Estudo do Tratamento de um Efluente da Indústria de Borracha Sintética João L. R. Reis, André Martins, Albari Pedroso #, Geraldo L. Sant Anna Jr. e Márcia Dezotti* *Laboratório de Controle de Poluição das Águas Programa de Engenharia Química - COPPE / UFRJ Cidade Universitária Centro de Tecnologia Bloco G Caixa Postal 68502 CEP 21945-970 - Rio de Janeiro Brasil e-mail: mdezotti@peq.coppe.ufrj.br # Petroflex Indústria e Comércio S.A. Rua Paraná s/n o Rod. W. Luiz Km 113 Campos Elísios D. de Caxias RJ - CEP 25221-000 e-mail: apedroso@petroflex.com.br Palavras Chave : Coagulação/Floculação, Biodegradação, Efluente Industrial
Estudo do Tratamento de um Efluente da Indústria de Borracha Sintética João L. R. Reis, André Martins, Albari Pedroso, Geraldo L. Sant Anna Jr. e Márcia Dezotti* *Laboratório de Controle de Poluição das Águas Programa de Engenharia Química - COPPE / UFRJ Cidade Universitária Centro de Tecnologia Bloco G Caixa Postal 68502 CEP 21945-970 - Rio de Janeiro Brasil e-mail: mdezotti@peq.coppe.ufrj.br INTRODUÇÃO O aumento das concentrações urbanas decorrente do grande desenvolvimento industrial, teve como conseqüência a geração dos mais variados tipos de rejeitos sólidos, líquidos e gasosos. Estes rejeitos vem sendo produzidos em grandes escalas, com uma imensa diversidade de poluentes e concentrações. As exigências das diferentes agências (nacionais e internacionais) são crescentes e abrem espaço para a busca de alternativas de processos para o tratamento de efluentes, bem como para a implantação dos processos convencionais em números muito maiores. Por outro lado, as exigências impostas pelas normas de qualidade ambiental da série ISO 14000 têm levado as empresas a buscarem alternativas para alcançar os padrões de concentrações de poluentes para o descarte de seus efluentes, que obedeçam à Legislação, para se inserirem no mercado internacional de modo competitivo. O descarte dos efluentes líquidos da uma indústria de borracha sintética representa um grande impacto ambiental, pois apresentam grandes quantidades de material orgânico solúvel e sólidos em suspensão, caracterizando-os como efluentes de difícil degradação (1,2,4). A Empresa A Petroflex Ind. e Com. SA (Rio de Janeiro/Brasil) é a 5 a maior produtora mundial de borracha sintética e seus produtos são exportados para vários países. A sua estação de tratamento de efluentes foi projetada para tratar seus efluentes e os da Nitriflex, empresa produtora de elastômeros e termoplásticos e que possui uma planta multipropósito.
A estação de tratamento de resíduos industriais (ETRI) da empresa foi projetada para tratar uma vazão média de 364 m 3 /h e consiste de um tratamento primário, visando principalmente a remoção de sólidos em suspensão e equalização do efluente para o tratamento secundário, utilizando o processo de lodos ativados. No entanto, essas fábricas passaram a produzir novos produtos, o que alterou muito as características e a vazões dos seus efluentes prejudicando o desempenho do tratamento primário e secundário da estação. Atualmente estes efluentes constituem-se de resíduos de látex, coágulos de SBR, estireno, traços de vinil ciclo-hexeno, óleos aromáticos, ácidos graxos e resinosos, águas contendo sulfato, acrilonitrila, entre outros, sendo alguns destes compostos considerados como de difícil biodegradabilidade (6). OBJETIVO Este trabalho teve como objetivo reavaliar o tratamento primário e a biodegradabilidade deste novo efluente final da ETRI da Petroflex, uma vez que a mesma não alcança um desempenho satisfatório, e em conseqüência não enquadra seus efluentes nos padrões ambientais vigentes para descarte. MATERIAIS E MÉTODOS Metodologia Toda metodologia das análises químicas realizadas foi baseada no Standard Methods (7). Caracterização do afluente da estação A Tabela 1 apresenta as principais características do afluente da ETRI. Tabela 1 : Valores médios dos principais parâmetros do afluente da estação. Parâmetro Faixa de Valores Médios DQO (mg/l) 1500 2000 DBO (mg/l) 750 1000 SS (mg/l) 250 500 ph 2,5 4,0 Temperatura ( o C) 40-45 Ensaios de Jar Test
Os ensaios de Jar Test foram realizados com soluções de concentração 10.000 mg/l, utilizando 01 litro de efluente bruto em cada uma das seis provas por batelada de testes (3). Com exceção dos Produtos Sepol e Nalco X, a todos os demais foram adicionados 1,6 mg/l de polieletrólito aniônico (BD 7090 NALCO). Ensaios de biodegradabilidade Os ensaios de biodegradabilidade foram realizados em 04 reatores em batelada de 1000 ml de capacidade, tomando-se 500 ml como volume de trabalho. Nos dois primeiros reatores empregou-se flora microbiana aeróbica, proveniente de uma ETE, passando por um processo de aclimatação, para os outros dois empregou-se flora microbiana aeróbica, proveniente da ETRI da Petroflex. Foram realizadas 04 corridas experimentais, sendo a primeira com duração de 30 horas e as demais com duração de 48 horas. As duas primeiras corridas foram conduzidas sem a adição de fontes externas de nitrogênio e fósforo, e as duas seguintes com adição de uréia e tripolifosfato de sódio, a fim de verificar se as correntes que compõe o efluente já possuem a dosagem requerida destes nutrientes, conforme estabelecido em testes anteriores. RESULTADOS E DISCUSSÃO Testes de coagulação/floculação Com o objetivo de otimizar o tratamento primário da ETRI, que consiste basicamente de um processo de coagulação/floculação, a fim de remover sólidos em suspensão, equalizar a carga orgânica e adequar o ph para sua entrada no tratamento secundário, foram realizados testes com 8 coagulantes/floculantes, descritos na Tabela 2.
Tabela 2 : Descrição dos coagulantes/floculantes testados em laboratório. Nome do Produto Nome do Fabricante Descrição Química Tanfloc SG TANAC Tanino Catiônico Tanfloc AS TANAC Tanino Catiônico D 101 BETZDEARBORN Policloreto de Alumínio Cloralfloc 18 CLORAL Policloreto de Alumínio Klar Aid BETZDEARBORN Tanino Catiônico Sepol BETZDEARBORN Polieletrólito Catiônico Nalco X NALCO Polieletrólito + Coagulante Sulfato de Alumínio Isento de Ferro SULFATO RIO GRANDENSE Coagulante Inorgânico O tratamento atual utiliza o Sulfato de Alumínio Ferroso como coagulante e um polieletrólito aniônico (BD 7090 NALCO) como auxiliar de floculação. Procurou-se avaliar o desempenho dos produtos quanto a formação de flocos e seu respectivo tamanho, clarificação do efluente após o teste, tempo de sedimentação dos flocos, ph ao final da etapa de floculação e dosagem requerida para sua melhor performance (1,2,3). A Tabela 3 nos fornece um resumo dos melhores resultados obtidos nos ensaios de Jar Test. Tabela 3 : Resultados obtidos nos ensaios de coagulação/floculação. Nome do Produto Faixa de Trabalho Dosagem (mg/l) Desempenho de ph Tanfloc SG 8,0 8,5 25 50 Bom Tanfloc AS 8,0 8,5 25 50 Satisfatório D 101 8,0 8,5 10 20 Muito Bom Cloralfloc 18 8,0 8,5 10 20 Muito Bom Klar Aid 8,0 8,5 20 50 Satisfatório Sepol 8,0 8,5 10 100 Ruim Nalco X 8,5 9,0 50 80 Satisfatório Sulfato de Alumínio Isento de Ferro 9,5 10,0 75 80 Satisfatório
Os produtos Sepol e Nalco X não apresentaram melhora alguma no seu desempenho após a adição do polieletrólito aniônico (BD 7090 NALCO). Este produto foi adicionado nos demais produtos testados tendo em vista suas propriedades de aumentar o tamanho dos flocos formados, e consequentemente melhorar sua sedimentação. Fixou-se a dosagem de polieletrólito aniônico após ensaios com cada um dos 06 produtos testados. Os produtos que apresentaram melhor desempenho nos testes de laboratório (Tanfloc SG, Cloralfloc 18 e D 101) estão sendo testados na ETRI, a fim de avaliar-se outros fatores tais como : forma de preparo, manuseio, toxicidade, operacionalidade, custos, entre outros. Ensaios de biodegradabilidade A principal função do processo de tratamento biológico é remover a matéria orgânica dissolvida no efluente através do metabolismo celular e da síntese de novas células (5). Os ensaios de biodegradabilidade procuram simular as condições do tratamento biológico empregado na empresa e permitem fazer um diagnóstico do desempenho da estação. Acompanhou-se o biodegradabilidade do efluente através das análises de DQO nos intervalos de tempo de 02, 04, 06, 08, 24, 30 e 48 horas. A Figura 1 apresenta o resultado do ensaio de biodegradabilidade obtido para a 4 a corrida experimental. 1400 1200 DQO (mg/l) 1000 800 600 400 200 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 Tempo (h) Figura 1 : Redução de DQO em função do tempo para os testes de biodegradabilidade em reator em batelada. (- -) reator 1, com lodo aclimatado; (- -) reator 2, com lodo aclimatado;
(- -) reator 3, lodo da ETRI; (- -) reator 4, lodo da ETRI e (- - -) limite permitido pela legislação ambiental vigente. Os resultados obtidos para os diferentes lodos foram semelhantes resultando em uma redução na DQO de 88 % com tempo de residência de 48 h. No entanto, o tempo de residência real médio nos reatores de lodo ativado da indústria é de 10,3 h, no qual obteve-se uma redução da DQO em torno de 40 %. Observou-se nas curvas da redução da DQO em função do tempo, apresentadas na Figura 1, que a redução da DQO é lenta, demonstrando uma difícil degradabilidade deste efluente e que apenas com 30 h obteve-se um efluente enquadrado na legislação ambiental vigente. Um ponto importante está no fato de que os resultados para o lodo proveniente da ETE foram semelhantes aos obtidos para o lodo proveniente da ETRI da Petroflex, comprovando a eficiência do processo de aclimatação, bem como a boa qualidade do lodo da ETRI. Observou-se também que não foi verificada variação significativa entre as corridas experimentais conduzidas sem a adição de fontes externas de nitrogênio e fósforo, e aquelas conduzidas com adição dos nutrientes (uréia e tripolifosfato de sódio), o que comprova que o efluente já possui uma carga suficiente destes nutrientes para o processo de lodos ativados empregado na ETRI. CONCLUSÕES Com este trabalho conseguiu-se determinar os motivos pelo qual a Estação de Tratamento de Rejeitos Industriais da Petroflex não estava enquadrando seus efluentes nos padrões exigidos para descarte. 1) A mudança da natureza química do efluente, tornando-o de difícil degradação, fez com que o tempo de residência projetado para a unidade de lodos ativados da estação seja suficiente para remover apenas 40 % da DQO do efluente, e atualmente não é possível aumentar o tempo de residência desta unidade. 2) Com base nestas informações foi possível determinar qual o melhor desempenho que a estação, já existente, pode alcançar. 3) A partir do diagnóstico obtido com este trabalho, sugeriu-se a implantação de um tratamento terciário, visando atender os padrões requeridos pela legislação ambiental vigente e também às normas ISO 14000. Já encontra-se em fase de estudo qual melhor processo deve ser empregado como tratamento terciário da ETRI.
Este trabalho foi possível devido a preocupação da empresa se com o gerenciamento dos seus rejeitos e com uma melhor qualidade de seus efluentes. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS (1) Ramalho, R.S., 1991, Tratamiento de Aguas Residuales. 2ª ed. Barcelona, Editorial Reverté S.A. (2) Eckenfelder Jr., W.W., 1966, Industrial Water Pollution Control, New York, McGraw-Hill. (3) Di Bernardo, L., 1993, Métodos e Técnicas de Tratamento de Água, Vol. I, Rio de Janeiro, ABES. (4) Kida, K., Morimura, S., Tadokoro, H., et al, 1997, Treatment of Wastewater from Rubber Thread Manufacturing by a Combination of Chemical and Biological Processes, Environmental Technology, V.18, pp. 517-524. (5) Galvão Fº; J.B.; Grieco, V.M.; Araújo, R. P. A. ; Ortolano, M. R. ; Bertoletti, E. and Ramos, M.L.L.C., 1988, Treatability Studies and Toxicity Reduction in Pulp and Paper Mill Effluents, Water Science and Technology, V.20, pp.149-160. (6) Stoker, E.L and Kincannon, D.F., 1983, Biological Treatbility of Specific Organic Compounds Found in Chemical Industrial Wastewaters, Journal WPCF, V.55, pp. 97-109. (7) APHA, AWWA, 1992, Standard Methods for Examination of Water and Wastewater, 18 a ed., New York, WPCF.