresentar valores de ph acima da neutralidade pode ser explicada pelo fato da utilização da cal hidratada no processamento de caleiro, bem como da homogeneização dos banhos no tanque de equalização que corrige valores de ph dos diferentes banhos provenientes da unidade de acabamento, que geralmente apresentam baixo valor de ph, mas ao chegar no tanque de equalização é corrigido para valores entre 7 e 9. Figura 2: Valores médios do comportamento do potencial Hidrogênionico - ph obtidos na massa líquida da ETE-Curtume Santo Agostinho. TEMPERATURA De acordo com os resultados da Temperatura a maior média foi detectada no ponto P3 cujo valor foi de 31ºC. Os demais pontos apresentaram temperaturas médias de 29 e 28,6ºC para os pontos P1 e P2 respectivamente. A diferença de 3ºC observada entre os pontos P1 e P3 é em função dos banhos do processamento de casa de ribeira durante o curtimento do couro e da lavagem das peles, onde ocorre o atrito das moléculas de água ocasionando um banho com temperaturas variadas. Além destes aspectos ocorre ainda a junção das águas provenientes das caldeiras para o processamento do couro e lavagem de materiais ou utensílios dos operadores, contaminados com gorduras do processamento do couro, favorecendo desta forma a variação das temperaturas nos banhos. SÓLIDOS TOTAIS, FIXOS E VOLÁTEIS As concentrações de sólidos totais encontradas nos pontos P1, P2 e P3 foram respectivamente , e mg/l como mostra a Figura 3. A maior média foi detectada no ponto P2 em função da convergência dos banhos residuais para este ponto. O sistema apresentou eficiência de remoção de sólidos totais em torno de 37%. Essa eficiência foi alcançada pela ação do coagulante sulfato de alumínio (AL2(SO4)3) e o floculante BUFLOC-565. Com relação ao ponto P1 sua concentração se mostrou inferior devido a diluição em função dos banhos e a lavagem da matéria prima para processamento do couro e da crescente vazão direcionada para o ponto P2. Houve um aumento de 24% do teor de sólidos totais no ponto P1 ao ponto P3.

5 Ao se submeter os sólidos a uma temperatura elevada (550ºC), a fração orgânica é oxidada (volatilizada). Os sólidos voláteis representam uma estimativa da matéria orgânica nos sólidos presentes ou na massa líquida. O estudo constatou concentrações médias de: 3.020, e mg/l para os pontos P1, P2 e P3 respectivamente.o sistema apresentou um aumento médio de 3% do teor de sólidos. A Figura 3 confirma essas informações. Os sólidos fixos estão associados diretamente a concentração de matéria inorgânica presente na massa líquida. As maiores médias foram detectadas nos pontos P e P mg/l. O ponto P mg/l apresentou menor concentração média pelo mesmo fato abordado na determinação da concentração do teor de sólidos totais. A eficiência encontrada apresentou valor médio de 20% a partir do ponto P2 ao ponto P3. O estudo determinou ainda um aumento de 87% no ponto P1 ao ponto P3 devido o direcionamento do efluente para este ponto P3. A Figura 3 mostra esta relação. Figura 3: Valores médios do comportamento do teor de sólidos totais, fixos e voláteis obtidos na massa líquida da ETE-Curtume Santo Agostinho. SÓLIDOS SEDIMENTÁVEIS Verificou-se que as médias referentes ao parâmetro Sólidos Sedimentáveis nos pontos estudados P1, P2 e P3 foram: 70,5, 27,2 e 3,5 ml/l respectivamente. As maiores médias foram encontradas nos pontos P1 e P2 em função do processo de curtimento e processamento físico do couro. Esses sólidos podem ser caracterizados como: aparas, raspas das curtiças de couros, fragmentos de pelos, dentre outros. O ponto (P3) mostrou valor inferior em função da ação do tratamento químico com o sulfato de alumínio e o coagulante BUFLOC-565 dando origem ao lodo. Neste ponto o sistema apresentou uma eficiência de 95% na remoção dos sólidos sedimentáveis NITROGÊNIO AMONIACAL Durante as verificações foram detectadas as seguintes concentrações médias: 768, e 483 mgn/l para os pontos P1, P2 e P3 como mostra a Figura 4. A maior concentração média foi verificada no ponto P2 em decorrência da convergência dos banhos para este ponto, como também a transformação do Sulfeto de Amônio, que é utilizado no processo de desencalagem, para a forma de amônia livre. O sistema apresentou eficiência de 37% de remoção do nitrogênio amoniacal devido ph elevado dos banhos provenientes do caleiro que favorecem a volatilização da amônia. ALCALINIDADE Os valores médios obtidos nos pontos P1, P2 e P3 foram respectivamente: 824, 793 e 586 mgcaco3/l. Estes elevados valores são provenientes dos banhos proveniente do processamento de caleiro que apresentam elevados teores de cal. O sistema de tratamento

6 mostrou uma eficiência de 31%. A redução da alcalinidade foi assegurada em função da convergência dos banhos ácidos provenientes do curtimento ao cromo. No ponto P3 houve ainda uma redução com o efeito do coagulante Sulfato de Alumínio (AL2(SO4)3) que reage com os íons (OH-) reduzindo a faixa de ph e fazendo com que o efluente final tenha características com tendência a neutralidade. Figura 4: Valores médios do comportamento do de Nitrogênio Amoniacal, obtidos na massa líquida da ETE Curtume Santo Agostinho. OXIGENIO DISSOLVIDO Durante as verificações do parâmetro Oxigênio Dissolvido foram detectadas condições de anaerobiose nos pontos estudados P1, P2 e P3. Este fato é decorrente da elevada carga orgânica e inorgânica afluente. Apesar de, diariamente, estar sendo introduzido oxigênio, pelos difusores de ar, no ponto P2, este também apresentou condições de anaerobiose pelo fato do oxigênio introduzido ter sido consumido no processo de oxidação do sulfeto. ÓLEOS E GRAXAS As concentrações médias detectadas nos pontos P1, P2 e P3 foram 54, 190 e 27,8 mg/l. A eficiência de remoção foi de 49%. O ponto P2 apresentou maior valor em função do tempo e retenção da vazão efluente na caixa de gordura ser muito curto desfavorecendo ao processo do material flotável (óleos e graxas) para a superfície, para ser removida posteriormente de forma manual ou mecânica. Este elevado teor de óleos e graxas no ponto P2 poderá comprometer o processo de oxidação de sulfetos, ocorrido no referido tanque, em decorrência da formação de placas de gorduras, além de provocar entupimento de bombas, mau funcionamento dos controladores de ph e flotação nos decantadores. Nos corpos aquáticos e sistemas de tratamento biológicos de tratamento como em lagoas de estabilização a camada de óleos e graxas prejudica o processo fotossintético, e a taxa de transferência dos gases para a atmosfera se comportando como camada impermeabilizante com maior resistência nas épocas de inverno. DEMANDA QUÍMICA DE OXIGÊNIO-DQO De acordo com a Figura 5 os teores médios encontrados nos pontos P1, P2 e P3 foram respectivamente: 2.541, e mg/l. O fato do ponto P2 ter apresentado a maior média, quando comparado aos demais pontos, pode ser atribuído ao fato de todos os banhos residuais no processamento e curtimento do couro convergirem para o referido ponto.

7 Quanto a remoção de DQO, foi verificado uma eficiência de apenas 27%. No entanto, deve ser ressaltado que o objetivo do processo físico- químico, utilizado na ETE do curtume, é principalmente, equalizar os banhos oriundos das diversas etapas da fabricação do couro e também, oxidar os sulfetos. Além do fato, dos efluentes da ETE do curtume serem lançados na rede coletora da Companhia de Água e Gerenciamento de Esgotos do Estado do Ceará- CAGECE que os conduzirão para as células de tratamento biológico no município do Juazeiro do Norte, onde será feita a remoção da matéria orgânica. Figura 5: Valores médios da concentração de DQO obtidos na massa líquida da ETE- Curtume Santo Agostinho. CONCLUSÕES Com base no trabalho realizado concluiu-se que: As indústrias de processamento do couro em geral liberam despejos altamente poluentes, que se forem lançados em corpos aquáticos sem o tratamento adequado, poderão causar um grande desequilíbrio na sua biota, fazendo-se necessário, portanto, que exista um rigoroso controle quanto ao lançamento desses efluentes. No caso específico do Curtume Santo Agostinho, diante dos resultados obtidos, concluímos que apesar de ter um tratamento físico-químico dos seus despejos, verificou-se que o efluente tratado apresentou índices acima dos permitidos pela resolução que estabelece os padrões de lançamento em sistemas coletores de esgotos, tais como: O teor de Nitrogênio Amoniacal apresentou valores fora dos padrões estabelecidos para lançamento de efluentes em sistemas coletores de esgotos (SEMACE: 50mgN/L). A alta concentração da amônia na ETE provém das fibras de peles como também do processo de descalcinação ou desencalagem no qual utiliza composto a base de íons nitrogenados (sulfeto de amônio). O alto teor de nitrogênio amoniacal pode comprometer o biofilme, que também é parte integrante na depuração de efluentes, existente na rede coletora até chegar na ETE final (lagoas de estabilização CAGECE), causando depleção do teor de oxigênio dissolvido, através da oxidação da amônia a nitrito e deste a nitrato. Outro fator que deve ser ressaltado é que o nitrogênio amoniacal pode ser tóxico em concentrações elevadas à microrganismos como algas e bactérias. Durante as determinações dos resultados na ETE do Curtume Santo Agostinho foi verificado alta concentração de matéria orgânica associada a Demanda Química de Oxigênio (DQO). Esta concentração pôde ser confirmada pelo teor de Sólidos Totais

8 presentes no efluente, haja vista os sólidos totais darem uma indicação indireta do teor de matéria orgânica e inorgânica presente no efluente. As determinações dos teores de oxigênio dissolvido indicaram condições de anaerobiose, em função da alta carga orgânica presente nos despejos e principalmente, em função do consumo de oxigênio pela oxidação dos sulfetos provenientes da depilação e engraxe. Quanto ao teor de óleos e graxas, no efluente final da ETE, foi verificado que os valores obtidos se enquadraram dentro dos padrões de lançamento de efluentes em sistemas coletores. Sua remoção foi assegurada tanto pela retenção nos defletores das caixas de gorduras, como também pôr serem carreados pela ação do sulfato de alumínio no tratamento químico, para os flóculos de lodo. A concentração de Sólidos Sedimentáveis apresentou ótimo percentual de remoção (95%), provavelmente em função da utilização do sulfato de alumínio como coagulante. Apesar de não terem sido feitas as determinações dos teores de sulfeto e cromo no efluente do curtume, pelas condições de anaerobiose, elevados valores de DQO e pela faixa de ph obtidos no efluente da ETE, pode ser concluído que o efluente provavelmente ainda apresenta elevados teores de sulfeto e baixas concentrações de cromo. Além do fato, do curtume Santo Agostinho utilizar o sistema de alto esgotamento do cromo. Através da palestra de Educação Ambiental e Higiene e Segurança no Trabalho, realizada no Curtume Santo Agostinho, pôde ser observado a importância de se trabalhar esse tema com a classe operária, tendo em vista que a maioria dos trabalhadores do setor de operação e manutenção, tanto do processo industrial como da estação de tratamento de esgotos, em função do grau de instrução, não conhecem os efeitos maléficos à saúde causados pelo contato direto e indireto com compostos químicos, utilizados nas várias etapas do curtimento do couro, bem como do contato com o afluente e efluente da estação de tratamento. Neste contexto, é de fundamental importância que o tema Educação Ambiental seja difundido em todas as indústrias da região do Cariri, promovendo, dessa forma, o desenvolvimento sustentável da região, contribuindo, assim, para a redução da poluição do Rio Salgadinho. RECOMENDAÇÕES Com o objetivo de contribuir para o desenvolvimento econômico e ambientalmente sustentável da indústria de couro, Curtume Santo Agostinho, serão feitas as seguintes sugestões:

9 Substituição do desencalante sulfato de amônio pôr outro que não seja a base de nitrogênio, como o Rectil PB, que é um descalcinante de alta performance a base de poliácidos orgânicos, aditivados e isentos de compostos nitrogenados. Adição de cal para favorecer a volatilização da amônia remanescente das fibras de peles. Trabalhar sempre com uma lâmina de efluente ligeiramente superior a 1,00 m dentro do tanque de equalização dos banhos e oxidação do sulfeto residual, com tempo de detenção de 8 a 18 h para obter melhores resultados, uma vez que o reciclo dos banhos não está sendo exercido. Determinar os teores de cromo e sulfeto no efluente final do sistema de tratamento. Realizar políticas de educação ambiental e normas de higiene à classe operária. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS APHA - AWWA WEF (1992). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 19th edition. American Public Health Association, American Water Works Association and Water Environmental Federation, Washington D.C. 953p. CAIXETA, C. (1999). Nova proposta de tratamento em reatores UASB no tratamento de efluentes de frigorífico. Dissertação de mestrado, Universidade Federal de Uberlândia- MG 134 p. CLAAS, I. C, MAIA, R.A.M, (1994), Manual Básico de Resíduos Industriais de Curtume. Porto Alegre, SENAI, 614p. RESOLUÇÃO SEMACE LEI Nº DE 25/12/1987 c/c Lei Nº Artigo 02 - Regulamenta os despejos industriais em sistemas coletores de esgotos.