UNIVERSIDADE DE RIBEIRÃO PRETO Centro de Ciências Exatas Naturais e Tecnológicas Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental AVALIAÇÃO DE PROCESSOS BIOLÓGICOS UTILIZADOS NO TRATAMENTO DE EFLUENTES DE LATICÍNIOS DEVANIR DONIZETI DANIEL RIBEIRÃO PRETO 2008
DEVANIR DONIZETI DANIEL AVALIAÇÃO DE PROCESSOS BIOLÓGICOS UTILIZADOS NO TRATAMENTO DE EFLUENTES DE LATICÍNIOS Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em Tecnologia Ambiental da Universidade de Ribeirão Preto para a obtenção do título de Mestre em Tecnologia Ambiental. Orientadora: Profa. Dra. Cristina F. Pereira Rosa Paschoalato RIBEIRÃO PRETO 2008
AGRADECIMENTOS A DEUS, pela fé e esperança de um dia vencer na vida. A minha família pela compreensão de minha ausência. Em especial a minha esposa Neusa, pelos incentivos para atingir meus objetivos. Ao amigo Ivo, colega de mestrado, quando das minhas dificuldades em concluir o curso sempre me apoiou com sábios conselhos. Aos todos os colegas de mestrados que foram decisivos na união de sempre estudar para a finalização do curso. A minha orientadora Prof. Dra. Cristina Paschoalato, pela sabedoria, pela grande contribuição e principalmente pela paciência dispensada a mim. Ao Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental, Prof. Dr. Reinaldo Pisani Junior, que me motivou a fazer esse mestrado. A Amiga Andreia Palharis, especialista em meio ambiente, pela colaboração no projeto desse mestrado. As Empresas as quais possuo um vínculo de consultoria e que disponibilizaram os dados para a finalização desse trabalho.
SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS LISTA DETABELAS LISTA DE ABREVIATURAS, SIMBOLOS E SIGLAS RESUMO ABSTRACT 1 INTRODUÇÃO 12 2 OBJETIVO 14 3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 15 3.1 Indústria de laticínios 15 3.2 Principais características das águas residuárias 18 3.3 Legislação 24 3.4 Tratamento de efluente por processo biológico 27 3.4.1 Lodos ativados 29 3.4.2 Lodos ativados convencionais de fluxo contínuo 29 3.4.3 Lodos ativados de fluxos intermitentes por batelada 30 3.5. Sistemas anaeróbios de tratamento 31 3.5.1 Sistemas anaeróbios convencionais 32 4 METODOLOGIA 33 5 RESULTADOS E DISCUSSÕES 34 5.1 Identificação dos Laticínios 34 5.1.1 Laticínio A - Fabricação de manteiga 34 5.1.2 Laticínio B - Produção de leite Longa Vida 35
5.1.3 Laticínio C Posto de recebimento de leite 36 5.2 Geração de efluentes industriais. 38 5.2.1 Sistema CIP de limpeza. 38 5.2.2 Sistema de limpeza por espumas 39 5.2.3 Sistema de lavagem manual 40 5.3 Tratamento de águas residuárias 41 5.3.1 Tratamento preliminar 41 5.3.2 Tratamento secundário 44 5.3.2.1 Laticínio A - Lodo ativado por batelada 44 5.3.2.2 Laticínio B - Filtro anaeróbio de fluxo ascendente 45 5.3.2.3 Laticínio C - Lodos ativados de fluxo contínuo 46 5.4 Levantamento de dados da produção 49 5.5 Característica dos efluentes dos laticínios A, B e C 50 5.6 Relação entre a Demanda Bioquímica de Oxigênio e a Demanda Química 55 Oxigênio 6 CONCLUSÕES 57 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 58
LISTA DE TABELAS Tabela 1 Participação estimada no destino de leite disponível no Brasil Tabela 2 Caracterização de efluentes de laticínios 15 18 Tabela 3 Padrões da resolução CONAMA 357/05 de algumas variáveis para as classes de água doce 25 Tabela 4 Padrões de lançamento de efluentes (resolução CONAMA 357/05) 26 Tabela 5 Padrões de lançamento de efluentes (decreto 8868/76) Tabela 6 Resumo das atividades dos laticínios A, B e C 27 49 Tabela 7 Dados obtidos de DBO e DQO na entrada e saída do laticínio A e cálculo da eficiência de remoção e carga afluente 50 Tabela 8 Dados obtidos de DBO e DQO na entrada e saída do laticínio B e cálculo da eficiência de remoção e carga afluente 51 Tabela 9 Dados obtidos de DBO e DQO na entrada e saída do laticínio C e cálculo da eficiência de remoção e carga afluente 51 Tabela 10 Valores médios das características dos tratamentos de água dos laticínios A, B e C 56
LISTA DE FIGURAS Figura 1 Fluxograma de metodologia aplicada 33 Figura 2 Fluxograma de fabricação de manteiga do laticínio A 34 Figura 3 Fluxograma do leite longa vida do laticínio B 36 Figura 4 Fluxograma de recebimento de leite do laticínio C 37 Figura 5 Silos sistema de armazenamento de leite 38 Figura 6 Sistema CIP de limpeza 39 Figura 7 Lavagem por espuma 40 Figura 8 Fluxograma de tratamento de água residuária 41 Figura 9 Grade grossa e fina. 42 Figura 10 Caixa de areia 43 Figura 11 Caixa de Remoção de Óleos e Graxas 43 Figura 12 Tanque de aeração do laticínio A 44 Figura 13 Filtro anaeróbio do laticínio B 45 Figura 14 Saída de água tratada do laticínio C para rede municipal 46 Figura 15 Sistema de aeração do laticínio C 47 Figura 16 Decantação de lodo do laticínio C 47 Figura 17 Descarte de sobrenadante do laticínio C 48 Figura 18 Leito de secagem de lodo do laticínio C 48 Figura 19 Dados de entrada de leite dos laticínios A, B e C 50 Figura 20 Entradas de cargas orgânicas de DBO dos laticínios A, B e C. 52 Figura 21 Saídas de cargas orgânicas de DBO dos laticínios A, B e C. 52 Figura 22 Eficiência de remoção de carga DBO: laticínio A, B e C. 53 Figura 23 Entrada de cargas orgânicas de DQO dos laticínios A, B e C. 54 Figura 24 Saídas de cargas orgânicas de DQO dos laticínios A, B e C. 54 Figura 25 Remoção da carga de DQO dos laticínios A, B e C. 55 Figura 26 Relação entre DQO/DBO dos laticínios A, B e C. 55
LISTA DE ABREVIATURAS, SÍMBOLOS E SIGLAS APHA Art BMZ CETEC CETESB CIP CONAMA COPAM CV DBO DBO 5 DQO FEAM h kw.h L L/d mg/l MG ml/l NTK American Public Health Association Artigo Ministério de Cooperação Econômica e Desenvolvimento Alemão Centro tecnológico de Minas Gerais Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental Cleaning in place lavagem no lugar Conselho Nacional do Meio Ambiente Conselho de Política Ambiental Cavalo vapor Demanda Bioquímica de Oxigênio Demanda Bioquímica de Oxigênio 5 dias Demanda Química de Oxigênio Fundação Estadual do Meio Ambiente Hora quilowatt hora Litro Litro por dia Miligrama por Litro Minas Gerais Mililitro por litro Nitrogênio Total Kejdhal
OG Óleos e Graxas OD Oxigênio dissolvido ph PVC SP SST SSV UFMG UNAERP Potencial hidrogeniônico Cloreto de polivinila São Paulo Sólidos suspensos totais Sólidos suspensos voláteis Universidade Federal de Minas Gerais Universidade da Associação de Ensino de Ribeirão Preto UNT Unidade Nefelométrica de Turbidez % Porcentagem o C Graus Celsius
RESUMO A indústria de laticínios gera grandes volumes de efluentes com elevadas cargas orgânicas sob a forma de compostos carbonados, nitrogenados e fosfatados os quais são indispensáveis à vida. Este fato torna muito importante a recuperação das formas originais destes compostos, visando o equilíbrio do seu ciclo na natureza e a manutenção das espécies animais e vegetais. Os processos tradicionais de sistemas biológicos para tratar efluentes da indústria de laticínios demonstram eficácia para produzir um efluente que atinja os padrões exigidos. Os custos de construção, manutenção, disponibilidade de área para implantação de materiais de construção e dos equipamentos, bem como, a mão-de-obra especializada são considerados como fatores que determinam a escolha do tipo de processo a ser implantado. A seleção da tecnologia adequada para o tratamento de efluentes visa o investimento inicial e os custos de operação, retornando à natureza os insumos utilizados em qualidade pelo menos equivalente, sem transferir nenhuma parte do problema para outro local. Desta forma, o presente trabalho efetuou um levantamento de dados em três laticínios onde foram escolhidos diferentes processos produtivos e seus respectivos tratamentos de efluentes. Foram coletados dados da produção referente ao ano de 2007 e analisados os efluentes industriais mês a mês de cada laticínio nos parâmetros de DBO e DQO, com a finalidade de conhecer a remoção de cada tratamento. Observou-se que mesmo com aumento de volume de matéria-prima desde que gradativamente, os sistemas biológicos, lodo ativado em processo contínuo; lodo ativado em processo batelada e filtro anaeróbio de fluxo ascendente de leito fixo, operam com remoção da carga orgânica apresentando eficiência acima de 90%. Os resultados obtidos no estudo demonstraram que os sistemas biológicos aeróbios e anaeróbios atendem a eficiência de remoção citada na legislação vigente. Palavras Chaves: efluente de laticínio, processo biológico, efluente industrial.
ABSTRACT The dairy processing industry generates large volumes of waste with high organic loads in the form of compounds carbonados, nitrogen and phosphate which are essential to life. This fact makes it very important to recover the original forms of these compounds, seeking the balance of its cycle in nature and maintenance of animal and plant species. The traditional processes of biological systems to treat effluent from the dairy industry to demonstrate effectiveness to produce an effluent that achieves the required standards. The cost of construction, maintenance, availability of area for deployment of construction materials and equipment, and the workforce are regarded as specialized factors that determine the choice of the type of process to be implanted. The selection of appropriate technology for the treatment of effluent targets the initial investment and costs of operation, returning to nature the inputs used in quality at least equivalent, without transferring any part of the problem to another location. Thus, this work made a survey of data in three dairy where they were chosen different production processes and their treatment of effluents. We collected data of production for the year 2007 and analysed the industrial effluents month to month of each laticínio the parameters of BOD and COD, with the purpose of ascertaining the removal of each treatment. It was observed that even with increased volume of raw material from which gradually, biological systems, activated sludge in continuous process; activated sludge process in batch and anaerobic filter upward flow of fixed bed, operating with removal of organic load presenting efficiency above 90%. The results obtained in the study demonstrated that aerobic and anaerobic biological systems meet the efficiency of removal cited in the existing legislation. Keyworks: waste water of dairy, biological process, waste water of industrial
12 1 INTRODUÇÃO A crescente degradação do ambiente tem gerado preocupações de ordem global, de modo que uma relevante importância tem sido dada ao fato, e a consciência dos problemas ambientais aparece como um ponto importante a respeito do crescimento material, econômico e da qualidade de vida. Além disso, o ambiente tem sido considerado uma dimensão do desenvolvimento e deve ser indicado em todos os níveis de decisão (BRAILE e CAVALCANTI, 1993; MATTO e FILHO, 1999). O setor de alimentos destaca-se dentre as atividades industriais do ponto de vista ambiental por apresentar um grande consumo de água e uma alta geração de efluentes por unidade produzida, além de gerar um grande volume de lodo nas estações com tratamento biológico (KAMJEA WON, 2000). A indústria de laticínios é um exemplo desse setor, na qual as operações de limpeza de silos, tanques, pasteurizadores, homogeneizadores, tubulações, etc. geram um grande volume de efluente com uma elevada carga orgânica. As águas de lavagens são constituídas basicamente de leite (tanto a matéria-prima como seus derivados), refletindo em um efluente com elevada Demanda Química de Oxigênio (DQO), Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), óleos e graxas, nitrogênio, fósforo, etc. (BRIÃO, 2000). Quando não avaliados e tratados devidamente, os setores para produção de laticínios apresentam um grande potencial poluidor, apresentando riscos ambientais tanto na forma fluída quanto na forma de produtos secos. Os programas preventivos podem reduzir a geração do volume e da carga de efluentes, minimizando custos com o tratamento e podendo haver benefícios econômicos com a recuperação de sólidos do leite e adaptação de processos para o reuso das águas. Variados tipos de ações podem constituir atitudes preventivas para o setor de laticínios, desde a instalação de um simples tanque para o recebimento do primeiro enxágüe ou até mesmo a inserção de tecnologias emergentes, como sistemas de separação por membranas. Em contrapartida, os custos também são variados, podendo representar barreiras para a minimização de efluentes que são levados ao tratamento final. As técnicas de tratamento para estes efluentes geralmente estão associadas aos
13 processos tradicionais que combinam tratamento físico (ou fisico-químico) e tratamento biológico. Entretanto, os processos tradicionais que combinam métodos físico-químicos e biológicos para tratar esse tipo de efluente demonstram carência na remoção de compostos eutrofizantes tais como nitrogênio e fósforo, deixando lacunas quanto à qualidade do efluente tratado. A moderada eficiência destes processos para remoção de compostos eutrofizantes, bem como as desvantagens específicas de cada tratamento biológico levam cada vez mais, à busca de sistemas que atendam às necessidades crescentes referentes à qualidade do efluente tratado. A aplicação de técnicas para o tratamento de efluentes tem sido valorizada no sentido de recuperação de compostos presentes na corrente descartada para um possível reuso desses compostos, tal como as proteínas, ocorrendo cada vez mais um maior número de pesquisas com vistas nesse objetivo.
14 2 OBJETIVO Avaliar diferentes sistemas de tratamento de efluentes por processo biológico utilizado em laticínios e comparar a eficiência na remoção de carga orgânica de cada processo para identificar o mais adequado para este tipo de indústria.
15 3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 3.1 Indústria de Laticínios A indústria de laticínios é um importante segmento da economia brasileira. Em 2004 a indústria de leite no Brasil movimentou em torno de R$ 14,5 bilhões, com um volume de 23,5 bilhões de litros de leite. A sua participação em faturamento, neste mesmo ano, foi de 8% no conjunto das Indústrias de Alimentação Brasileiras. O Brasil possui cerca de 1.975 laticínios. Minas Gerais representa 34,4 % dos estabelecimentos, São Paulo 13% e Goiás 10,4%. Aproximadamente 55% dos laticínios têm capacidade menor que 10.000 litros/dia de leite e apenas 5,5 % dos laticínios têm capacidade superior a 100.000 litros/dia de leite. Destes, 28,8% estão em Minas Gerais e 20,2% em São Paulo (NEVES et al, 2005). O Brasil é um país com potencial exportador de produtos lácteos, apesar do crescente consumo no mercado interno. Na Tabela 1 está apresentada à participação estimada no destino de leite disponível no Brasil. Tabela 1 Participação estimada no destino de leite disponível no Brasil Produto Porcentagem (%) Queijos 33,7 Leite Longa Vida 18,8 Leite em Pó 14,4 Leite in natura 11,3 Leite Pasteurizado 7,50 Outros 14,39 Fonte: Neves, et al 2005 O queijo é o derivado que mais utiliza leite em sua produção, demandando um total médio de 10 litros de leite por quilo produzido, com a participação de 33,7% da produção nacional de leite.
16 Entretanto, segundo a FEAM/MG perto de 90% das indústrias de laticínios não tratam seus efluentes, lançando nos corpos d água toda a carga orgânica. A questão ambiental em laticínios passou a ser tratada com mais rigor a partir da década de 90. Órgãos de fiscalização como a CETESB/SP e a FEAM/MG, têm sido implacáveis no monitoramento dos despejos de efluentes nos corpos d água. O grande problema ainda é a geração do soro, segundo informações dos laticínios, na fabricação de queijos 75% do volume destes são descartados em forma de soro. O tratamento do soro despende de elevado valor, devido sua alta concentração de matéria orgânica em torno de 3.000 mg/l (MONROY et al.1995). Segundo essa informação, considerando uma produção de aproximadamente 33,7% dos quase 24 bilhões de litros de leite em queijo, tem-se 8,088 bilhões de leite destinado a soro, desses 6,066 bilhões de litros são de soro de leite. Com toda essa carga estima-se um equivalente populacional em torno de 923.287 habitantes. Com isso, não se tem medido esforços em trabalhos com novos produtos, para agregar o soro que é constituído de proteínas nobres, lipídeos, sais minerais, ácido lático e ainda uma taxa significativa de lactose em torno de 4%, para o aproveitamento no consumo da população. Algumas bebidas lácteas, sobremesas, doces têm sido desenvolvidos para suprir essa demanda, resta então a água de lavagem dos laticínios (ALAIS, 1971). De acordo com experiências nesse setor a taxa de consumo de água em relação ao leite está em torno de 800 ml a 2000 ml de água por um litro de leite produzido, essa média está contemplando tanto a fabricação de queijos quanto os beneficiamentos do mesmo. Os efluentes das indústrias de laticínios abrangem àqueles gerados no processo, os esgotos sanitários e as águas pluviais captadas na respectiva indústria. As águas de refrigeração e as de caldeiras não são geralmente consideradas como águas residuárias, tendo em vista que o seu uso costuma ser feito em sistema de recirculação. Os constituintes presentes no efluente industrial incluem substâncias orgânicas associadas ao leite, tais como: gorduras, proteínas e carboidratos; detergentes e desinfetantes usados nas operações de lavagem e sanitização; areia e poeira removidas nas operações de lavagens de pisos e latões de leite e ainda lubrificantes empregados em determinados equipamentos. Porém ainda podem estar presentes ingredientes como: açúcar, essências,
17 condimentos diversos, e subprodutos como o soro (produção de queijo) e o leitelho (soro da produção de manteiga). Os despejos líquidos poluentes têm origem na lavagem e/ou no enxaguamento de latões de leite, tanques diversos (inclusive de caminhões de coleta de leite e silos de armazenamento), tubulações de leite, mangueiras de soro, bombas, equipamentos, utensílios utilizados diretamente na produção, pisos e paredes, nos vazamentos de leite em tubulações e equipamentos correlatos, inclusive pasteurizadores e evaporadores; nas descargas de misturas de sólidos de leite e água por ocasião do início e interrupção do funcionamento de pasteurizadores, trocadores de calor, separadores e evaporadores e no descarte de soro, leitelho e leite ácido nas tubulações de esgotamento de águas residuárias, nas descargas de sólidos de leite retidos em clarificadores; de finos oriundos da fabricação de queijos; de produtos e materiais de embalagem perdidos nas operações de empacotamento, inclusive aqueles gerados em colapsos de equipamentos e na quebra de embalagens (MACHADO et al, 1999). Apesar da similaridade com os esgotos domésticos, os efluentes de laticínios apresentam algumas características que merecem consideração especial, como: ampla variação de vazão, carga, composição, temperatura, ph e alta demanda de oxigênio inicial. Portanto, em relação aos esgotos domésticos, estes são consideravelmente mais concentrados e mais rapidamente degradáveis. A TABELA 2 mostra algumas caracterizações de efluentes das indústrias de laticínios relatadas por diversos pesquisadores, observa-se que os parâmetros variam em função dos produtos industrializados. Segundo Sperling (1996), a vazão e a qualidade dos efluentes gerados pela agroindústria são dependentes, dentre outros fatores, do tipo e porte da indústria, dos processos empregados e do grau de reciclagem. Dessa forma, mesmo que duas empresas produzam essencialmente o mesmo produto, o potencial poluidor pode ser diferente entre si. No caso específico da indústria de laticínios, a composição detalhada do efluente é influenciada por fatores tais como: processos industriais em curso, volume de leite processado, condições e tipos de equipamentos utilizados, práticas de redução da carga poluidora e do volume de efluentes; atitudes de gerenciamento e da indústria em relação às práticas de gestão ambiental; quantidade de água utilizada nas operações de limpeza e no sistema de refrigeração.
18 Tabela 2 Caracterização de efluentes de laticínios Referências Produtos Valores em mg/l Wilson e Murphy (1986) Cocci et al. (1991) Ozturk al.(1993) Kasapgil et al. 1994) et Queijo, leite em pó e creme. Queijo, sorvete, creme e iogurte. Leite pasteurizado, iogurte, manteiga e queijo. Leite pasteurizado e creme DBO DQO SST SSV NTK OG ph 1900 3390 850 760 130 290 6-7 4800 12000 400 4-12 500-1300 1200-4000 950-2400 2000-6000 90-450 350-1000 70-85 330-940 50-60 110-260 300-500 Monroy et Queijo 3000 4430 1110 754 7,3 al. (1995) Fonte: Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais (CETEC) 5-9,5 8-11 Dois aspectos devem ser considerados na implantação de sistemas de tratamento de efluentes de laticínios. O primeiro é que o soro e o leitelho devem ser encarados como insumos que podem ser utilizados para o processamento de inúmeros outros produtos, e não devem ser admitidos nas estações de tratamento de efluentes, para não elevar os custos da implantação e operação, além de prejudicar o bom funcionamento do reator biológico. O segundo aspecto refere-se às diversas medidas de controle de produção que devem ser adotadas pelos laticínios com o intuito de reduzir a carga orgânica do efluente e o consumo de água, estando este último geralmente acima do recomendado (MACHADO, et al, 1999). 3. 2 Principais Características das Águas Residuárias As características de uma água residuária (temperatura; cor; odor; turbidez e sólidos) se apresentam em função do uso do gerador de despejo. Para cada tipo, buscase o reconhecimento dos poluentes passíveis de estarem presentes, por meio da identificação e quantificação das principais impurezas destas águas. Com base na tipologia da fonte geradora, podem-se relacionar os parâmetros a serem avaliados em
19 análises laboratoriais, cujos resultados subsidiarão a verificação ao atendimento legal ou o estabelecimento do nível de controle exigido. Para tanto, utiliza-se a determinação de parâmetros típicos de alteração das propriedades físicas, químicas e biológicas da água, ou seja, busca-se identificar e quantificar impurezas por meio de medições das propriedades da água (LIMA, 2005). A temperatura das águas residuárias é um parâmetro de grande importância devido a seu efeito na vida aquática. A elevação da temperatura por lançamento de despejos industriais aquecidos, por exemplo, podem causar danos as espécies de peixes existentes no curso de água. Além disso, o oxigênio é menos solúvel em água quente do que em água fria (a água a 0 C contém uma concentração de 14 mg/l de oxigênio; a 20ºC 9 mg/l e a 35ºC menor que 7 mg/l), (BRAILE e CAVALCANTI, 1979). A elevação da temperatura também produz estimulação das atividades biológicas, resultando em consumo de oxigênio, justamente na ocasião em que a água contiver uma quantidade menor desse elemento. Por isso, as condições sanitárias tendem a se agravar durante o verão. Um aumento súbito na temperatura de cursos de água poderá resultar em alta taxa de mortalidade da vida aquática, além disso, pode causar o aparecimento de fungos e plantas aquáticas indesejáveis (BRAILE e CAVALCANTI, 1979). A cor é variável, o odor é provocado por gases produzidos pela decomposição da matéria orgânica e é característico da fonte, já a turbidez é causada por sólidos em suspensão. A quantidade de sólidos presentes nas águas residuárias, mesmo que relativamente pequenas, causam enorme poluição. Como as tecnologias de tratamento fundamentam-se na escolha de métodos de separação, torna-se imprescindível identificar que tipo (característica química) e forma (tamanho) estes sólidos apresentam. De acordo com o tamanho e estado dos sólidos, estes são classificados em: suspensão (retidos em filtros) e sólidos dissolvidos (passam por filtros). Quanto às características químicas classificam-se em sólidos voláteis (estimativa da matéria orgânica nos sólidos) e sólidos fixos (matéria inorgânica ou mineral). Pela decantabilidade podem ser classificados em sólidos sedimentáveis e não sedimentáveis. As partículas classificadas como dispérside (átomos e moléculas) e como dispersóide (colóide) podem ocorrer pela adição de produtos químicos que promovem a união de várias partículas pequenas transformando-as em uma partícula grande. Este processo é conhecido como coagulação e pode ocorrer também, por meio de bactérias
20 que irão digerir o material biodegradável que se encontra dissolvido. Estes exemplos ilustram a importância do aprofundamento do estudo dos sólidos para o direcionamento das opções de tratamento de efluentes líquidos. A determinação desses parâmetros se dá mediante as análises gravimétricas, com medição das massas de sólidos após a evaporação da água a 105ºC (sólidos totais) e calcinação. As principais características químicas das águas residuárias são: matéria orgânica, nitrogênio total, fósforo, ph, alcalinidade, cloretos, óleos e graxas, e inorgânicos. Devido às dificuldades analíticas para determinar a composição da matéria orgânica de um efluente, tem-se como procedimento já consolidado a utilização de métodos indiretos, que indicam o potencial poluidor do despejo, dentre os quais se destacam o da DBO e a DQO (LIMA, 2005). A Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) como é conhecida, pode ser entendida como a quantidade de oxigênio necessária para a oxidação da matéria orgânica, através da ação de bactérias. Por outro lado, a oxidação é um processo de simplificação de matéria orgânica através de microrganismos em substâncias mais simples, tais como NH 3, CO 2, H 2 O e sais minerais. É uma medida que procura retratar em laboratório o fenômeno a ser realizado no corpo d' água. No entender de Saint Marc (1979) a DBO serve para medir o peso do oxigênio dissolvido (por volume unitário de água) utilizado no decorrer do processo biológico de degradação de matérias orgânicas. O ensaio laboratorial de DBO é realizado a uma temperatura constante de 20 C e durante um período de incubação de 5 dias. Quando de sua determinação, devem ser levados em consideração certos cuidados devido a possíveis interferências na ação bacteriana, já que as bactérias são as principais protagonistas do teste (DERISIO, 2002). Segundo Lima (2005) as vantagens da utilização desse parâmetro são: indicação aproximada da fração biodegradável do despejo, indicação da velocidade de degradação e do consumo de oxigênio e a determinação aproximada da quantidade de oxigênio necessária para estabilização da matéria orgânica. Quanto às desvantagens da utilização da DBO temos baixos valores de DBO que podem ser falsamente obtidos quando os microrganismos não estão adaptados ou inibidos por substâncias tóxicas e o teste é demorado. A Demanda Química de Oxigênio (DQO) em mg/l, que como a DBO é um indicador da presença de matéria orgânica, pode ser definida como a quantidade de
21 oxigênio necessária para a oxidação da matéria orgânica com um auxílio de um agente químico oxidante (dicromato de potássio) em meio ácido. Então, enquanto que na DBO se tem uma oxidação com o auxílio de bactérias, na DQO o fenômeno é provocado pela ação de uma substância química. Geralmente os valores da DQO são maiores que da DBO e em testes de laboratório a DQO que é realizada num prazo muito menor que a DBO, é determinada em primeiro lugar e os resultados servem de orientação para o teste da DBO (DERISIO, 2002). Em geral os sistemas de tratamento constituem-se de várias unidades, sequencialmente dispostas, cada uma delas cumprindo objetivos específicos. Para reduzir os efeitos poluentes do setor industrial, as técnicas de tratamento de fim de tubo têm sido aperfeiçoadas, ao mesmo tempo em que atitudes de prevenção de poluição são implementadas para se minimizar a geração dos resíduos (METCALF e EDDY, 1991). O controle de fim de tubo está focalizado em capturar o efluente depois que o mesmo foi gerado e tratá-lo antes de ser lançado ao ambiente. A produção mais limpa pretende integrar os objetivos da produção, a fim de reduzir os resíduos e as emissões em termos de quantidade e toxicidade. A prevenção à poluição ou redução da geração na fonte refere-se a qualquer prática, processo, técnica ou tecnologia que vise à redução e/ou a eliminação de resíduos na fonte geradora em volume, concentração ou toxicidade (QUARESMA e PACHECO, 2000). A minimização de índices indicadores de poluição deve ser avaliada não somente no tratamento final, mas vista como uma oportunidade para se reduzir custos nas linhas de produção, otimizando-se as mesmas e aumentando a lucratividade e eficiência do processo. O sistema de tratamento é concebido com base no conhecimento das características do efluente bruto, com a identificação dos tipos de impurezas presentes e suas propriedades, correlacionando-as às operações e processos unitários disponíveis para separação ou eliminação de poluentes de sua fase líquida. Um tratamento de efluente adequado exige rigoroso controle do sistema utilizado, entendimento sobre a influência dos compostos tóxicos no processo e eficiência na remoção da carga tóxica, medida, muitas vezes, quanto à redução de demanda química de oxigênio (DQO), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), ecotoxicidade, ou dos compostos cuja remoção é indispensável para disposição final (PATOINE et al., 1997; UBAY et al., 1998; COSTA et al., 2003; ARAÚJO et al., 2005; SANTOS et al., 2006).
22 Para efluentes complexos, o processo de tratamento mais amplamente usado é o tratamento biológico por lodos ativados (PUJOL, 1992), que consiste de uma complexa assembléia de microrganismos composta por bactérias, protozoários, fungos e micrometazoários, que oxidam os compostos orgânicos e inorgânicos presentes nos efluentes (BENTO et al., 2005). A estrutura da comunidade tem forte relação com as condições operacionais do sistema de tratamento, de modo que a avaliação microbiológica do lodo é capaz de fornecer informações sobre a performance da estação (POOLE, 1984). Existem várias operações e processos com a mesma finalidade. Portanto, será preciso verificar quais se aplicam de forma conveniente aos objetivos do tratamento. Normalmente, estes objetivos se referem ao nível de qualidade do efluente tratado, compatível com a capacidade de assimilação do corpo receptor, obedecendo aos padrões mínimos de lançamento, ou seja, depende do padrão de emissão descrito na legislação vigente do local onde se encontra a fonte poluidora. O sistema a ser proposto deverá contemplar etapas particulares com finalidades específicas na remoção de algumas impurezas, a saber: preliminar, primário, secundário e terciário (LIMA, 2005). As unidades preliminares de tratamento geralmente encontradas nas estações de tratamento de efluentes nas indústrias de laticínios são as grades simples; usadas para retirada de sólidos grosseiros (como embalagens plásticas e finos de queijo); e os desarenadores utilizados na remoção da areia proveniente das operações de lavagem de piso, latões e caminhões graneleiros, que fazem à entrega do leite na plataforma de recepção (MACHADO, et al, 1999). Para retirada de gorduras em estado livre, são empregadas caixas de gordura comuns que permitem a sua separação e retirada manual ou ainda, por meio de raspadores na superfície. Segundo Marshall e Harper (1984), para melhor desempenho das caixas de gordura, as seguintes condições devem ser evitadas: temperatura na entrada da caixa acima de 35 C, ph maior que 8,5 onde ocorre a saponificação ou emulsificação e o excesso de detergentes que prejudicam a eficiência da separação pela formação de gotículas de menor tamanho, com menor velocidade ascensional. As caixas de gordura são utilizadas em sistemas de tratamento aeróbio e anaeróbio. No caso de formação de emulsão, esta deve ser quebrada pela adição de produtos químicos e utilização de flotação com ar dissolvido. Apesar da eficiência de
23 remoção melhorar significativamente, a flotação apresenta custos operacionais elevados, além de gerar lodo químico, que deve ter uma destinação adequada, ou seja, devem ser adensados e digeridos apropriadamente para posterior secagem geralmente no solo ou reutilizados como fertilizantes devido a sua rica composição orgânica. O tratamento secundário por sua vez, destina-se a degradação biológica de compostos carbonáceos, que são muito utilizados para tratamento de efluentes nas indústrias de laticínios, em virtude da grande quantidade de matéria orgânica facilmente biodegradável presente em sua composição. Quando essa degradação é realizada, naturalmente ocorre a decomposição de carboidratos, óleos e graxas e de proteínas a compostos mais simples e a gases, como: CO 2, H 2, NH 3, CH 4, H 2 S, etc., dependendo do tipo de processo predominante. As bactérias que efetuam o tratamento, por outro lado se multiplicam e têm a sua massa total aumentada em função da quantidade de matéria degradada. Quando se empregam processos aeróbios, a produção de biomassa é bem maior do que quando se empregam processos anaeróbios. De maneira geral, a grande maioria das estações de tratamento construídas no Brasil alcança apenas o nível secundário de tratamento, que é suficiente para o atendimento legal das exigências dos padrões de lançamento. Porém, em muitas situações, torna-se necessário o alcance do nível terciário quando a qualidade do corpo receptor assim o exigir; pois o efluente do tratamento secundário ainda possui nutriente e fósforo em quantidades, concentrações e formas que podem provocar problemas ao corpo receptor, como o fenômeno de eutrofização (LIMA, 2005). Com o objetivo de propor soluções tecnológicas economicamente viáveis para o controle ambiental em diversos segmentos industriais de médio e pequeno porte no estado de Minas Gerais, foi aprovado pelo Ministério de Cooperação Econômica e Desenvolvimento Alemão (BMZ), em conjunto com o governo do Estado de Minas Gerais, o Projeto Minas Ambiente. Este projeto foi desenvolvido pelo Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFMG, em parceria com outras instituições de ensino, pesquisa e controle ambiental no Estado de Minas Gerais. No âmbito do subprojeto 3 do Projeto Minas Ambiente, foram desenvolvidas pesquisas na área de tratamento de efluentes líquidos da indústria de laticínios, no período de setembro de 2001 a agosto de 2002. Os resultados das pesquisas encontramse consolidados em um relatório final (MACHADO et al, 2002). Para tal, foi implantada
24 uma estação experimental para o tratamento de efluentes com as seguintes etapas: tratamento preliminar, tanque de equalização e filtro anaeróbio, sendo este último seguido de três unidades de pós-tratamento operando em paralelo, a saber: a) biofiltro aerado submerso, b) filtro biológico percolador; e c) disposição no solo. Entretanto, a opção pela utilização de somente uma fase anaeróbia, como tratamento dos efluentes gerados pela atividade, capaz de reduzir as concentrações de matéria orgânica em níveis aceitáveis pela legislação, exige um maior conhecimento a respeito da influência da altura da camada de meio suporte, das cargas hidráulica e orgânica aplicadas ao filtro anaeróbio. Assim como o comparativo de custos de implantação e operação com sistemas mecanizados atualmente empregados no Brasil, a exemplo do sistema de lodos ativados (GOMES, A.L.; CHERNICHARO, C.A.L. 2007). 3.3 Legislação A preservação, melhoria e recuperação da qualidade ambiental propiciam à vida, visando assegurar no país, condições ao desenvolvimento socioeconômico, aos interesses da segurança nacional e à proteção da dignidade da vida humana (Lei 6938/81). A preocupação com o meio ambiente e com o aumento da produtividade passou a orientar a busca por novas tecnologias, que incorporadas aos processos tradicionais, otimizassem a capacidade competitiva. No controle ambiental, o maior efeito junto às pequenas e médias empresas foi à definição de uma legislação ambiental, com suas várias resoluções e padrões de lançamento a serem entendidos. No Brasil, esse assunto ganhou destaque a partir da implementação da Política Nacional do Meio Ambiente, do sistema de licenciamento ambiental e da aprovação da lei de crimes ambientais, que prevê pena de reclusão e multa para quem lesarem o meio ambiente. Nesse contexto, o tratamento e a disposição adequada de resíduos industriais e sanitários, por parte das empresas, tornam-se uma obrigação perante a lei e a opinião pública (SILVA, 2006). De acordo com a Resolução CONAMA n.357/05 para as águas de classe especial não é tolerado lançamento de substâncias poluentes, deverão ser mantidas as condições naturais do corpo de água. Para as águas de classe 1, substâncias que formem depósitos objetáveis devem estar ausentes, inclusive espumas não natural; óleos e graxas; substâncias que comuniquem gosto ou odor e corantes artificiais (art.14, letra
25 b, c, d ). Para as águas de classe 2 (art. 15, Inciso I) e 3 (art. 16, letra a ) não é permitida a presença de corantes artificiais que não sejam removíveis por processo de coagulação, sedimentação e filtração convencionais. Nas águas da classe 4 (art. 17) devem estar virtualmente ausentes materiais flutuantes e substâncias facilmente sedimentáveis que contribuam para o assoreamento de canais de navegação, mas tolerase a presença de óleos e graxas. Na TABELA 3 estão apresentados os Padrões da Resolução CONAMA 357/05 de algumas variáveis para as classes de água doce. Tabela 3 Padrões da Resolução CONAMA 357/05 de algumas variáveis para as classes de água doce Classes de Qualidade Variáveis 1 2 3 4 ph 6,0 a 9,0 6,0 a 9,0 6,0 a 9,0 6,0 a 9,0 Oxigênio Dissolvido Demanda Bioquímica de Oxigênio Turbidez = ou > = ou > 5,0 = ou > = ou > 6,0 mg/l O 2 mg/l O 2 4,0 mg/l O 2 2,0 mg/l O 2 20ºC até 20ºC até 20ºC até - 3,0 mg/l O 2 5,0 mg/l O 2 10,0 mg/l O 2 até 40 UNT até 100 UNT até 100 UNT - Como aspecto relevante da Resolução 357/05 o art. 34 estabelece que os efluentes de qualquer fonte poluidora somente poderão ser lançados, direta ou indiretamente, nos corpos de água desde que obedeçam as condições e padrões previstos. As condições de lançamento de efluentes estão apresentadas na TABELA 4. Embora a Resolução CONAMA 357/05 não faça referência ao parâmetro DQO na classificação dos corpos d água e nos padrões de lançamento de efluentes líquidos, algumas legislações ambientais estaduais estabelecem limites máximos para este parâmetro em seus padrões de lançamento. A demanda química de oxigênio (DQO) é um parâmetro global utilizado como indicador do conteúdo orgânico de águas residuárias e superficiais, e bastante utilizado no monitoramento de estações de tratamento de efluentes líquidos.
26 Tabela 4 Padrões de lançamento de efluentes (Resolução CONAMA 357/05) Parâmetro Valor Limite ph entre 5 e 9 Temperatura inferior a 40ºC Materiais Sedimentáveis * 1mL/L Óleos e Graxas: Óleos minerais e 20 mg/l Óleos vegetais e gorduras animais 50 mg/l Materiais Flutuantes ausentes * em teste de 1 hora em cone Imhoff Os parâmetros para controle da carga orgânica são aplicados de forma diferente em alguns Estados. No Estado de São Paulo o controle é realizado utilizando-se somente a DBO como parâmetro, sendo exigido a redução de carga orgânica de 80% ou ainda que a DBO apresente concentração máxima de 60 mg O 2 /L. A legislação ambiental é muito dinâmica, já que cada estado brasileiro possui legislação própria, através de suas Autarquias, mesmo aquela aplicada à indústria. Como estamos estudando o tratamento de efluentes industriais de dois laticínios localizados em diferentes estados, necessitamos conhecer os padrões de lançamento dos efluentes, principalmente dos Estados de São Paulo e de Minas Gerais, com enfoque especial para suas especificidades. A Companhia de Tecnologia de Saneamento Básico e de Controle da Poluição das Águas (CETESB) de acordo com a lei n 118, de 29 de Junho, de 1973, além de exercer outras atividades têm como finalidade efetuar o controle de qualidade das águas residuária. Procedendo a estudos, pesquisas, treinamento e aperfeiçoamento de pessoal e a prestar assistência técnica especializada à operação e manutenção de sistemas de águas de esgoto e resíduos industriais do estado de São Paulo. O Decreto nº. 8468 de 8 de Setembro de 1976 que aprova o Regulamento da Lei nº. 997, 31 de Maio de 1976 que dispõe sobre a prevenção e o controle da Poluição do Meio Ambiente, compete à CETESB as atribuições para o controle e a preservação do Meio Ambiente. É importante ressaltar a classificação das águas segundo os usos preponderantes, os padrões de emissão de efluentes nos corpos d água (art.18), conforme TABELA 5, e as condições dos efluentes de qualquer fonte poluidora que são lançados em sistemas de esgotos providos de tratamento com capacidade e de tipo
27 adequados (art.19). O mesmo artigo cita sobre o destino do lodo proveniente de sistemas de tratamento das fontes de poluição industrial, bem como o material proveniente da limpeza de fossas sépticas, ressaltando que os efluentes líquidos provenientes de indústrias deverão ser coletados separadamente, através de sistemas próprios independentes, conforme sua origem e natureza. Tabela 5 Padrões de lançamento de efluentes (Decreto nº. 8468/1976) Parâmetro Valor Limite ph entre 5 e 9 Temperatura inferior a 40ºC Materiais Sedimentáveis 1mL/L Óleos e Graxas 100 mg/l Demanda Bioquímica de Oxigênio menor que 60 mg O 2 /L ou redução de 80% Fonte: CETESB, 1976 No Estado de Minas Gerais o COPAM através da Deliberação Normativa nº. 10/86 estabelece através do artigo 15 que a DBO 5 a 20ºC seja de 60 mg/l, podendo este limite ser ultrapassado no caso do sistema de tratamento de águas residuárias reduzir a carga poluidora de efluente, em termos de DBO 5 a 20ºC do despejo em no mínimo de 85%, e, para DQO máximo de 90 mg/l, podendo este limite ser ultrapassado no caso do sistema de tratamento de águas residuárias reduzir a carga poluidora de efluente, em termos de DQO do despejo em no mínimo de 90%. Em relação aos sólidos em suspensão, o estado de Minas Gerais estabelece limites de concentração máxima diária de 100 mg/l e concentração média aritmética mensal de 60 mg/l. Ainda no estado de Minas Gerais, os responsáveis por empreendimentos que geram efluentes líquidos apresentam à Fundação Estadual do Meio Ambiente (FEAM) a declaração de carga poluidora, de acordo com o artigo 46º da Resolução 357/05 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA). 3.4 Tratamento de Efluente por Processo Biológico Segundo Sperling 1996, o tratamento dispensado às águas residuárias de laticínios é, em sua grande maioria, do tipo biológico. O tratamento biológico, como o
28 próprio nome indica, ocorre inteiramente por mecanismos biológicos. Esses processos biológicos reproduzem, de certa maneira, os processos naturais que ocorrem em um corpo d água após o lançamento de despejos. Nos corpos d água, a matéria orgânica é convertida em produtos mineralizados inertes por mecanismos puramente naturais, caracterizando o assim chamado fenômeno da autodepuração. Em uma estação de tratamento de águas residuárias os mesmos fenômenos básicos ocorrem, mas a diferença é que há em paralelo a introdução de tecnologia. Essa tecnologia tem como objetivo fazer com que o processo de depuração se desenvolva em condições controladas (controle da eficiência) e em taxas mais elevadas (solução mais compacta). No tratamento de efluentes há uma interação de diversos mecanismos, alguns ocorrendo, simultaneamente, e outros seqüencialmente. A atuação microbiana principiase no próprio sistema de coleta e interceptação de efluentes, e atinge seu máximo na estação de tratamento. Nas estações de tratamento de efluentes, ocorre à remoção da matéria orgânica e, eventualmente, também a oxidação da matéria nitrogenada. A degradação da matéria orgânica carbonácea constitui o principal objetivo de todos os processos de tratamento de efluentes, e pode-se dizer que grande parte da poluição ocasionada por compostos carbonados já está encaminhada. Segundo Hoffmann e Platzer (2000), o princípio do processo biológico denominado lodos ativados baseia-se na oxidação bioquímica dos compostos orgânicos e inorgânicos presentes nos efluentes, mediada por uma população microbiana diversificada e mantida em suspensão num meio aeróbio. A eficiência do processo depende, dentre outros fatores, da capacidade de floculação da biomassa ativa e da composição dos flocos formados. Os flocos biológicos constituem um micro-sistema complexo formado por bactérias, fungos, protozoários e micro metazoários. As bactérias são as principais responsáveis pela depuração da matéria carbonácea e pela estruturação dos flocos. Entretanto, os componentes da micro fauna (protozoários e micro metazoários) também têm importante papel na manutenção de uma comunidade bacteriana equilibrada, na remoção de Escherichia coli, na redução da DBO 5 e na floculação. Por serem extremamente sensíveis às alterações no processo, os componentes da micro fauna alternam-se no sistema em resposta às mudanças nas condições físico-químicas e ambientais.
29 3.4.1 Lodos Ativados Os sistemas de lodos ativados são amplamente utilizados a nível mundial, para o tratamento de despejos domésticos e industriais, em situações em que são necessários uma elevada qualidade do efluente e reduzidos requisitos de área. No entanto, o sistema de lodos ativados inclui um índice de mecanização superior ao de outros sistemas de tratamento, implicando em uma operação mais sofisticada e em maiores consumos de energia elétrica. São partes integrantes da etapa biológica do sistema de lodos ativados as seguintes unidades: - Tanque de aeração (reator) - Leito de secagem de lodo No reator ocorrem as reações bioquímicas de remoção da matéria orgânica e, em determinadas condições, da matéria nitrogenada. A biomassa se utiliza do substrato presente no esgoto bruto para se desenvolver. No próprio tanque de aeração ocorre a sedimentação dos sólidos (biomassa), permitindo que o efluente final saia clarificado. A biomassa consegue ser facilmente separada devido à sua propriedade de floculação. Tal fato se deve ao fato das bactérias possuírem uma matriz gelatinosa, que permite a aglutinação das bactérias e outros microrganismos. O floco possui maiores dimensões, o que facilita a sedimentação (SPERLING, 1997). Com a contínua alimentação do sistema pela entrada de efluentes (matéria orgânica), ocorre o crescimento do lodo biológico, sendo esse denominado de excesso de lodo. A eficiência do processo está ligada à relação de cargas orgânicas afluentes (diariamente) e a massa de microorganismos contida no reator (sólidos em suspensão voláteis). Existem diversas variantes do processo de lodos ativados, o presente texto cita apenas os utilizados nos processos caracterizados no decorrer do estudo. Dentre este conceito, têm-se as seguintes divisões dos sistemas de lodos ativados: - lodos ativados convencionais de fluxo contínuo e fluxo intermitente (batelada). 3.4.2 Lodos Ativados Convencionais de Fluxo Contínuo No sistema convencional, para se economizar energia para a aeração, parte da matéria orgânica (suspensas e sedimentáveis) dos efluentes é retirada antes do tanque de
30 aeração, através do decantador primário. Assim, os sistemas de lodos ativados convencionais têm como parte integrante também o tratamento primário. A idade do lodo é usualmente da ordem de 4 a 10 dias, e o tempo de detenção hidráulica no reator, da ordem de 6 a 8 horas. Com esta idade a biomassa retirada do sistema no lodo excedente requer ainda uma etapa de estabilização no tratamento do lodo, por conter ainda um elevado teor de matéria orgânica armazenada nas suas células. 3.4.3 Lodos Ativados de Fluxo Intermitente por Batelada Nos sistemas de lodos ativados de fluxo contínuo, o efluente está sempre entrando e saindo do reator. Há, no entanto, uma variante do sistema, com operação em fluxo intermitente. O princípio do processo de lodos ativados com operação intermitente consiste na incorporação de todas as unidades, processos e operações normalmente associados ao tratamento convencional de lodos ativados, sejam elas, decantação primária, oxidação biológica e decantação secundária, em um único tanque. Utilizando um tanque único, esses processos e operações passam a ser simplesmente seqüenciais no tempo, e não unidades separadas como ocorre nos processos convencionais de fluxo contínuo. Os processos de lodos ativados com fluxo intermitente podem ser utilizados também na modalidade de digestão do lodo. Este consiste de um reator de mistura completa onde ocorrem todas as etapas do tratamento, isto é conseguido através do estabelecimento de ciclos de operação com durações definidas. A massa biológica permanece no reator durante todos os ciclos, eliminando dessa forma a necessidade de decantadores separados. Os ciclos normais de tratamento são: - Enchimento (entrada de esgoto bruto ou decantado no reator); - Reação (aeração da mistura da massa líquida contida no reator); - Sedimentação (sedimentação e separação dos sólidos em suspensão do esgoto tratado); - Esvaziamento (retirada do esgoto tratado do reator); - Repouso (ajuste de ciclos e remoção do lodo excedente).
31 A duração usual de cada ciclo pode ser alterada em função das variações da vazão afluente, necessidades do tratamento, das características do esgoto e da biomassa no sistema. O descarte do lodo excedente geralmente ocorre durante o último ciclo (repouso), mas como este ciclo é opcional, já que a sua finalidade é a de permitir o ajuste entre os ciclos de operação de cada reator, o descarte do lodo é estabelecido em função dos requisitos de performance, da mesma forma que nos processos convencionais de fluxo contínuo. No sistema de aeração prolongada por batelada, as unidades do processo de tratamento (líquido e lodo) são: grades, caixa de remoção de areia, reatores, adensamento do lodo (opcional) e desidratação do lodo. Há algumas modificações nos sistemas de fluxo intermitente, relacionadas, tanto à forma de operação (alimentação contínua e esvaziamento descontínuo), quanto à seqüência e duração dos ciclos associados a cada fase do processo. Estas variações permitem simplificações adicionais no processo ou a remoção biológica de nutrientes (SPERLING, 1997). 3.5 Sistemas Anaeróbios de Tratamento A essência dos processos biológicos de tratamento de esgotos consiste na capacidade dos microorganismos envolvidos utilizarem os compostos orgânicos biodegradáveis, transformando-os em subprodutos que podem ser removidos do sistema de tratamento. Os subprodutos formados podem se apresentar na forma sólida (lodo biológico), líquida (água) ou gasosa (gás carbônico, metano, etc.), qualquer que seja o processo utilizado; aeróbio ou anaeróbio; a capacidade de utilização dos compostos orgânicos depende da atividade microbiana da biomassa presente (CHERNICHARO, 1997). A decisão quanto ao processo a ser adotado para o tratamento das fases líquida e sólida deve ser derivada fundamentalmente de um balanceamento entre critérios técnicos e econômicos, com a apreciação dos méritos quantitativos e qualitativos de cada alternativa (SPERLING, 1996).