Global Conference Building a Sustainable World Conferência Global Construindo o Mundo Sustentável e Eventos Preparatórios e Simultâneos Pavilhão Vermelho do Expo Center Norte Rua João Bernardo Pinto, 333 - Vila Guilherme São Paulo - SP 23 A 25 DE Outubro de 2002
Water Reuse in the Industry of Leather Tanning - Case Study Distrito Industrial de Franca - SP JOSÉ ORLANDO PALUDETTO SILVA jorlanps@uol.com.br IVANILDO HESPANHOL ivanildo.hespanhol@poli.usp.br SÃO PAULO 2002
Introdução Justificativas do Estudo: - Escassez de recursos hídricos no Município de Franca; - Processo de produção de couros requer uma água de baixa qualidade (USEPA, 1992) em grandes volumes; - Proximidade do Distrito Industrial à ETE Franca (~3,0 km) favorecendo a implantação de sistemas de adução das águas de reúso.
Introdução Sistema Proposto Divisor de águas Estação de Tratamento De Efluentes Industriais Distrito Industrial Ribeirão dos Bagres Estação de Tratamento de Esgotos Domésticos Sistema de Reúso Proposto Sistema de Coleta e Afastamento Cidade de Franca Córrego Bom Jardim
Objetivo Estudar a possibilidade de reúso de águas, a partir dos efluentes secundários gerados na Estação de Tratamento de Esgotos de Franca (ETE Franca - Sabesp) como água de processo nas indústrias de curtimento de couros em alternativa a água industrial fornecida pelo Distrito Industrial de Franca (DINFRA)
Objetivo Abordagem : Avaliação da confiabilidade de tratamento da ETE Franca Verificação da compatibilidade entre os padrões de qualidade da água de reúso (ETE Franca) e da água necessária para a produção de couros e a necessidade de tratamentos complementares Avaliação do produto final a partir de ensaios de produção de couros utilizando águas de reúso (ETE Franca)
Estudo de Caso - Metodologia - Análise da Confiabilidade de Tratamento da ETE Franca - Coleta de Alíquotas do Efluente Secundário, Água de Utilidades e Água Industrial - Ensaios de Produção de Couros
Estudo de Caso - Metodologia Análise da Confiabilidade de Tratamento da ETE Franca 350 300 Distribuição Temporal dos Dados 250 200 150 100 50 0 jan-99 jan-99 mar-99 abr-99 mai-99 mai-99 jun-99 jul-99 ago-99 set-99 out-99 nov-99 dez-99 jan-00 fev-00 mar-00 abr-00 mai-00 jun-00 jul-00 ago-00 set-00 out-00 nov-00 dez-00 jan-01 fev-01 mar-01 abr-01 mai-01 jun-01 jul-01 ago-01 set-01 out-01 nov-01 DQO (mg/l) 1999 2000 2001
Estudo de Caso - Metodologia Análise da Confiabilidade de Tratamento da ETE Franca 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00-1999 y = 59,395Ln(x) - 183,68 R 2 = 0,8623 1 10 100 1000 DQO (mg/l) Ano 1999 Número de Dados Analisados 174 Probab.Acum.x100 = 10 <= 26,1 mg/l Probab.Acum.x100 = 50 <= 51,1 mg/l Probab.Acum.x100 = 90 <= 100,3 mg/l média 53,9 mg/l máximo 176,0 mg/l mínimo 4,5 mg/l resultado coleta - EF-02 45,0 mg/l prob.acumuladax100 equivalente 42
Estudo de Caso - Metodologia Coleta de Alíquotas do Efluente Secundário, Água de Utilidades e Água Industrial - Determinação dos Volumes das Alíquotas - Coleta das Alíquotas na ETE Franca ETA Utilidades ETE Franca Água 1 Contêiner de Coleta Caracterização Água 2
Estudo de Caso - Metodologia Coleta de Alíquotas do Efluente Secundário, Água de Utilidades e Água Industrial - Coleta da Água Industrial - DINFRA Água 3 Captação e Tratamento DINFRA Reservatório Industrial Contêiner de Coleta Caracterização
Estudo de Caso - Metodologia Padrão de Qualidade da Água para a Indústria de Curtimento de Couros Parâmetro Unidade Valor Observações Alcalinidade mg/l 135 (b) Algas - ausentes (a) Coliformes Fecais NMP/100mL < 300 (a) Cor U.C. não deve apresentar coloração acentuada (a) 10 a 100 (b) DBO 5 mg/l < 50 (a) DQO mg/l < 150 (a) Dureza mgcaco 3 /L 71,6 a 143,2 * (a),(c) *entre 4 a 8 º Alemão ( 1 º 50 a 135 (b) A = 10 mg CaO/L = 17,9 mg CaCO 3 /L). Espuma - ausentes (a) Ferro mg/l 0,2 (b) Fósforo Total mg/l < 1 (a) Manganês mg/l 0,2 (b) Materiais Flutuantes - ausentes (a) Microrganismos Patogênicos - ausentes (a) Nitrogênio Amoniacal mg/l < 5 (a) Nitrogênio Total mg/l < 10 (a) Odor - livre de odor desagradável (a) Óleos e Graxas mg/l < 30 (a) ph - 6,0 8,5 (a) 7,8 8,3 (b) Sólidos Sed. ml/l 1 (a) Sólidos Suspensos mg/l < 50 (a) Temperatura C < 30 (a) especialmente para as etapas de ribeira Turbidez NTU 20 (b) (a) CTC SENAI (2000); (b) AZEVEDO NETO (1966); (c) HOINACKI (1989)
Estudo de Caso - Metodologia Ensaios de Produção de Couros Água 1 Couro 1 Água 2 Couro 2 Água 3 Couro 3 Unidade Piloto de Produção de Couros Ensaios químicos em Couros Ensaios físico-mecânicos em Couros
Fluxograma Ilustrativo do Processo Operações de Ribeira Curtimento Acabamento
Estudo de Caso - Metodologia Consumo de Água no Processo de Produção de Couros 3,5-89,5 m3/t de matéria prima (couro salgado) TÜNAY et al (1999) apud EPA (1970) 13,9-56 m3/t de matéria prima (couro salgado) TÜNAY et al (1999) apud HUBER;DOANE (1980) Processo de Acabamento 30,4% Processo de Curtimento 1,1% Consumo por Etapa Operações de Ribeira 68,5% Produtos Químicos 3,0% Couro 17,4% Franca (Curtume Orlando Ltda.) 0,5 1,0 m 3 /pele produzida 1 pele (matéria prima) = 15 kg =33,3-66,7 m 3 /t de matéria-prima Consumo Relativo Água 79,6%
Estudo de Caso - Resultados Resultados da Análise de Confiabilidade de Tratamento da ETE Franca Qualidade dos Efluentes Produzidos pela ETE Franca (EF-02 e UT-03), Água Industrial (AI) e Padrões de Qualidade da Água para a Produção de Couros (PC) Parâmetro Unidade Efluente Final ETE Franca (EF-02) Água de Utilidades ETE Franca (UT-03) Água Industrial DINFRA (AI) Padrão da Água para Couros (PC) Alcalinidade mgcaco 3 /L - 77,8 (a) 58,0 (a) 135,0 Coliformes Fecais NMP/100mL 4,4.10 5(b) 2,1.10 3(b) - 300 Cor U.C. 191,1 (b) 172,6 (b) 73,0 (a) 100,0 DBO mg/l 15,8 (a) - - 50,0 DQO mg/l 77,4 (a) 66,5 (a) - 150,0 Dureza mgcaco 3 /L 51,3 (a) 55,4 (a) 51,0 (a) 143,2 Fe mg/l 0,20 (a) 0,85 (b) 2,90 (b) 0,20 Manganês mg/l - 0,36 (b) 1,20 (b) 0,20 Nitrogênio Amoniacal mg/l 13,1 (b) 14,6 (b) 2,8 (a) 5,0 Nitrogênio Total mg/l 16,6 (b) - - 10,0 Óleos e Graxas mg/l 11,8 (a) - - 30,0 ph - 7,3 (a) 7,0 (a) 7,3 (a) 6,0 a 8,5 Sólidos Sedimentáveis ml/l 0,02 (a) - - 1,0 Sólidos Suspensos Totais mg/l 19,4 (a) 11,0 (a) - 50,0 Temperatura C 26,2 (a) 27,2 (a) - 30,0 Turbidez NTU 12,1 (a) 18,1 (a) 11,0 (a) 20,0 (a) Atende ao Padrão (b) Não atende ao Padrão
Estudo de Caso - Resultados Resultados das Análises das Alíquotas de Água Coletadas Resultados das análises das Águas 1, 2 e 3 comparados aos padrões qualidade de água para a produção de couros (PC) Parâmetro Unidade Água 1 Água 2 Água 3 PC Alcalinidade mgcaco 3 /L 110 (a) 106 (a) 33 (a) 135 Cloretos mg/l 69,1 (a) 66,7 (a) 12,4 (a) 600 Coliformes Fecais NMP/100mL <2 (a) <2 (a) 2,1.10 2 (a) 3,0.10 2 Cor UC 86 (a) 26 (a) 24 (a) 100 DBO mg/l 0,1 (a) 0 (a) 0,8 (a) 50,0 DQO mg/l 45 (a) 40 (a) 6 (a) 150 Dureza mgcaco 3 /L 56,5 (a) 56,1 (a) 40,6 (a) 71,6 a 143,2 Fe mg/l 0,45 (b) 0,26 (b) 0,03 (a) 0,2 Mn mg/l 0,3 (b) 0,25 (b) 0,06 (a) 0,2 Nitrogênio Amoniacal mg/l 10,5 (b) 10 (b) 0 (a) 5,0 Ovos de Helmintos ovo(s)/l 0 (a) 0 (a) 0 (a) 1 ph - 7,12 (a) 7,07 (a) 6,8 (a) 6,0 a 8,5 SST mg/l 5,5 2,0 (a) 0,0 (a) 50,0 Turbidez NTU 6,18 (a) 3,82 (a) 1,40 (a) 20,0 (a) Atende ao Padrão (b) Não atende ao Padrão
Estudo de Caso - Resultados Resultados dos Ensaios de Produção de Couros Resultados dos Ensaios Físico-Químicos - Couros 1, 2, 3 e Padrões de Qualidade Parâmetro Unidade Amostra Wet-Blue Couro 1 Couro 2 Couro 3 Padrão Teor de Óxido Crômico Cr2O3 % 3,53 3,56 1,99 >3,50 Teor de Cálcio Ca ++ % 0,26 0,22 0,20 < 0,70 ph - 4,00 4,28 4,07 > 3,50 Cifra Diferencial - 0,3 0,2 0,2 < 0,7 (a) Atende ao Padrão (b) Não atende ao Padrão
Estudo de Caso - Resultados Resultados dos Ensaios de Produção de Couros Resultados dos Ensaios Físico-Mecânicos (Força de Rasgamento, Resistência à Tração e ao Alongamento e Distensão da Flor Lastômero) - Couros 1, 2, 3 e Padrões de Qualidade Amostra Semi-Acabado Padrão Couro 1 Couro 2 Couro 3 Parâmetro Unidade Direção A Direção B Direção A Direção B Direção A Direção B Direção A Direção B Força de Rasgamento Força N 119,43 92,80 107,47 131,10 138,40 133,20 >80,00 >80,00 Força/Espessura N/mm 61,25 46,63 57,16 68,64 75,63 72,39 - - Resistência à Tração e Alongamento Força de Tração N 240,40 385,23 262,27 325,97 200,87 238,91 >150,00 >150,00 Tensão de Tração N/mm 2 13,16 21,44 14,28 17,65 11,39 13,60 Alongamento % 61,00 46,34 33,55 41,45 42,29 38,44 >80 >80 Distensão da Flor Lastômero Distensão mm 10,17 8,97 7,92 >7,50 (a) Atende ao Padrão (b) Não atende ao Padrão
Estudo de Caso - Resultados Resultados dos Ensaios de Produção de Couros Resultados dos Ensaios Físico-Mecânicos (Medida de Resistência a Flexões Contínuas) - Couros 1, 2 e 3 Amostra Semi-Acabado N de Ciclos Couro 1 Couro 2 Couro 3 seco úmido seco úmido seco úmido 100 flexões A A A A A A 500 flexões A A A A A A 1.000 flexões A A A B A A 2.000 flexões A A A B A A 5.000 flexões A A A B A A 10.000 flexões A A A B A A 20.000 flexões A B B B A B 30.000 flexões A - D - A - 40.000 flexões A - D - A - 50.000 flexões A - D - A - Avaliação do couro: A Sem danos; B Desenvolvimento de rugas na flor; C Perda de estampa; D Quebra de camada flor; e E Destruição da camada reticular do couro com formação de rasgo ou buraco. (a) Atende ao Padrão (b) Não atende ao Padrão - Aparência Final do Couro 1 = Defeitos no Processo de Depilação
Estudo de Caso - Conclusões Prováveis fatores de influência nos resultados não conformes: Concentrações de Fe, Mn e Nitrogênio Amoniacal nas Águas Esforços mecânicos excessivos na unidade piloto; Temperaturas excessivas na etapa de secagem e; Características intrínsecas da matéria-prima (tamanho e idade do animal, doenças, preservação das peles, etc)
Estudo de Caso - Recomendações Recomendações Ensaios adicionais de produção de couros em escala piloto e em escala real. - Utilizando a Água de Utilidades da ETE Franca, para que se tenha uma visão completa da aplicabilidade de um sistema de reúso na indústria de curtimento; - Atenção especial aos parâmetros Ferro, Manganês e Nitrogênio Amoniacal e Total, para a constatação de efeitos potenciais nos couros produzidos; Remoção de nitrogênio na ETE Franca - Investigação das possibilidades de adaptação do sistema de tratamento da ETE Franca para atingir os padrões de nitrogênio amoniacal e total requeridos para as águas de reúso; Avaliação de custos - Avaliação de custos para a produção de água de reúso, considerando sistema de tratamento complementar, estação de bombeamento, adutoras e adaptações nos sistemas de reservação e distribuição existentes e; Avaliação dos impactos e benefícios ambientais - Considerando a utilização de um sistema de reúso no Município de Franca, enfocando a diminuição do lançamento de efluentes tratados pela ETE Franca no corpo receptor (Ribeirão dos Bagres) e a interrupção da captação atual de água pelo DINFRA (Córrego B. Jardim).
JOSÉ ORLANDO PALUDETTO SILVA jorlanps@uol.com.br IVANILDO HESPANHOL ivanildo.hespanhol@poli.usp.br SÃO PAULO 2002