III-062 PLANEJAMENTO EXPERIMENTAL PARA AVALIAR O TEMPO DE ARMAZENAGEM DE LODO INDUSTRIAL

III-062 PLANEJAMENTO EXPERIMENTAL PARA AVALIAR O TEMPO DE ARMAZENAGEM DE LODO INDUSTRIAL Ana Cristina Silva Muniz (1) Mestre em Desenvolvimento e Meio Ambiente (UFPB/UEPB). Professora Assistente II da Universidade Federal da Paraíba, Centro de Ciências e Tecnologia, Departamento de Engenharia Química. André Luiz Fiquene de Brito Mestre em Desenvolvimento e Meio Ambiente (UFPB/UEPB). Especialista em Inovação e Difusão Tecnológica (UFPB). Professor Assistente II da Universidade Federal da Paraíba, Centro de Ciências e Tecnologia, Departamento de Engenharia Química. Shiva Prasad Doutor em Química pela University of Rajasthan Jaipur/Índia. Professor Titular do Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal da Paraíba. Endereço (1) : Rua Manuel Barros de Oliveira, 82 - Bodocongó Campina Grande - PB - CEP: 58.109-125 - Brasil - Tel: (83) 333-2906 - e-mail: ana_silva@deq.ufpb.br RESUMO Os resíduos sólidos industriais são descartados ou armazenados sem nenhum cuidado especial, causando sérios impactos ambientais. O setor industrial de curtume produz elevada quantidade de Lodo de Estação de Tratamento de Efluentes ETE. Na maioria das vezes os lodos das ETEs são armazenados nos pátios das indústrias e dispostos inadequadamente no meio ambiente. O presente trabalho tem por objetivo avaliar por meio do planejamento experimental se o tempo de armazenagem do lodo primário de Estação de Tratamento de Efluentes de indústria de curtume exerce influência nas características físico-químicas do mesmo. Foi realizado experimento inteiramente casualizado com 03 três tratamentos (amostras A, B e C) e 03 repetições. A amostra A, foi coletada da ETE após 2 dias de descarte no leito de secagem, a mostra B foi coletada após 60 dias de armazenagem, enquanto que a amostra C foi coletada após 365 dias de armazenagem. O planejamento experimental utilizado foi o inteiramente ao acaso, usando o Teste de Tukey para determinar a diferença mínima significativa entre os tratamentos. Os resultados mostraram que a amostra A apresentou 31.820,00 mg.kg 1 de cromo total, enquanto os tratamentos B e C apresentaram respectivamente 38.850,00 e 39.780,00 mg.kg 1 e que o tempo de estocagem influenciou na concentração de STV e Umidade ao nível de 5% de significância pelo teste de Tukey. PALAVRAS-CHAVE: lodo industrial, cromo total, curtume, planejamento experimental, armazenagem. INTRODUÇÃO Segundo a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT, 1987a), os resíduos sólidos compreendem lixo urbano, lixo hospitalar, lixo agrícola ou rural, lodo de estação de tratamento de esgotos sanitários ou industriais, lodos de estação de tratamento de água, resíduos gerados por equipamentos e instalações de controle da poluição e determinados líquidos, cujas características tornem inviável seu lançamento em redes públicas e nos corpos receptores. De acordo com a Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB, 1989), só a cidade de São Paulo dispõe, de forma inadequada, cerca de 766 mil toneladas por ano de resíduos sólidos industriais perigosos, enquanto que 421 mil toneladas por ano, desses resíduos, são dispostos em 27 mil indústrias instaladas nos municípios do interior do Estado, sendo Campinas e Piracicaba os municípios do interior do estado com a maior produção de resíduos sólidos industriais. As indústrias estão gerando os resíduos sólidos, mas não estão conseguindo dar destinação adequada aos mesmos, os quais estão sendo estocados em galpões abandonados, em áreas ou aterros antigos das próprias indústrias (ROSA, 1993). ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

A estocagem dos resíduos sólidos industriais nas instalações das indústrias, não é correto, do aspecto ambiental, por ser, não apenas, um problema físico, mas por requerer cuidados especiais, para mantê-lo dentro dos padrões e normas seguros, para que os mesmos não causem riscos às próprias indústrias e às pessoas que nela trabalham (ALVES, 1997). A Norma Brasileira 10.004 da ABNT (1987b) classifica os resíduos sólidos quanto aos seus riscos potenciais ao meio ambiente e à saúde pública, para que os mesmos possam obter manuseio e destinação seguras, haja vista, a periculosidade apresentada por um resíduo ser em função das suas propriedades físicas, químicas ou infecto-contagiosas. Para NBR 10.004 em função do seu graus de periculosidade, os resíduos podem ter características de inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade e patogenecidade. Estas características não possibilitam estocagem e destinação seguras aos resíduos antes destes passarem por alguma forma de tratamento. Dentro deste quadro, o presente trabalho se insere, com objetivo de avaliar por meio do planejamento experimental a influência do tempo de armazenagem nas características físico-químicas do lodo primário de ETE de indústria de curtume. Haja vista, o lodo primário de indústria de curtume ser classificado como perigoso por conter em sua constituição físico-química metais pesados, como o cromo total, o qual pode causar toxicidade à fauna, à flora e à população humana, de modo geral (MUNIZ, 1999). O beneficiamento de uma tonelada de pele salgada até a etapa de acabamento, gera 100 kg de matéria seca de lodo. Os lodos homogeneizados retirados dos sedimentadores primários e secundários têm aproximadamente 2% de matéria seca. Uma tonelada de pele salgada produz 5000 kg de lodo com 2% de matéria seca ou 4,93 m 3 de lodo do sedimento por tonelada de pele processada, levando-se em consideração a densidade média da mistura de lodo da ordem de 1.012 kg.m -3. Com a secagem do lodo o volume de 4,93 m 3 pode sofrer uma redução em média, de até 0,37 m 3 por tonelada de pele salgada (CLAAS e MAIA, 1994). MATERIAIS E MÉTODOS O resíduo sólido industrial utilizado foi o lodo primário resultante de efluentes das etapas de ribeira, curtimento e acabamento, oriundo do leito de secagem da Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) do Centro de Tecnologia do Couro e do Calçado (CTCC) Albano Franco, localizado no bairro de Bodocongó, na cidade de Campina Grande, Estado da Paraíba. O planejamento experimental adotado foi inteiramente ao acaso com três amostras e sete repetições. Na análise estatística utilizou-se a análise de variância (ANOVA) através do teste F e o teste de Tukey para determinar a diferença mínima significativa a 5% de significância, empregando o programa computacional denominado Msustat (LUND, 1985). As amostras foram assim constituídas: Amostra A: Lodo de ETE Úmido 02 dias; Amostra B: Lodo de ETE Estocado 60 dias; Amostra C: Lodo de ETE Estocado 365 dias; A coleta seguiu os procedimentos de técnicas de amostragem de acordo com a NBR 10.007 (ABNT, 1987c), ou seja, método de quarteamento para a Amostra A, enquanto que as Amostras B e C foram dispostas em lona plásticas, para realização do quarteamento, para que as sub-amostras obtidas representassem satisfatoriamente o material. O material coletado foi acondicionado em sacos plásticos de 50 kg de capacidade unitária e transportado para a área de trituração, onde foi realizada trituração manual até obtenção da granulometria de 10 a 40 mm. Posteriormente o material foi transportado para o laboratório de análises físico-químicas para ser caracterizado (KIEHL, 1985; ABNT, 1987d). ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

Na caracterização físico-química foram analisados os seguintes parâmetros: Potencial Hidrogeniônico (ph), a determinação do ph do lodo primário foi realizada com água destilada em potenciômetro, após agitação e descanso por 24 horas (ABNT, 1988). Sólidos Totais a 100 + 5 0 C, em estufa, por um período de 24 horas, com o objetivo de obter o teor de sólidos totais e a umidade, conforme recomendado por KIEHL (1985). Sólidos Voláteis e Fixos a 600 0 C, em mufla, com a finalidade de volatilizar por ignição a matéria orgânica presente nas amostras analisadas (KIEHL, 1985). Cromo Total, a determinação do cromo total foi realizada em base seca, após digestão das amostras em mistura digestora de ácido nítrico, ácido sulfúrico e ácido perclórico, sob aquecimento de 250 0 C, num tempo aproximado de 2 horas, e posterior titulação de oxi-redução, especificadamente por meio da iodometria, onde as amostra foram tituladas com tiossulfato de sódio, em solução saturada de iodo e presença de do indicador goma de amido (OHLWEILER, 1981). Cromo Hexavalente, determinado por meio de colorimetria com difenilcarbazida, segundo recomendação da APHA, AWWA, WPCF (1992). A Tabela 1 apresenta os dados iniciais da caracterização físico-química do lodo primário da ETE do CTCC Albano Franco. Tabela 1: Magnitude dos parâmetros físico-químicos do lodo primário da ETE do CTCC Albano Franco. Parâmetros ph Umidade Sólidos Totais Sólidos Voláteis Sólidos Fixos Cromo Total (mg.kg -1 ) Cromo Hexavalente (mg.kg -1 ) Amostra A 8,5 62,8 37,2 19,5 80,5 31.844,0 ND* Amostra B 8,4 14,1 85,9 39,4 60,6 37.693,0 ND* Amostra C 8,6 12,5 87,5 42,2 57,7 38.992,0 ND* *ND: não detectado Após caracterização físico-química inicial as amostras foram acondicionas e preservadas para posteriores análises conforme recomendado por KIEHL (1985). Posteriormente foram realizados os ensaios físico-químicos para os três tratamentos, os quais foram em número de 7 repetições e em triplicata segundo estabelece OHLWEILER (1981). Para a realização da interpretação estatística de cada repetição foi utilizada a média aritmética para as amostras A, B e C dos parâmetros avaliados. Em seguida foi aplicada a análise de variância anteriormente abordada (LUND, 1985). RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados obtidos são apresentados e discutidos seguindo a seguinte ordem: análise de variância e Teste de Tukey para os parâmetros de ph, umidade, sólidos totais voláteis e cromo total. As análises estatísticas do ph em lodo primário de ETE são apresentadas nas Tabelas 2 e 3. Tabela 2. Análise de variância de ph no lodo primário da ETE do CTCC Albano Franco. Tratamento 2 0,0277 0,01388 0,339 NS* Resíduo 18 0,7368 0,04094 - Total 20 0,7645 - - * NS: não significativo ao nível de 5% de probabilidade pelo Teste F. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

Tabela 3. Teste de Tukey para as amostras analisadas. Amostras Média A 8,45a B 8,48a C 8,40a Médias seguidas por letras minúsculas iguais na coluna não diferem significativamente pelo Teste de Tukey a As análises estatísticas mostraram que o valor de ph para os três tratamentos não diferiram entre si ao nível de 5%, ou seja, os valores de ph apresentaram-se iguais para os três tipos de lodo. O ph apresentado pelo lodo foi considerável e dentro da faixa encontrada por TEIXEIRA (1981), SILVA (1989) E CAVALLET (1992), com exceção da faixa encontrada por BIDONE (1995). Esse valor de ph elevado pode ser atribuído ao fato do processo industrial de origem não proceder com a reciclagem do banho de caleiro, em que o banho residual desse processo aumenta o ph do efluente. As análises estatísticas do teor de umidade de lodo primário de ETE são apresentadas nas Tabelas 4 e 5. Tabela 4. Análise de variância de umidade do lodo primário da ETE do CTCC Albano Franco. Tratamento 2 0,0000012 6172,0 5286,0* S Resíduo 18 21,00 1,167 - Total 20 21,0000012 - - *S: significativo ao nível de 5% de probabilidade pelo Teste F. Tabela 5. Teste de Tukey para as amostras analisadas Amostras Média A 64,47 a B 13,86 b C 12,26 c Médias seguidas por letras minúsculas distintas na coluna diferem significativamente pelo Teste de Tukey a O percentual de umidade das amostras A e B, C, é devido basicamente ao tempo de disposição do lodo nos leitos de secagem e nos locais de armazenagem, proporcionando o escoamento da água, principalmente, às frações que se encontram mais disponíveis para evaporação à temperatura ambiente. Analisando os dados da Tabela 5, constatou-se que as médias diferiram entre si, ou seja, é válido afirmar que o tempo de estocagem influenciou na umidade dos lodos de ETE. As análises estatísticas da concentração de sólidos totais voláteis de lodo primário de ETE são apresentadas nas Tabelas 6 e 7. Tabela 6. Análise de variância de sólidos totais voláteis do lodo primário da ETE do CTCC Albano Franco. Tratamento 2 2045,00 1023,00 1185,0* S Resíduo 18 15,53 0,8628 - Total 20 2061,00 - - *S: significativo ao nível de 5% de probabilidade pelo Teste F. Tabela 7. Teste de Tukey para as amostras analisadas. Amostras Média A 19,51a B 38,28 b C 42,08 c ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

Médias seguidas por letras minúsculas distintas na coluna diferem significativamente pelo Teste de Tukey a ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

Analisando os dados da Tabela 7, constatou-se que as médias diferiram entre si, ou seja, é válido afirmar que o tempo o teor de STV influenciou no tempo de estocagem e de coletas dos lodos de ETE. Os dados encontrados para o teor de STV foram condizentes com a natureza do lodo para as três amostras, constituído de material mineral, em razão da origem do efluente e do tratamento físico-químico a que este efluente é submetido. As análises estatísticas da concentração de cromo de lodo primário de ETE são apresentadas nas Tabelas 8 e 9. Tabela 8. Análise de variância de cromo total do lodo primário da ETE do CTCC Albano Franco. Tratamento 2 264,80 132,40 121,1* Resíduo 18 19,80 1,092 - Total 20 284,50 - - *S: significativo ao nível de 5% de probabilidade pelo Teste F. Tabela 9. Teste de Tukey para as amostras analisadas. Amostras Média (mg.kg -1 ) A 31.820,00a B 38.850,00b C 39.780,00b Médias seguidas por letras minúsculas distintas na coluna diferem significativamente pelo Teste de Tukey a A Tabela 8 mostra que houve diferença significativa ao nível de 5% de probabilidade para a concentração de cromo. A Tabela 9 apresenta a média para as três amostras analisadas. O teste de Tukey mostrou que houve diferença significativa entre as amostras analisadas. Na amostra A que representa o lodo descartado no leito secagem da ETE do CTCC por apenas dois dias, apresentou menor concentração de cromo, devido ao alto teor de umidade presente no mesmo. Observa-se que o lodo armazenado em tambores no período de tempo de 60 e 365 dias, apresentaram maiores concentrações de cromo, não diferindo entre si a 5% de significância. As médias obtidas na caracterização do lodo mostram que os valores estão acima do mínimo recomendável para disposição segura no meio ambiente, haja vista que o mínimo recomendável é de 10.000 mg.kg -1. Tal fato está condizente com o afirmado por ROSA (1993), ou seja, as indústrias estão gerando os resíduos sólidos, mas não estão conseguindo dar destinação adequada aos mesmos, os quais estão sendo estocados em galpões abandonados, em áreas ou terrenos antigos das próprias indústrias. CONCLUSÕES Com base no trabalho realizado, concluiu-se que: Houve diferença significativa entre as amostras analisadas para a concentração de cromo total, sendo que a amostra de lodo com apenas dois dias de descarte apresentou menor teor de cromo, sendo tal valor significativo a 5% de probabilidade pelo teste de Tukey; A concentração de cromo total presente no lodo primário da ETE do CTCC Albano Franco, está acima da média legalmente recomendável para descarte no solo; O tempo de armazenagem não diminuiu o efeito deletério deste tipo de lodo industrial contendo elevado teor do metal pesado cromo; Não obstante a elevada concentração de cromo total no lodo primário usado, não foi detectado cromo hexavalente, portanto menor comprometimento de toxicidade no descarte deste no solo; Os parâmetros como ph, umidade e sólidos totais voláteis mostraram-se dentro da faixa condizente com a natureza do lodo em estudo. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6

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