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CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIVATES
CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
CARACTERIZAÇÃO E AVALIAÇÃO DO SISTEMA DE
TRATAMENTO DE EFLUENTES DE UMA INDÚSTRIA
ALIMENTÍCIA, VISANDO O REUSO
Ronei Tiago Stein
Lajeado, novembro de 2012
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Ronei Tiago Stein
CARACTERIZAÇÃO E AVALIAÇÃO DO SISTEMA DE
TRATAMENTO DE EFLUENTES DE UMA INDÚSTRIA
ALIMENTÍCIA, VISANDO O REUSO
Trabalho de Conclusão de Curso II apresentado ao
Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas do Centro
Universitário UNIVATES, como parte dos requisitos
para a obtenção do título de bacharel em Engenharia
Ambiental.
Orientador: Ms. Gustavo Reisdörfer
Lajeado, novembro de 2012
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Ronei Tiago Stein
CARACTERIZAÇÃO E AVALIAÇÃO DO SISTEMA DE
TRATAMENTO DE EFLUENTES DE UMA INDÚSTRIA
ALIMENTÍCIA, VISANDO O REUSO
A banca examinadora abaixo aprova o trabalho de conclusão de curso II apresentado ao
Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas, do Centro Universitário Univates, como parte da
exigência para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Ambiental:
Prof. Ms. Gustavo Reisdörfer – orientador
UNIVATES
Prof. Dra. Eniz Conceição de Oliveira
UNIVATES
Daniel Henrique Kreutz
Químico Industrial
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AGRADECIMENTOS
Agradeço, especialmente, a Deus por toda força, saúde e iluminação.
Aos meus pais, Jeremias e Waldi, por toda dedicação, amor, confiança e
ensinamentos de vida.
Ao meu irmão, Fabrício, que sempre me apoiou e ajudou em todas minhas decisões.
A minha namorada, Bárbara, por toda compreensão, amor e carinho nesta
caminhada.
A todos os professores, em especial ao meu orientador Gustavo, e a Eniz, pelo
empenho, incentivo e tempo disposto no auxilio deste trabalho.
A Jerusa Bruxel e Daniel Henrique Kreutz, pelo tempo, compreensão, amizade e
informações passadas.
Ao pessoal do Laboratório de Água e Efluente do Centro Universitário Univates, pela
ajuda e colaboração para realização das analises.
A todos os colegas que de uma forma ou outra, contribuíram com críticas e sugestões
para o enriquecimento deste projeto.
Muito Obrigado!
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RESUMO
Com o aumento das atividades humanas principalmente na agricultura e na indústria, houve
um aumento do consumo de água, a qual está distribuída no planeta terra em apenas 2,53% de
forma doce. Sendo assim, todo e qualquer projeto que envolva a redução ou reuso de água é
de fundamental importância. O reuso planejado já vem sendo adotado em muitas empresas,
favorecendo uma redução no consumo de água, bem como uma redução do grau de poluição
que a mesma possa gerar. Diante disso, o presente estudo buscou caracterizar o efluente de
uma indústria alimentícia do Vale do Taquari - RS, analisando o sistema de tratamento de
efluentes utilizados pela empresa atualmente visando o reaproveitamento do mesmo. Foram
realizadas análises do efluente de todas as etapas de tratamento para diagnosticar o grau de
eficiência da estação de tratamento. Os parâmetros escolhidos para análise físico-química
foram DBO, DQO, Cloretos, Fósforo Total, Nitrogênio Total, Sólidos Suspensos, Sólidos
Voláteis, Sólidos Totais, Sólidos Fixos, pH, Carbono Orgânico Total e turbidez. Para a
caracterização microbiológica, foram analisados Coliformes Totais e Coliformes
Termotolerantes. Através do método jar test, realizou-se testes com o agente coagulante
Sulfato de Alumínio e Cloreto de Ferro, com a intenção de comparar a eficácia no tratamento
do efluente. Com os resultados obtidos, a empresa poderá suprir algumas necessidades de
água não potável com a água de reuso.
Palavras-chave: Água, indústria de alimentos, reuso, JAR TEST, Sulfato de Alumínio,
Cloreto de Ferro.
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ABSTRACT
With the increase of human activities especially in agriculture and industry, there was an
increase in water consumption, which is distributed on planet earth in only 2.53% so sweet.
Therefore, any project that involves the reduction or reuse of water is critical. The planned
reuse already being adopted in many companies, favoring a reduction in water consumption
and a reduction in pollution degree that it can generate. Therefore, this study aimed to
characterize the effluent from a food industry Taquari Valley - RS, analyzing the effluent
treatment system currently used by the company in order to reuse it. Analyses of the effluent
of all the treatment steps for diagnosing the efficiency of the treatment plant. The parameters
chosen for physicochemical analysis were BOD, COD, Chloride, Total Phosphorus, Total
Nitrogen, Suspended Solids, Volatile Solids, Total Solids, Fixed Solids, pH, turbidity and
Total Organic Carbon. For microbiological characterization were analyzed Total Coliforms
and fecal coliform. By the method jar test, testing was conducted with the coagulating agent
aluminum sulphate and ferric chloride, with the intention to compare the efficacy in treating
the effluent. With these results, the company can meet some needs of non-potable water with
reuse water.
Keywords: Water, reuse, JAR TEST, Aluminum Sulfate, Iron Chloride.
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LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Consumo de água per capita pelo homem .............................................................. 19 Quadro 2 - Classificação das águas de acordo com a Resolução nº 357/05 ............................. 21 Quadro 3 - Associação entre os usos da água e os requisitos de qualidade. ............................ 23
Quadro 4 - Principais parâmetros a serem investigados numa análise de água. ...................... 30 Quadro 5 - Graus de tratamento ............................................................................................... 35
Quadro 6 - Operações unitárias de tratamento de efluentes ..................................................... 36 Quadro 7 - Vazão específica média de empresas alimentícias ................................................. 45
Quadro 8 - Vazão específica média de empresas alimentícias ................................................. 54
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Distribuição da água no planeta ............................................................................... 19
Figura 2 - Distribuição de água no Brasil ................................................................................. 20 Figura 3 - Consumo anual de água por tipo de uso na América Latina. .................................. 22 Figura 4 - Fluxograma das etapas de produção adotadas pela empresa ................................... 50 Figura 5 - Sistema de cascateamento e tanque de aeração ....................................................... 51
Figura 6 - Fluxograma das etapas de tratamento ...................................................................... 52 Figura 7 - Aparelho de Jar Test ................................................................................................ 55 Figura 8 - Comparativo do grau de eficiência do efluente bruto versos gradeamento ............. 62
Figura 9 - Comparativo do grau de eficiência do gradeamento versos tanque de aeração....... 63 Figura 10 - Comparativo do grau de eficiência do tanque de aeração versos decantador de
finos .......................................................................................................................................... 64 Figura 11 - Comparativo do grau de eficiência do decantador de finos versos efluente final . 65 Figura 12 - Comparação visual do: Efluente bruto (1); Efluente após tratamento com
diferentes dosagens de Sulfato de Alumínio (2) ....................................................................... 69
Figura 13 - Comparação visual do: Efluente bruto (1); Efluente após tratamento com
diferentes dosagens de Cloreto de Ferro III anidro (2) ............................................................. 70 Figura 14 – Comparação visual do: Efluente bruto (1); Efluente após tratamento com as
dosagens de Sulfato de Alumínio (2) ajustado ......................................................................... 71 Figura 15 - Comparação visual do: Efluente bruto (1); Efluente após tratamento com as
dosagens de Cloreto de Ferro (2) ajustado ............................................................................... 72
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Padrões de qualidade estabelecidos para reuso de água em descarga sanitária ...... 41 Tabela 2 - Identificação dos pontos de coleta........................................................................... 53 Tabela 3 - Quantidade dos agentes coagulantes ....................................................................... 57
Tabela 4 - Dosagem dos agentes coagulantes ajustados........................................................... 58 Tabela 5 - Resultados obtidos com o grau de eficácia de cada etapa de tratamento ................ 60
Tabela 6 - Comparativos do efluente final da empresa com a Resolução CONSEMA 128/2006
e Manual da FIESP para reuso de água. ................................................................................... 66
Tabela 7 - Resultados com diferentes dosagens de Sulfato de Alumínio ................................. 68 Tabela 8 - Resultados com diferentes concentrações de Cloreto de Ferro III anidro ............... 69 Tabela 9 - Resultados dos testes com o ajuste do coagulante Sulfato de Alumínio ................. 71
Tabela 10 - Resultados dos testes com o ajuste do coagulante Cloreto de Ferro III anidro ..... 72
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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
%: percentual
ABES: Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental
ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas
a.C.: antes de Cristo
ºC: Grau Celsius
CONAMA: Conselho Nacional de Meio Ambiente
CONSEMA: Conselho Estadual do Meio Ambiente
Cl-: Cloreto
COT: Carbono Orgânico Total
DBO: Demanda Bioquímica de Oxigênio
DQO: Demanda Química de Oxigênio
ETE: Estação de Tratamento de Efluente
FEPAM: Fundação Estadual de Proteção Ambiental
FIESP: Federação das Indústrias do Estado de São Paulo
H+: íon hidrogênio
ISO: International Organization Standardization
km³: quilômetro cúbico
L: Litro
m³: metro cúbico
m³/dia: metro cúbico por dia
mg: miligrama
mg/L: miligrama por litro
nº: número
N: Nitrogênio
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NBR: Norma Brasileira
NMP: Número Mais Provável
O: Oxigênio
OD: Oxigênio Dissolvido
OH-: Hidróxido
P: Fósforo
pH: potencial Hidrogeniônico
ppm: partes por milhão
rpm: rotações por minuto
RS: Rio Grande do Sul
SDT: Sólido Dissolvido Total
SS: Sólido Suspenso
SST: Sólido Suspenso Total
TCCII: Trabalho de Conclusão de Curso II
Ton: tonelada
UH: Unidade Hazen
UT: Unidade de Turbidez
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 14
2 OBJETIVOS ..................................................................................................................... 17
2.1 Objetivo Geral .............................................................................................................. 17 2.2 Objetivos específicos .................................................................................................... 17
3 REVISÃO DE LITERATURA ........................................................................................ 18
3.1 Água no Planeta Terra .................................................................................................. 18
3.2 Classificação dos Recursos Hídricos ............................................................................ 20 3.2.1 Uso da Água ................................................................................................................. 22 3.3 Características Qualitativas da Água ............................................................................ 24
3.3.1 Características Físicas................................................................................................... 25
3.3.2 Características Químicas .............................................................................................. 26
3.3.3 Características Microbiológicas ................................................................................... 29
3.4 Efluentes Líquidos ........................................................................................................ 30 3.4.1 Geração de Efluentes .................................................................................................... 30
3.4.2 Sistemas de Tratamento de Efluentes ........................................................................... 31
3.4.2.1 Tratamento Prévio .................................................................................................... 31 3.4.2.2 Tratamento Primário ................................................................................................. 32 3.4.2.3 Tratamento Secundário ............................................................................................. 33 3.4.2.4 Tratamento Terciário ................................................................................................ 34 3.4.3 Processos de Tratamento .............................................................................................. 35
3.4.4 Operações Unitárias ...................................................................................................... 36 3.5 Reuso de Água .............................................................................................................. 37 3.5.1 Reuso de Água na Indústria .......................................................................................... 39 3.5.2 Aspectos legais para reuso de água .............................................................................. 40 3.6 Principais parâmetros analisados visando o reuso ........................................................ 42
3.7 Trabalhos Relacionados ................................................................................................ 43 3.8 Estimativa do consumo de água gasto na empresa ....................................................... 44
3.9 Jar Test .......................................................................................................................... 46 3.10 Principais agentes coagulantes ..................................................................................... 46
4 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................................. 48
4.1 Local de Estudo ............................................................................................................ 48 4.2 Processo de Industrialização ......................................................................................... 48 4.3 Etapas do Sistema de Tratamento ................................................................................. 50
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4.3.1 Amostragem e conservação das amostras .................................................................... 52
4.4 Ensaios de Tratamento com a adoção de Jar Test ........................................................ 55 4.4.1 Determinação do pH ..................................................................................................... 55 4.4.2 Parâmetros analisados após tratamento físico-químico ................................................ 56 4.4.3 Determinação da dosagem do agente coagulante ......................................................... 56 4.4.4 Realização dos testes com a dosagem dos agentes coagulantes ajustados ................... 57
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................................... 59
5.1 Caracterização do efluente............................................................................................ 59 5.2 Testes comparativos com diferentes dosagens dos agentes coagulantes ...................... 67 5.3 Testes comparativos com os valores dos agentes coagulantes ajustados ..................... 70
6 CONCLUSÃO .................................................................................................................. 75
7 REFERÊNCIAS ............................................................................................................... 77
ANEXOS .................................................................................................................................. 80
ANEXO A – Planta baixa da ETE, com indicativo dos locais de coleta das amostras de
efluente ..................................................................................................................................... 81
ANEXO B – Relatórios de ensaios dos efluentes .................................................................... 83
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1 INTRODUÇÃO
Vida e água: estas duas palavras possuem por si só uma dependência que remete à
importância da água para o dia-a-dia da sociedade. Na prática, a água é uma substância
fundamental para os seres vivos, atuando como veículo de assimilação e eliminação de muitas
substâncias pelos organismos, além de servir para manter estável a temperatura corporal
(TELLES e COSTA, 2007).
Embora o planeta tenha três quartos de sua superfície coberta por água, é necessário
considerar que apenas uma parcela desta quantidade pode ser aproveitada para atividades
humanas, ou seja, deve-se considerar apenas uma pequena parte deste total que refere-se à
água doce (MIERZWA e HESPANHOL, 2005).
A preocupação com o meio ambiente, em especial com a água, tem sido o foco de
diversas ações ambientais, uma vez que este recurso é finito e inclusive já está se tornando
escasso em algumas regiões. As indústrias, em especial da área alimentícia, vêm se
destacando como as maiores consumidoras deste recurso devido à multiplicidade de usos a
que se destina dentro do processamento industrial (RAMJEAWON, 2000).
O Vale do Taquari, localizado no interior do Rio Grande do Sul, contribui de forma
significativa para o desenvolvimento econômico do Sul do país, sendo destaque na área de
produção de alimentos e, consequentemente, grande gerador de efluentes, que devem ser
tratados em Estações de Tratamento de Efluentes (ETEs) a fim de que atinjam os parâmetros
exigidos pela legislação, uma vez que se lançados indevidamente, com os seus poluentes
característicos, causam alteração de qualidade nos corpos receptores, resultando em poluição
(OLIVEIRA; ARAÚJO; FERNANDES, 2009).
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A qualidade da água pode ser representada através de diversos parâmetros que
expressam as suas principais características físicas, químicas e biológicas. Na prática, os
efluentes gerados podem variar em função do tipo de empresa geradora, natureza e porte da
indústria, grau de modernidade de seus processos, tipos de matérias-primas empregadas e da
presença ou não de iniciativas de reuso destes (CAVALCANTI, 2009). Por esse motivo não
existe um procedimento único de tratamento de resíduos líquidos que possa ser aplicado em
todas as situações.
Segundo Von Sperling (2005), a classificação dos processos de tratamento de
efluentes pode ser feita de acordo com o seu nível e eficiência, ou seja, de acordo com a
finalidade desejada e sua complexidade, sendo adotadas diferentes tecnologias para a
depuração do efluente.
Figueiredo (1999) ressalta que saber identificar a origem da queda de eficiência das
ETE’s e definir as melhores condições de operação é uma tarefa complexa. O método
tradicional utilizado para avaliação e melhoria de desempenho de ETEs baseia-se em análises
periódicas de parâmetros físico-químicos, as quais fornecem informações indiretas sobre as
condições depurativas do sistema. A avaliação do tipo de efluente a ser tratado é de
fundamental importância para se definir o tipo de processo e o nível de tratamento que uma
ETE deve alcançar (VON SPERLING, 2005).
A maioria das ETEs existentes é antiga e/ou possui baixa automação. As
consequências disso são o elevado custo operacional, a baixa eficiência e o grande
desperdício de produtos químicos utilizados no processo, além dos possíveis problemas com
os órgãos fiscalizadores ambientais (DEZOTTI, 2008).
O presente trabalho fará uma caracterização do efluente de uma Indústria Atacadista
de Frutas e Verduras, localizada no Vale do Taquari, Rio Grande do Sul. Será analisada a
eficácia do sistema de tratamento presente na empresa, para uma possível reutilização de água
em fins menos nobres.
O reuso de efluente industrial já ocorre em vários lugares, através da aplicação em
sistema de produção de água quente ou vapor, alimentação de caldeiras, resfriamento, água de
processos sanitários, lavagem de tanques e de peças, lavagem de gases e chaminés (TELLES;
COSTA, 2007).
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A água para reuso poderá ter fins de abastecimento de descargas sanitárias,
arrefecimento do telhado, lavagem de caminhões, lavagem de piso e irrigação de jardins.
Desta forma, espera-se contribuir para a redução do consumo de água potável para fins menos
nobres, bem como a quantidade de efluente a ser descartado, colaborando assim para uma
maior sustentabilidade hídrica na empresa.
Estima-se que atualmente a Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) da Indústria em
questão, trate cerca de 30 m³/dia. Na empresa não há hidrômetros para saber precisamente o
consumo de água. O efluente que chega até a ETE é oriundo do processamento mínimo de
vegetais antes de serem redistribuídos para supermercados ou outras empresas.
O monitoramento da qualidade dos efluentes da Indústria é baseada na Resolução do
Conselho Estadual do Meio Ambiente (CONSEMA) nº 128 de 2006. A Resolução dispõe
sobre a fixação de padrões de emissão de efluentes líquidos para fontes de emissão que
lancem seus efluentes em águas superficiais no estado do Rio Grande do Sul.
Nas redondezas da empresa, não se encontram recursos hídricos favoráveis para
receber a demanda de água. O solo do local é argiloso, dificultando a infiltração da água
tratada. Deste modo, o reuso de água seria uma solução para resolver a problemática da
empresa, desde que sejam atendidos os padrões para não haver riscos à saúde humana ou
danos ao sistema de tratamento.
Cabe ressaltar, que este reuso inicialmente seria de forma parcial, já que não há
demanda para reutilizar 30m³/dia de efluente na empresa. Porém, ao se conseguir resultados
satisfatórios, o reuso poderia ocorrer de forma total num futuro.
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2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo Geral
Analisar e caracterizar as etapas de tratamento de efluente de uma Indústria Atacadista
de Frutas e Verduras, a fim de verificar a eficácia do sistema de tratamento de efluentes, com
o intuito final da reutilização desta água.
2.2 Objetivos específicos
Caracterizar o efluente gerado com as atividades da empresa;
Avaliar o atual sistema de tratamento de efluentes da empresa;
Estimar o volume diário de água utilizada em alguns fins menos nobres, como
descargas sanitárias, arrefecimento do telhado, lavagens de caminhões e
limpeza de pisos;
Verificar a Legislação em vigor para reuso de água;
Avaliar a utilização de processos físico-químicos como alternativa para o
tratamento dos efluentes visando o reuso;
Avaliar o reuso da água.
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3 REVISÃO DE LITERATURA
3.1 Água no Planeta Terra
A água é de fundamental importância para todos os seres vivos, caso contrário não
haveria vida no planeta Terra. No ser humano, mais de 60% de seu peso são constituídos de
água. Todas as substâncias absorvidas por um organismo são realizadas por via aquosa (VON
SPERLING, 2005; BRANCO, 1993).
Mierzwa e Hespanhol (2005) comentam que o volume total de água no planeta é de
1.385.984.00 km³, porém apenas 2,53% deste total é composto por água doce, um percentual
muito baixo para suprir as necessidades de uma população que chega próxima aos 7 bilhões.
Porém, esta água doce pode ser encontrada de diferentes maneiras no planeta. Sabe-se que
0,29% destas águas estão disponíveis como águas superficiais, e 31,01% como águas
subterrâneas. O restante, 68,70%, esta sob a forma de geleiras ou coberturas de neve. Na
Figura 2 pode-se observar a distribuição de água no planeta Terra.
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Figura 1 - Distribuição da água no planeta
Fonte: Mierzwa e Hespanhol (2005)
Segundo Macêdo (2001) a evolução do homem, ao longo de diferentes períodos da
história, levou a um aumento no consumo per capita de água (QUADRO 1).
Quadro 1 - Consumo de água per capita pelo homem
Homem Volume (Litros/dia)
100 anos a.C. 12
Romano 20
Século XIX (cidades pequenas) 40
Século XIX (cidades grandes) 60
Século XX 800
Fonte: Macêdo (2001)
No ano 2000, 29 países não possuíam água para toda a sua população. Estima-se que
até 2050, cerca de 50 países não terão água suficiente para seus habitantes. Enquanto que em
Nova York se consome cerca de 2.000 litros/habitante/dia, na África este valor cai para 15
litros/habitante/dia (MACÊDO, 2001).
No território brasileiro encontram-se 12% da água doce do mundo, mas a mesma não
está igualmente distribuída. No Norte encontram-se 68,5% dos recursos hídricos, já no
Nordeste apenas 3,3% de água são encontrados, Sudeste 6%, Sul 6,5% e Centro-oeste 15,7%
(TOMAZ, 2001; BOTEGA, 2007). Na Figura 3 tem-se a distribuição de água por região no
Brasil.
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Figura 2 - Distribuição de água no Brasil
Fonte: adaptado de Botega (2007)
Na Amazônia, encontram-se apenas 5% da população brasileira, e cerca de 80% de
água doce. Já no Nordeste, vivem em torno de 1/3 da população nacional com apenas 3,3% de
recursos hídricos (MACÊDO, 2001).
Considerando o crescimento populacional, juntamente com a degradação da qualidade
da água, já se percebe sérios problemas relacionados com a escassez deste bem (TELLES;
COSTA, 2007). No Brasil, apenas 8% dos municípios possuem tratamento adequado de
esgoto e 58% não possuem estação de tratamento de água. Nos hospitais, 72% das internações
são de pacientes vítimas de doenças de origem hídrica (MACÊDO, 2001).
3.2 Classificação dos Recursos Hídricos
Para poder definir critérios e condições para os mananciais hídricos, estabeleceu-se
uma classificação para as águas, em função dos seus usos. Classificação esta descrita na
Resolução do Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA) nº 20/86. Com isto, teve-se
um grande avanço em relação ao controle de poluição, sendo possível o enquadramento dos
recursos hídricos de uma bacia hidrográfica (MOTA, 2003).
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A Resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005, revogou a Resolução
CONAMA nº 20/86, dispondo de diretrizes ambientais e prevendo uma classificação dos
corpos hídricos, além de estabelecer condições e padronizações para o lançamento de
efluentes.
As águas doces, salobras e salinas em território Brasileiro, foram classificadas
segundo a qualidade requerida para diferentes fins. Sendo as mesmas divididas em classes,
conforme Quadro 2.
Quadro 2 - Classificação das águas de acordo com a Resolução nº 357/05
CLASSE USOS
ÁGUAS
DOCES
Classe Especial
Abastecimento doméstico, sem prévia ou com simples desinfecção
Preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas
Classe 1
Abastecimento doméstico, após tratamento simplificado
Proteção das comunidades aquáticas
Recreação de contato primário (natação, esqui aquático e mergulho)
Irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se
desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de
película
Criação natural e/ ou intensiva (aquicultura) de espécies destinadas à
alimentação humana
Classe 2
Abastecimento doméstico, após tratamento convencional
Proteção das comunidades aquáticas
Recreação de contato primário (natação, esqui aquático e mergulho)
Irrigação de hortaliças e plantas frutíferas
Criação natural e/ ou intensiva (aquicultura) de espécies destinadas à
alimentação humana
Classe 3
Abastecimento doméstico, após tratamento convencional
Irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras
Dessedentação de animais
Classe 4
Navegação
Harmonia paisagística
Usos menos exigentes
ÁGUAS
SALINAS
Classe 5
Recreação de contato primário
Proteção das comunidades aquáticas
Criação natural e/ ou intensiva (aquicultura) de espécies destinadas à
alimentação humana
Classe 6
Navegação comercial
Harmonia paisagística
Recreação de contato secundário
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CLASSE USOS
ÁGUAS
SALOBRAS
Classe 7
Recreação de contato primário
Proteção das comunidades aquáticas
Criação natural e/ ou intensiva (aquicultura) de espécies destinadas à
alimentação humana
Classe 8
Navegação comercial
Harmonia paisagística
Recreação de contato secundário
Fonte: Adaptado da Resolução CONAMA nº 357/05
3.2.1 Uso da Água
Von Sperling (2005) e Marengo (2008) ressaltam os principais usos da água, sendo
estes: abastecimento doméstico; abastecimento industrial; irrigação; dessedentação do homem
e animais; preservação da flora e da fauna; recreação e lazer; criação de espécies; geração de
energia elétrica; navegação; harmonia paisagística; diluição e transporte de despejos.
Na América Latina, pode-se destacar a agricultura como principal consumidor de
água. A área industrial ocupa o segundo lugar, seguido do uso doméstico. Estes valores
variam de diferentes continentes e países, devido a inúmeros fatores, como cultura,
disponibilidade hídrica e economia (MACÊDO, 2001).
Figura 3 - Consumo anual de água por tipo de uso na América Latina.
Fonte: Macêdo (2001)
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Von Sperling (2005) associa os principais requisitos de qualidade com os
correspondentes usos da água. Em casos de corpos d’água com usos múltiplos, a qualidade
deve atender aos requisitos dos diversos usos previstos.
Quadro 3 - Associação entre os usos da água e os requisitos de qualidade.
Uso geral Uso específico Qualidade requerida
Abastecimento
de água
doméstico
-
- Isenta de substâncias químicas
prejudiciais à saúde
- Isenta de organismos prejudiciais à
saúde
- Adequada para serviços domésticos
- Baixa agressividade e dureza
- Esteticamente agradável (baixa
turbidez, cor, sabor e odor; ausência de
macrorganismos)
Abastecimento
Industrial
Água é incorporada ao produto (ex:
alimentos, bebidas, remédios)
- Isenta de substâncias químicas
prejudiciais à saúde
-Isenta de organismos prejudiciais à
saúde
- Esteticamente agradável (baixa
turbidez, cor, sabor e odor)
Água entra em contato com o produto - Variável com o produto
Água não entra em contato com o produto
(ex: refrigeração, caldeiras) - Baixa dureza
- Baixa agressividade
Irrigação
Hortaliças, produtos ingeridos crus ou com
casca
- Isenta de substâncias químicas
prejudiciais à saúde
-Isenta de organismos prejudiciais à
saúde
- Salinidade não excessiva
Demais plantações
- Isenta de substâncias químicas
prejudiciais ao solo e às plantações
- Salinidade não excessiva
Dessedentação
de animais -
- Isenta de substâncias químicas
prejudiciais à saúde dos animais
- Isenta de organismos prejudiciais à
saúde dos animais
Preservação da
flora e fauna -
- Variável com os requisitos ambientais
da flora e da fauna que se deseja
preservar
Agricultura
Criação de animais
- Isenta de substâncias químicas
prejudiciais à saúde dos animais e dos
consumidores
- Isenta de organismos prejudiciais à
saúde dos animais e dos consumidores
- Disponibilidade de nutrientes
Criação de vegetais
- Isenta de substâncias químicas tóxicas
aos vegetais e aos consumidores
- Disponibilidade de nutrientes
Recreação e
lazer
Contato primário (contato direto com o meio
líquido; ex: natação, esqui, surfe)
- Isenta de substâncias químicas
prejudiciais à saúde
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Uso geral Uso específico Qualidade requerida
- Isenta de organismos prejudiciais à
saúde
- Baixos teores de sólidos em suspensão e
óleos e graxas
Contato secundário (não há contato com o
meio líquido; ex: navegação de lazer, pesca,
lazer contemplativo)
- Aparência agradável
Geração de
energia
Usinas hidrelétricas - Baixa agressividade
Usinas nucleares ou termoelétricas (ex: torres
de resfriamento) - Baixa dureza
Transporte - - Baixa presença de material grosseiro
que possa por em risco as embarcações
Diluição de
despejos
- -
Fonte: Adaptado por Von Sperling (2005)
3.3 Características Qualitativas da Água
A água pura é um líquido incolor, inodoro, insípido e transparente. Contudo, por ser
considerada um dos melhores solventes existentes, raramente é encontrada em estado absoluto
de pureza. Dos elementos químicos que se tem conhecimento, a maioria é encontrada de
alguma maneira em águas naturais (RICHTER; NETTO, 2005).
Richter e Netto (2005) comentam que a água possui características físicas, químicas e
bacteriológicas, determinadas por uma série de parâmetros. Antes de analisar e identificar os
parâmetros, é preciso saber para qual fim será utilizado esta água.
As características das águas são resultado de uma série de fatores que ocorrem no
corpo hídrico ou na bacia hidrográfica. A capacidade de dissolução varia de acordo com a
substância lançada e com o transporte pelo escoamento superficial e subterrâneo (LIBÂNIO,
2008).
Ao se realizar a análise da água, é preciso associar aos requisitos mínimos exigidos
para cada tipo de aplicação. Os padrões de qualidade devem ser embasados em suporte legal,
através de legislações que definem os requisitos para o uso desta água (TELLES; COSTA,
2007).
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3.3.1 Características Físicas
Macêdo (2001) ressalta que as características físicas podem ser perceptíveis pelo
homem através de seus sentidos. A água deve ser transparente, sem cor e sem cheiro. Segundo
Richter e Netto (2005) as características físicas das águas são de pouca importância na
questão sanitária e normalmente são fáceis de determinar.
A turbidez é a alteração da penetração da luz por partículas em suspensão. O aumento
de turbidez reduz a zona eufótica, ou seja, a zona onde a fotossíntese ocorre (MACÊDO,
2001). Sólidos suspensos, contagem de partículas e turbidez referem-se à mesma
característica e possuem significados semelhantes em termos de qualidade de água
(LIBÂNIO, 2008).
As medidas de turbidez e sólidos em suspensão auxiliam na identificação de possíveis
partículas e colóides que poderiam causar obstruções nas instalações hidráulicas. Pois os
colóides combinados com surfactantes (oriundos de detergentes) podem causar estabilização
na fase sólida (BAZZARELLA, 2005).
A temperatura possui uma grande influência sobre outras propriedades. Por ser uma
medida de intensidade de calor, acelera reações químicas, reduz a solubilidade de gases e
ainda acentua a sensação de sabor e odor (RICHER; NETTO 2005).
Ainda, segundo Mota (2003), a cor é outro ,indicador de qualidade física. Este
indicador é resultante de substâncias em solução com diferentes origens, tais como, matéria
orgânica na água, algas, introdução de esgotos industriais e domésticos ou por dissolução de
ferro e manganês.
Além das características citadas acima, pode-se incluir o sabor e odor, originários da
decomposição da matéria orgânica, atividade de microrganismos ou fontes industriais de
poluição. Sendo este indicador de difícil quantificação, pois depende da sensibilidade dos
sentidos humano (MACÊDO, 2001).
A condutividade elétrica varia de acordo com a quantidade de sais dissolvidos na água.
Em outras palavras, é a capacidade da água de transmitir a corrente elétrica. Normalmente
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este indicador é monitorado em estações de maior porte, não sendo um parâmetro integrante
do padrão de potabilidade brasileiro (LIBÂNIO, 2008).
3.3.2 Características Químicas
Telles e Costa (2007) descrevem as características químicas como substâncias
dissolvidas que podem vir a causar alterações nos valores dos parâmetros de potencial
Hidrogeniônico (pH), alcalinidade, acidez, dureza, ferro e manganês, cloretos, nitrogênio,
fósforo, oxigênio dissolvido, matéria orgânica e inorgânica.
Conforme Macêdo (2001) os parâmetros químicos permitem:
- Classificar a água por seu conteúdo mineral, através de íons presentes;
- Determinar o grau de contaminação, permitindo determinar a origem dos principais
poluentes;
- Caracterizar picos de concentração de poluentes tóxicos e as possíveis fontes;
- Avaliar o equilíbrio bioquímico que é necessário para a manutenção da vida
aquática, permitindo avaliar as necessidades de nutrientes (MACÊDO, 2001, p. 36).
O pH representa o potencial hidrogeniônico de uma solução e é calculado pelo
cologarítmo da concentração de H+ (íons hidrogênio) no sistema, sendo sua variação de 0 a
14, onde inferior a 7 indica um pH ácido, 7 neutro e acima de 7 alcalino. Deve-se tomar
cuidado, pois um pH baixo torna a água corrosiva, podendo vir a danificar tubulações ou
partes metálicas de equipamentos utilizados nos sistemas de tratamento. Quando o pH é
elevado, formam-se incrustações nas tubulações, provocando entupimentos. Logo, o indicado
é um pH na faixa de 6 a 9 (MOTA, 2003).
Outro parâmetro químico é a alcalinidade, que segundo Von Sperling (2005) define
como a quantidade de íons presentes na água que reage para neutralizar os íons hidrogênio.
Em outras palavras, é a medição da capacidade da água de neutralizar os íons hidrogênio.
Quando se trata de potabilização das águas para o consumo humano, a alcalinidade
possui uma função primordial. A coagulação reduz de maneira significativa o pH, após a
adição do agente coagulante, reduzindo a dureza e prevenindo contra corrosão em tubulações
(LIBÂNIO, 2008).
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Outro parâmetro químico que merece destaque é a acidez, possuindo capacidade de
alterar bruscamente o pH, devido, basicamente, a concentração de dióxido de carbono (CO2).
Quanto à origem, pode ser natural, pela absorção dos H+ da atmosfera e decomposição da
matéria orgânica, ou antrópica, pelo lançamento de despejos industriais ou domésticos. Do
mesmo modo que a alcalinidade, a acidez pode vir a provocar corrosão em encanamentos e
tubulações (LIBÂNIO 2008).
Mota (2003) comenta que a dureza é resultado da presença de sais alcalinos terrosos,
como cálcio e magnésio, ou de outros metais em concentração menor. Na presença de
quantidades elevadas na água, provocam sabor desagradável e efeitos laxativos, além de
formar incrustações nas tubulações e caldeiras.
Ao se tratar de abastecimento público e tratamento, são necessárias algumas
interpretações. A água com dureza menor que 50 mg.L-1
de CaCO3 é considerada mole ou
branda, entre 50 e 150 mg.L-1
de CaCO3 dureza moderada, de 150 e 300 mg.L-1
de CaCO3 é
considerada dura e com valores acima de 300 mg.L-1
de CaCO3 pode-se dizer que é muito
dura (VON SPERLING, 2005).
Richter e Netto (2005) ressaltam que o ferro e manganês são parâmetros de
fundamental importância. Os mesmo conferem a água um sabor amargo, adstringente e dá a
água uma coloração avermelhada no caso do ferro, ou marrom no caso do manganês, devido à
precipitação de ferro e manganês quando oxidados. São adotados os valores de 0,3 mg.L-1
para a concentração de ferro e inferior a 0,1 mg.L-1
para manganês. Quando os valores
ultrapassam os 0,5 mg.L-1
, causa sabor metálico nas águas, além de ser altamente prejudicial,
principalmente em caldeiras para geração de vapor.
Lenzi et al. (2009), comenta que os cloretos, juntamente com os sulfatos e
bicarbonatos fazem com que a água tenha um sabor salino, além de serem laxativos,
principalmente em concentrações maiores. Os cloretos e sulfatos, combinados com Ca2+
e
Mg2+
, causam dureza permanente da água. Se tolera um valor de 250 mg.L-1
para ambos,
enquanto que para os sólidos totais o limite não pode ultrapassar de 1000 mg.L-1
.
O nitrogênio também faz parte da lista de características químicas, pois é um dos
elementos principais para o crescimento de algas, porém, em excesso, ocasiona um acelerado
crescimento desses organismos. Quando ocorre este fenômeno, temos a chamada
eutrofização. Normalmente, a grande quantidade de nitrogênio está associada à origem
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antrópica, decorrente do lançamento de despejos domésticos, industriais e de criadouros de
animais (MOTA, 2003; LIBÂNIO, 2008).
Do mesmo modo que o nitrogênio, o fósforo também é essencial para crescimento de
algas, mas em grandes quantidades, provoca eutrofização do recurso hídrico. Suas principais
fontes são dissolução dos compostos contendo fósforo do solo, decomposição da matéria
orgânica, esgotos domésticos e industriais, fertilizantes, detergentes e excrementos de animais
(MOTA, 2003; MACÊDO, 2001).
Segundo Von Sperling (2005), alguns valores podem ser utilizados como indicador do
estado de eutrofização de corpos hídricos. Valores de fósforo abaixo de 0,01-0,02 mg L-1
,
considerado não eutrófico, entre 0,01-0,02 e 0,05 mg L-1
tem-se um estado intermediário e
valores acima de 0,05 mg L-1
ocorre um ambiente eutrófico.
Águas superficiais límpidas se encontram saturadas de O2. A concentração do oxigênio
que está dissolvido na água depende diretamente da concentração e da natureza da matéria
orgânica dissolvida na mesma. Esta matéria orgânica consome oxigênio ao se decompor,
principalmente com o aumento da temperatura, e num ambiente anaeróbico, pode vir a matar
os outros organismos por asfixia (LENZI et al., 2009).
A matéria orgânica presente nos corpos d’água e nos esgotos é uma característica de
fundamental importância. Nas análises laboratoriais, há uma grande dificuldade em
determinar os componentes orgânicos, devido sua variedade de formas e compostos em que
esta pode se apresentar. A Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e a Demanda Química
de Oxigênio (DQO) são os parâmetros mais utilizados, seguido da medição do Carbono
Orgânico Total (COT) (VON SPERLING, 2005).
Von Sperling (2005) comenta ainda que a grande maioria dos poluentes inorgânicos é
tóxica, em especial os metais. Os mais comuns de serem encontrados dissolvidos na água são
o arsênio, cádmio, cromo, chumbo, mercúrio e prata. As atividades antrópicas, como despejos
industriais, atividades mineradoras, atividades de garimpo e agricultura são as responsáveis
por esta origem.
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3.3.3 Características Microbiológicas
As características estão relacionadas aos diversos microrganismos que habitam o
ambiente aquático. Sua importância manifesta-se no controle de transmissão de doenças e na
degradação da matéria orgânica realizada por bactérias (TELLES; COSTA, 2007; LIBÂNIO,
2008).
A biota presente em lagoas de estabilização é formada por algas, bactérias,
protozoários e fungos. Estes organismos reproduzem-se na medida em que há alimento
disponível. Em um ambiente aeróbio, as bactérias metabolizam a matéria orgânica,
convertendo-a em dióxido de carbono e água (KELLNER et al., 1998).
Branco (2010) comenta que as análises laboratoriais verificam a presença ou não de
matéria fecal, através de bactérias pertencentes ao grupo denominado de coliformes
termotolerantes. A presença destas bactérias na água indica sempre a presença de esgotos,
logo, tem-se a possibilidade de haver bactérias patogênicas.
De acordo com Rose et al. (2002) apud Bazzarella (2005), a quantidade de bactérias
aeróbias, como os coliformes termotolerantes, aumenta durante as primeiras 48 horas de
estocagem e depois fica relativamente estabilizada por, aproximadamente, 12 dias.
A água residual, antes de ser lançada em um recurso hídrico, deve passar por
tratamento em Estações de Tratamento de Efluentes (ETEs), a fim de que atinja os parâmetros
exigidos pela legislação, uma vez que se lançada indevidamente com os seus poluentes
característicos, causa alteração de qualidade nos corpos receptores, resultando em
contaminação das águas superficiais e subterrâneas, bem como do solo. (OLIVEIRA;
ARAÚJO; FERNANDES, 2009).
O Quadro 4 apresenta a relação dos principais parâmetros que devem ser analisados
em amostras de água.
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Quadro 4 - Principais parâmetros a serem investigados numa análise de água.
Características
Parâmetro
Águas para abastecimento Águas
residuárias
Corpos
receptores
Água superficial Água subterrânea Bruta
Tratada Rio Lago Bruta Tratada Bruta Tratada
Parâmetros
Físicos
Cor X X X(1) X X X
Turbidez X X X X X X
Sabor e odor X X X X
Temperatura X X X X X
Parâmetros
Químicos
pH X X X X X X X
Alcalinidade X X X
Acidez X X
Dureza X X
Ferro e manganês X X X X
Cloretos X X
Nitrogênio X X X X X X X X
Fósforo X X X X
Oxigênio dissolvido X(2) X X
Matéria orgânica X X X X
Micropol. Inorg.
(diversos)(3) X X X X X X X X
Micropol. Orgân.
(diversos)(3) X X X X X X X X
Parâmetros
Biológicos
Organismos
indicadores X X X X X X X X
Algas (diversas)
X X(2) X
Bactérias decomp.
(diversas) X(2)
Notas: (1) Causada por Fe e Mn; (2) Durante o tratamento, para controle do processo; (3) Devem ser aqueles que
possuírem alguma justificativa, devido ao uso e ocupação do solo na bacia hidrográfica.
Fonte: VON SPERLING (2005)
3.4 Efluentes Líquidos
3.4.1 Geração de Efluentes
Todas as atividades que envolvem a utilização ou o tratamento de água são capazes de
gerar efluentes, que na maioria das vezes, acaba sendo lançado no meio ambiente. Em se
tratando de solo brasileiro, acredita-se que cerca de 92% do esgoto doméstico gerado seja
lançado em corpos hídricos sem nenhum tratamento (MIERZWA, HESPANHOL, 2005;
METCALF, EDDY, 2005).
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Devido à alteração das características dos efluentes e à imposição de limites mais
restritos sobre as descargas de águas residuais, é dada maior ênfase sobre a caracterização de
águas residuais. Como a modelagem dos processos de tratamento é ampla e é usada em
projetos de otimização de processos de tratamento físico, químico e biológico, a
caracterização completa de águas residuais, principalmente de efluentes contendo resíduos
industriais, é cada vez mais importante, portanto, a compreensão da natureza das águas
residuais é de fundamental importância para o projeto e operação da escolha do tratamento,
instalações necessárias e reuso, quando possível (METCALF; EDDY, 2003).
O adequado gerenciamento dos efluentes é importante para minimizar impactos
ambientais, o que exige uma adoção de procedimentos específicos de coleta e tratamento. Os
efluentes gerados pelas atividades industriais devem ser identificados com base em uma
análise dos processos e operações que utilizam a água, tanto como matéria-prima quanto
como produto auxiliar.
Atualmente, o grau de tratamento necessário para o lançamento em um corpo receptor
de efluentes tratados ou não, oriundos de atividades industriais, leva em conta os padrões
legais de emissão e de qualidade. Os padrões de emissão são reportados às características do
efluente lançado, enquanto os padrões de qualidade dependem das características do corpo
receptor deste efluente. Esses padrões de emissão e qualidade são especificados via
legislação: em nível Federal vige a Resolução CONAMA n° 357 de 17 de março de 2005; e a
nível Estadual, vige a Resolução CONSEMA n° 128 de 24 de novembro de 2006, com
parâmetros mais restritivos que a federal (CAVALCANTI, 2009).
3.4.2 Sistemas de Tratamento de Efluentes
3.4.2.1 Tratamento Prévio
O tratamento prévio ou também conhecido como preliminar é a primeira fase de
separação de sólidos. Nesta etapa de tratamento se removem sólidos grosseiros, detritos
minerais (areia), materiais flutuantes e carreados e, por vezes, óleos e graxas. Os mecanismos
de remoção são de ordem física (TELLES ; COSTA 2007).
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Von Sperling (2005) ressalta que as principais finalidades da remoção destes sólidos
grosseiros incluem a proteção dos dispositivos de transporte dos esgotos (bombas e
tubulações; proteção das unidades de tratamento subseqüentes e a proteção de corpos
receptores).
A remoção da areia do efluente tem por finalidade evitar entupimentos, obstruções,
depósitos de materiais em sistemas como tubulação, tanque, orifícios, sifões, facilitando o
transporte líquido do sistema e a transferência de lodos nas mais diversas fases do tratamento
(TELLES; COSTA, 2007).
A remoção da areia é feita com ajuda de desarenadores. O mecanismo de remoção da
areia basicamente é a sedimentação, onde os grãos de maiores dimensões e densidade vão
para o fundo do tanque, enquanto a matéria orgânica, por ser mais leve, permanece na
superfície (VON SPERLING, 2005).
3.4.2.2 Tratamento Primário
Basicamente, esta etapa de tratamento é constituída por processos físico-químicos,
onde ocorre à passagem do efluente por uma unidade de sedimentação (decantador primário),
após as unidades de tratamento prévio, colaborando desta forma, para melhorar a remoção de
sólidos sedimentáveis. Acredita-se, que somente com o tratamento prévio e o preliminar,
consiga-se remover cerca de 60 a 70% de sólidos em suspensão (SS), de 20 a 45% da DBO E
30 A 40% de coliformes (TELLES; COSTA, 2007).
No decantador primário (que pode ser tanto retangular como circular), o efluente flui
vagarosamente permitindo que os sólidos em suspensão, os quais possuem maior densidade,
sedimentem gradualmente no fundo. Este material sedimentável recebe o nome de lodo
primário bruto, sendo sua remoção necessária, através de raspadores mecânicos, para não
prejudicar a eficácia do tratamento (VON SPERLING, 2005).
Ainda, segundo Von Sperling (2005), pode-se aumentar a eficácia do tratamento
primário com a ajuda de agentes coagulantes. Estes coagulantes podem ser sulfato de
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alumínio, cloreto férrico, auxiliado por um polímero. Da mesma forma, pode-se reduzir o
fósforo, através da precipitação.
Além do decantador primário, encontram-se nesta etapa de tratamento os floculadores,
onde se adiciona produtos químicos, provocando o agrupamento de partículas a serem
removidas. Quanto mais suave à agitação do efluente, melhor para a formação de flocos.
No processo de flotação, trabalha-se com o princípio básico da adesão de microbolhas
de ar na superfície das partículas. Em seguida, ocorre a remoção através da ajuda de
raspadores manuais ou mecânicos (MALLMANN, 2008).
3.4.2.3 Tratamento Secundário
O tratamento secundário ou biológico visa à transformação da matéria orgânica
presente no efluente em gases e tecido celular (lodo biológico). Neste processo, pode-se ter
ainda a transformação ou remoção de nutrientes por transformação, como é o caso do fósforo
e nitrogênio. Ou ainda, em casos mais isolados, remover constituintes e compostos orgânicos
específicos (METCALF & EDDY, 2003).
Von Sperling (2005) ressalta que nesta etapa de tratamento a remoção da matéria
orgânica é efetuada por reações bioquímicas, realizadas por microorganismos. Estes por sua
vez, transformam a matéria orgânica em gás carbônico, água e material celular. Telles; Costa
(2007) ressaltam que pode haver uma remoção tanto da DBO como para Coliformes de 60 a
99%. Já para os nutrientes, pode haver uma redução de 10 a 50%, podendo este valor ser
superior, caso haja unidades específicas para isso.
Os decantadores secundários normalmente estão presentes no tratamento secundário.
Estes são responsáveis pela separação dos sólidos em suspensão presentes no tanque de
aeração, permitindo a saída de um efluente clarificado, consequentemente, há um aumento do
teor de sólidos em suspensão no fundo do decantador (TELLES; COSTA, 2007).
Estes sólidos em suspensão originam o Lodo Ativado, que apresenta alta eficiência no
que se refere à remoção de matéria orgânica em esgotos domésticos e efluentes industriais.
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São sistemas que apresentam certa versatilidade na operação e se comparados a outros tipos
de sistemas biológicos normalmente utilizados no tratamento de resíduos, ocupam menor
espaço físico para implantação (CLAAS, 2007).
No tratamento secundário, todas as etapas de tratamento ocorrem via ação biológica,
dividida em dois ambientes. O ambiente aeróbio é aplicado a todas as variantes de lodos
ativados e lagoas aeradas, nos quais o oxigênio é introduzido artificialmente. Neste ambiente
produz-se maior quantidade de lodo ao invés do processo anaeróbio. Em comparação com o
processo anaeróbio, tem-se a ação de bactérias que sobrevivem na ausência de oxigênio.
Consequentemente tem-se a produção de biogás (biogás = metano, CO2 e outros gases), que
geram menor quantidade de lodo uma vez que parte da matéria orgânica é transformada em
gases (TELLES; COSTA, 2007).
O tratamento anaeróbio é o processo de decomposição orgânica onde as bactérias
anaeróbias, que sobrevivem na ausência de oxigênio, conseguem rapidamente decompor os
resíduos orgânicos. Este tratamento é normalmente adotado quando a carga de matéria
orgânica encontra-se elevada (VON SPERLING, 2005).
3.4.2.4 Tratamento Terciário
O tratamento terciário ou avançado nem sempre esta presente nas ETEs. Geralmente é
constituída de unidades de tratamento físico-químico, tendo como objetivo a remoção
complementar da matéria orgânica e de compostos não biodegradáveis, nutrientes, poluentes
tóxicos, sólidos inorgânicos dissolvidos e sólidos em suspensão remanescentes, e de
patogenias por desinfecção dos esgotos tratados.
O Quadro 5 apresenta uma breve descrição das principais etapas de tratamento de
efluente.
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Quadro 5 - Graus de tratamento
Tratamento Descrição
Tratamento
preliminar
Remove material de granulometria pequena, sólidos em suspensão e parte da matéria orgânica
de esgoto.
Tratamento
primário
Consistem na remoção de sólidos que permaneceram após a primeira etapa, que principalmente
arrastam sólidos em suspensão e matéria orgânica. Normalmente realizado com adição de
produtos químicos que vai forçar a precipitação de sólidos ou por algum tipo de processo de
filtração que é empregado para a remoção de sólidos em suspensão e material graxo (óleos e
graxas) que não foram removidos na primeira etapa.
Tratamento
secundário
É empregado para a remoção, via ação biológica, do material em solução de natureza
biodegradável. É, portanto, característico de todos os processos de tratamento por ação de
micro-organismos.
Tratamento
terciário
Remoção de resíduos sólidos em suspensão que são arrastados do tratamento secundário ou
qualquer outra etapa anterior, e ocorre geralmente por meio de algum tipo de sistema de
filtração. A desinfecção é também tipicamente uma parte do tratamento terciário. A remoção de
nutrientes, quando não é possível na etapa secundária, pode ocorrer numa etapa terciária.
Também, a remoção de compostos orgânicos recalcitrantes e/ou refratários ou ainda na
remoção da cor, de odor ou até mesmo na desinfecção do despejo.
Fonte: Jordão (1997)
3.4.3 Processos de Tratamento
A remoção de contaminantes presentes em efluentes industriais se dá através de
métodos físicos, químicos e biológicos envolvendo processos e operações unitárias de
natureza física, química e biológica, utilizadas isoladamente ou em uma multiplicidade de
combinações (CAVALCANTI, 2009).
Assim, de acordo com Von Sperling (2005) e Metcalf e Eddy (2003), o tratamento de
efluentes pode ser classificado em:
a) Processos físicos: são os processos em que há predominância dos fenômenos
físicos de um sistema ou dispositivo de tratamento, caracterizando-se
principalmente pela remoção de substâncias fisicamente separáveis dos
efluentes, ou que não se encontram dissolvidos. Os principais processos físicos
adotados são: gradeamento, peneiramento, decantadores, caixas de gordura,
remoção da umidade do lodo, filtração, homogeneização;
b) Processos químicos: são os processos em que há utilização de produtos
químicos. São utilizados quando os processos físicos e biológicos não atendem
a demanda de poluentes que se deseja reduzir ou remover. Os principais
processos químicos adotados são: floculação, coagulação, precipitação,
cloração e neutralização de pH;
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c) Processos biológicos: são os processos que dependem da ação de
microrganismos presentes nos efluentes; os fenômenos inerentes à alimentação
são predominantes na transformação dos componentes complexos em
compostos simples, tais como: sais minerais, gás carbônico e outros. Os
principais processos biológicos de tratamento são: oxidação biológica aeróbia,
como lodos ativados, filtros biológicos, valos de oxidação e lagoas de
estabilização; e anaeróbios como reatores anaeróbios de fluxo ascendente, e
digestão de lodo (aeróbia, anaeróbia e fossas sépticas).
3.4.4 Operações Unitárias
Os processos de tratamento dos efluentes são formados por uma série de operações
unitárias e estas são empregadas para a remoção de substâncias indesejáveis, ou para a
transformação destas substâncias em outras de forma aceitável, ou seja, de forma a atender as
legislações de lançamento.
As mais importantes operações unitárias, empregadas nos sistemas de tratamento são
descritas no Quadro 6 (JORDÃO, 1997).
Quadro 6 - Operações unitárias de tratamento de efluentes
Operação
unitária Processo de operação
Arraste com gás Operação pela qual gases são precipitados no esgoto ou tomados em solução pelo
esgoto a ser tratado, pela sua exposição ao ar sob condição elevada, reduzida ou
normal de pressão;
Gradeamento Operação pela qual o material flutuante e a matéria em suspensão que for maior em
tamanho que as aberturas das grades, são retidas e removidas;
Sedimentação Operação pela qual a capacidade de carreamento e de erosão da água é diminuída,
até que as partículas em suspensão decantem pela ação da gravidade e não possam
mais ser levantadas pela ação de correntes;
Flotação Operação pela qual a capacidade de carreamento da água é diminuída e sua
capacidade de empuxo é então aumentada. Coagulação
química Operação onde há adição de substâncias químicas formadoras de flocos
(coagulantes) ao efluente. Precipitação
química Operação de adição de substâncias químicas como sulfato de alumínio e sais de
ferro, com o objetivo de eliminar nutrientes como o fósforo. Filtração Operação pela qual os fenômenos de coar, sedimentar e de contato interfacial
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Operação
unitária Processo de operação
combinam-se para transferir a matéria em suspensão para grãos de areia, carvão, ou
outro material granular, de onde deverá ser removida;
Desinfecção Operação pela qual os organismos vivos infecciosos em potencial são
exterminados;
Oxidação
biológica
Operação pela qual os micro-organismos decompõem a matéria orgânica contida no
efluente ou no lodo e transformam substâncias complexas em produtos finais
simples. Fonte: Jordão (1997)
3.5 Reuso de Água
Para Fiori et al. (2006) a expansão da rede de água para abastecimento urbano no
Brasil, ainda é insuficiente para atender a elevada demanda de água potável nas grandes e
médias cidades.
Diante desta situação, todo e qualquer projeto relacionado ao aprimoramento do uso
de água é importante para contribuir para uma melhor qualidade de vida para a população. A
conservação da água pode ser realizada por várias atividades, tais como a redução da demanda
da água, melhoramento do seu uso e redução das perdas e desperdícios (TOMAZ, 2001). O
reuso de água é considerado uma das principais alternativas para um uso mais racional da
água (MACÊDO, 2001).
Mierzwa e Hespanhol (2005) definem, de maneira geral, o termo reuso de água como
o uso de efluentes tratados ou não para fins benéficos, tais como irrigação, uso industrial e
fins urbanos não potáveis, em substituição à fonte de água normalmente utilizada.
Segundo Telles e Costa (2007), o reuso da água compreende o aproveitamento de um
efluente após uma extensão do seu tratamento. O autor afirma também que não é necessário
tratar todo o esgoto para reutilizá-lo, apesar de que, em alguns casos, exige-se um tratamento
mais aprimorado. Deve-se, portanto levar em consideração as características próprias de
utilização da água para adequá-lo aos padrões de qualidade de água exigidos.
Lavrador Filho (1987) apud Mancuso e Santos (2003), define a prática de reuso como
o aproveitamento de águas já utilizadas em alguma atividade, para suprir necessidades de
outros fins, podendo este ser, inclusive, o original. Ainda, diz que pode ser realizado de forma
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direta ou indireta com ações planejadas ou não planejadas, gerando assim as seguintes
definições:
a) Reuso indireto não planejado: a água utilizada, uma ou mais vezes, para uma
atividade, ou seja, o efluente de uma atividade é destinado ao meio ambiente e
captado em um ponto a jusante ao lançamento;
b) Reuso indireto planejado: o efluente, depois de passar por tratamento, é
destinado ao meio ambiente de forma planejada e consciente, para ser captado
novamente em um ponto a jusante com a intenção do reuso;
c) Reuso direto: o efluente, após ser tratado, é direcionado diretamente ao ponto
em que o reuso será realizado. Este ocorre sempre de forma planejada.
De acordo com Mierzwa e Hespanhol (2005), a prática de reuso pode ser implantada
de duas maneiras: reuso direto de efluentes e reuso de efluentes tratados. O reuso direto de
efluentes compreende o uso de efluente originado por um processo diretamente em outro,
devido às características compatíveis, podendo-se utilizar parcialmente o efluente ou misturá-
lo com a água de abastecimento. Já no caso do reuso de efluentes tratados utilizam-se
efluentes que tenham sido submetidos a um tratamento. Após o tratamento é verificado se o
efluente atinge as características necessárias, caso contrário realiza-se um novo tratamento.
Ainda, o reuso pode ser classificado em duas grandes categorias: potável e não
potável, dependendo de que atividade será o objetivo do reuso (MANCUSO; SANTOS,
2003). Para Telles e Costa (2007) o reuso de água com características similares ao esgoto
doméstico, decorrentes de atividades como higiene, preparação de comidas, entre outras; deve
ser realizado para fins menos nobres, onde não são exigidos os padrões de qualidade de água
potável, por motivos de segurança à saúde pública. Ainda segundo o autor, o reuso para fins
não potáveis auxilia na redução do problema da escassez, substituindo a exploração de
mananciais. Com isso, volumes de água potável são poupados, usando-se água de qualidade
inferior para estas finalidades.
Para fins deste estudo será adotado o conceito de reuso de água, de forma geral,
apresentado por Mierzwa e Hespanhol (2005). O reuso a ser realizado é classificado como
reuso direto, conforme Lavrador Filho (1987) apud Mancuso e Santos (2003); e um reuso de
efluentes tratados conforme Mierzwa e Hespanhol (2005). Ou seja, o efluente será
encaminhado a um tratamento para atender as características necessárias e então encaminhado
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ao reuso não potável (descargas sanitárias, lavagem dos caminhões, lavagem do piso e
circulação de água no telhado para obter um melhor conforto térmico).
A prática do reuso de água, contribui de forma significativa com a redução do volume
de água captado pelo sistema de abastecimento convencional e do efluente gerado pela prática
da atividade. Sobretudo, deve ser adotada no momento em que as características do efluente
disponível sejam compatíveis com os requisitos de qualidade exigidos para a finalidade de sua
aplicação (MIERZWA; HESPANHOL, 2005).
3.5.1 Reuso de Água na Indústria
Silva (2002) comenta que as principais aplicações industriais de efluentes tratados
podem ser classificadas como: reuso para sistemas de água de resfriamento; reuso para
sistemas de produção de água quente ou vapor – caldeiras; reuso em processos industriais;
outros usos menos nobres, como rega de jardins, lavagem de tanques e pátios.
Silva (2002) complementa que existem outros usos industriais podendo ser incluídos
nas atividades da construção civil (preparação de concreto e compactação do solo); lavagens
de peças nas indústrias mecânicas; lavagem de gases de chaminés.
O reuso de água em nível industrial já é uma realidade, porém associadas a iniciativas
isoladas dentro do setor privado. Principalmente, por ser economicamente viável em função
dos custos e por reduzir o volume de efluentes lançados em recursos hídricos (MACÊDO,
2001; TELLES; COSTA, 2007).
Telles e Costa (2007) comentam que os custos elevados da Água Industrial no Brasil,
são um estimulo para que as indústrias adotem o reuso, viabilizando a maximização da
eficiência no uso dos recursos hídricos. Dentre os benefícios do reuso de água no setor
industrial, pode-se citar a maximização da eficiência na utilização dos recursos hídricos;
benefícios referentes à imagem ambiental da empresa (adoção de postura pró-ativa com o
meio ambiente); garantia na qualidade de água tratada; viabilização de um sistema “fechado”,
com descarte mínimo de efluentes; credenciamento da empresa para futuros processos de
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certificação ambiental (International Organization Standardization - ISO 14.000);
independência do sistema público e de suas instabilidades (garantia no abastecimento).
O reuso de água também vem sendo adotado por algumas empresas como forma de
exploração do marketing verde. Com a minimização do volume de efluente gerado, agrega-se
valor ao produto final, bem como aumenta a competitividade ao cliente e consumidor
(CONSTANZI, 1998).
3.5.2 Aspectos legais para reuso de água
Quando se deseja realizar um projeto que promova o reuso de água, devem-se
considerar medidas efetivas de proteção à saúde pública e ao meio ambiente. Apesar de ser
uma prática relativamente recente, já existem em outros países diversas legislações
específicas sobre este tema. Porém no Brasil, até o presente momento, não existe legislação
federal que regulamente a utilização de fontes alternativas de água.
O manual de Conservação e reuso de água em edificações, realizado pela FIESP
(Federação das Indústrias do Estado de São Paulo) (SAUTCHUK et al., 2005), e a Norma
Brasileira (NBR) 13.969/1997, da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas),
apresentam padrões de qualidade necessários para alguns tipos de reuso de água não potáveis.
O manual da FIESP (SAUTCHUK et al., 2005), sugere a divisão dos vários tipos de
reuso de água não potável em classes que então resume os critérios de qualidade necessários
de acordo com a atividade.
Segundo este manual, o reuso de água em descargas sanitárias, por exemplo, não deve
apresentar mau cheiro, não ser abrasiva, não manchar superfícies, não deteriorar os metais
sanitários, não propiciar infecções ou a contaminação por vírus ou bactérias prejudiciais à
saúde humana. Neste sentido esta atividade enquadra-se na água de reuso classe 1, que
também compreende atividades como lavagem de pisos, roupas e veículos e fins ornamentais
(chafarizes, espelhos de água, etc.).
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De acordo com a NBR 13.969/1997, no item 5.6, as atividades de reuso de água para
fins não potáveis também podem ser divididas em diferentes classes que então apresentam
parâmetros próprios conforme o tipo de reuso. Nesta norma, adotou-se a classe 3, por ser uma
água para reuso de descargas sanitárias.
A Tabela 1 mostra alguns padrões de qualidade necessários estabelecidos pelas duas
referências citadas acima para o reuso em descarga de vasos sanitários.
O manual da FIESP (SAUTCHUK et al., 2005), traz informações a respeito de
parâmetros necessários para obter a qualidade para o reuso da classe 1, tais como índice
máximo de coliformes fecais como item prioritário para garantir segurança.
Tabela 1 - Padrões de qualidade estabelecidos para reuso de água em descarga sanitária
Parâmetros Manual de Conservação e reuso de água em
edificações FIESP – classe 1
NBR 13.969/ 1997
– classe 3
pH Entre 6,0 e 9,0 -
Cor ≤ 10 UH* -
Turbidez ≤ 2 UT** < 10 UT
Óleos e Graxas ≤ 1 mg/L -
DBO (demanda bioquímica
de oxigênio)
≤ 10 mg/L -
Coliformes Fecais Não detectáveis < 500 NMP/100 mL
Compostos orgânicos
voláteis
Ausentes -
Nitrato < 10 mg/L -
Nitrogênio amoniacal ≤ 20 mg/L -
Nitrito ≤ 1 mg/L -
Fósforo total ≤ 0,1 mg/L -
SST (sólido suspenso total) ≤ 5 mg/L -
SDT (sólido dissolvido
total)
≤ 500 mg/L -
Odor e aparência Não desagradáveis -
*UH: unidade Hazen **UT: unidade de Turbidez
Fonte: SAUTCHUK et al., 2005
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Em relação à demanda bioquímica de oxigênio (DBO), a norma diz que o seu controle
evita a proliferação de microrganismos e cheiro desagradável, em função do processo de
decomposição. O controle de compostos orgânicos voláteis visa evitar odores desagradáveis;
e o controle de fósforo total visa evitar a proliferação de algas e filmes biológicos, que podem
formar depósitos em tubulações, peças hidráulicas e reservatórios.
3.6 Principais parâmetros analisados visando o reuso
São inúmeros os parâmetros avaliados nas estações de tratamento, com o intuito de
atender as legislações em vigor para descarte de efluentes ou reuso do mesmo. Os principais
estão descritos a baixo:
a) DQO: quantidade de oxigênio necessária para haver uma oxidação da matéria
orgânica presente em uma amostra através de um agente químico
(MACÊDO,2001);
b) DBO5: é de fundamental importância para medir o peso (por volume unitário
de água) do oxigênio dissolvido utilizado no decorrer do processo biológico de
degradação de materiais orgânicos (PELLACANI, 2011).
c) Fósforo: possui fundamental importância, pois em elevadas concentrações,
acaba favorecendo a produção de fitoplâcton, além de provocar turbação e odor
na água (MACÊDO, 2001);
d) Sólidos Suspensos: a fração dos sólidos orgânicos e inorgânicos que estão em
suspensão, porém composta por partículas que possuem dimensões muito
pequenas, não possibilitando a sua filtração (TELLES; COSTA, 2007);
e) Sólidos Fixos: partículas orgânicas ou inorgânicas que não se volatilizam.
f) Sólidos Totais: parâmetro no qual se determina a forma como as partículas se
encontram, como tamanho, fração volátil e fixa e sedimentabilidade. É um
parâmetro muito importante no estudo dos possíveis tipos de tratamento de
águas residuárias (NUNES, 2008).
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g) Nitrogênio total: para haver um desenvolvimento de vegetais e /ou organismos
vivos, é um dos parâmetros de principal importância. Pois quando presente em
concentrações elevadas provoca eutrofização do ambiente, ou seja, consome-se
o oxigênio, não havendo possibilidades de haver uma vida aquática (VON
SPERLING, 2005);
h) Coliformes totais: grupo de bactérias, que podem ser anaeróbias ou aeróbias,
responsáveis pela decomposição da matéria orgânica (MACÊDO, 2001);
i) Coliformes Termotolerantes: subgrupo das bactérias do grupo coliforme
(CONSEMA nº 128/2006), também conhecidas como coliformes fecais,
apresentam as características do grupo, porém a uma temperatura de incubação
maior, são indicadores de contaminação fecal (MACÊDO, 2001);
j) Cloretos: são elementos advindos da dissolução de sais, como por exemplo, o
cloreto de sódio (GONÇALVES, 2006);
k) pH: expressa a concentração de íons de hidrogênio na solução, sendo indicador
do seu grau de acidez ou basicidade (TELLES e COSTA, 2007), com isso
pode-se saber a quantidade de produtos químicos necessários para sua
coagulação, bem como o padrão de emissão deste em corpos receptores
(MACÊDO, 2001);
l) Turbidez: definida como o grau de interferência com a passagem da luz através
da água, dando a ela, uma aparência turva;
m) Carbono Orgânico Total: é a analise de contaminação da água ou efluente por
impurezas orgânicas (MACÊDO, 2001).
3.7 Trabalhos Relacionados
Mallmann (2008) realizou estudos sobre o reuso de efluentes oriundos de um posto de
lavagem. Inicialmente coletou amostras de três pontos geradores e do efluente final, com o
objetivo de identificar a variação das cargas contaminantes. Após a coleta das amostras,
determinou parâmetros físico-químicos. pH, Cloretos, Dureza, Surfactantes, Nitrogênio,
Fósforo, DQO, Sólidos Suspensos e Sólidos Sedimentáveis.
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Após analises, havia parâmetros que não atendiam a legislação de reuso, iniciando-se
assim testes físico-químicos com o efluente tratado da empresa, através do aparelho Jar Test.
Utilizou-se como agente coagulante, Cal hidratado, Sulfato de Alumínio e polieletrólito
aniônico. Inicialmente, o pH foi ajustado para 12 com ajuda da solução de cal, em seguida
adicionado o sulfato de alumínio e polieletrólito aniônico, a fim de formar flocos com boas
características de sedimentação.
Filho (2009) analisou o tratamento terciário de uma empresa de refrigerantes, com o
objetivo final de promover o reuso em torres de resfriamento e caldeiras. Os parâmetros
analisados foram DBO, DQO, Sólidos Suspensos Totais, Sólidos Sedimentáveis, óleos e
Graxas, pH e Temperatura. Após as análises, verificou-se que alguns padrões não atendiam as
normas para reuso, sendo assim, o autor empregou filtros, como etapa inicial para remoção de
turbidez e sólidos suspensos.
Como as amostras analisadas não tiveram bons resultados, optou-se em realizar testes
de coagulação/flocultação preliminarmente a filtração. Para realização de tal teste, contou-se
com a ajuda de um parelho Jar Test de bancada. O agente coagulante adotado foi o policloreto
de alumínio. O tempo e a velocidade máxima (início do teste) e mínima foram de 5 minutos e
60 rpm e 20 minutos e 30 rpm. Após as etapas de mistura rápida e lenta, Filho (2009) permitiu
que os flocos formados sedimentassem por 20 minutos. Retirou-se em seguida a alíquota
sobrenadante e analisando os parâmetros pH, sólidos suspensos, turbidez e cor.
Como etapa inicial, corrigiu-se o pH com a ajuda de uma solução composta de ácido
sulfúrico (1,0N), em 6 beckers contendo um litro de efluente e o agente coagulante policloreto
de alumínio na concentração (12 mL de solução PAC 15% v/v). Com o valor do pH ajustado,
Filho (2009) variou a dosagem do agente coagulante entre 7 e 12 mL/L, adotando o mesmo
processo de mistura descrito anteriormente.
3.8 Estimativa do consumo de água gasto na empresa
A vazão de águas residuárias industriais esta ligada ao tipo e porte da indústria,
processo, grau de reciclagem, adoção de práticas de conservação de água e existência de pré-
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tratamento. Sendo assim, mesmo duas indústrias produzindo o mesmo produto, as vazões de
despejo podem apresentar grandes diferenças (VON SPERLING, 2005).
Von Sperling (2005) ressalta ainda que em relação ao consumo de água deve-se
analisar o volume consumido total, por dia ou mês; o volume consumido nas diversas etapas
do processamento; recirculações internas; origem da água, abastecimento público ou poços;
além de eventuais sistemas de tratamento internos.
Quando a empresa ou indústria não dispõe de informações específicas, o Quadro 7
pode servir como orientação para a estimativa da sua provável faixa de vazão.
Quadro 7 - Vazão específica média de empresas alimentícias
Ramo Tipo Unidade Consumo de água por
unidade (m³/unid)
Alimentícia
Frutas e legumes em
conservas 1 ton conserva 4-50
Doces 1 ton produto 5-25
Açúcar de Cana 1 ton açúcar 0,5-10,0
Matadouros 1 boi ou 2,5 porcos 0,5-3,0
Laticínios (leite) 1000 L leite 1-10
Laticínios (queijo ou
manteiga) 1000 L leite 2-10
Margarina 1 ton margarina 20
Cervejaria 1000 l cerveja 2-10
Padaria 1 ton pão 2-4
Refrigerantes 1000 l refrigerante 2-5
Indústriais Geral (uso sanitário) 1 empregado 30-95 L/d
Fonte: Adaptado de Von Sperling (2005).
Para produção de despejos industriais, é fundamental analisar a vazão total, o número
de pontos de lançamento; o regime de lançamento (contínuo ou intermitente, duração e
frequência) de cada ponto de lançamento; pontos de lançamento (rede coletora, curso d’água)
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e ainda a eventual mistura dos despejos com esgotos domésticos e águas pluviais (VON
SPERLING, 2005).
3.9 Jar Test
O Jar Test, ou teste de jarro, é um teste simples e de ótimo resultado. Através da
aplicação de diferentes concentrações de produtos químicos em cada jarro, pode-se estimar a
dosagem e o consumo de produtos para o tratamento de efluentes de maneira rápida e
confiável.
O Jar Test é um dos métodos mais empregados nas empresas de tratamento de água.
Este teste simula e facilita a determinação da dosagem dos produtos químicos que serão
aplicados tanto para o tratamento da água, como efluente. Com uma pequena amostra de água,
se promove a comparação entre o melhor pH e melhor dosagem do agente coagulante para
que essa etapa seja bem sucedida, o que proporciona a eficiência desejada de remoção das
impurezas de forma mais econômica (NUNES, 2008).
O aparelho para o teste do jarro consta de seis cubas com pás misturadoras, nas quais a
velocidade de rotação possa ser ajustada. Sendo a melhor dosagem, da cuba na qual aconteceu
melhor floculação (MACÊDO, 2001).
3.10 Principais agentes coagulantes
O Sulfato de Alumínio pode ser encontrado na forma sólida ou em solução. Possui
baixo custo e fácil disponibilidade. Para tratamento de água, é o eletrólito mais empregado,
porém para o tratamento de efluente industrial, são necessárias dosagens muito elevadas, e os
resultados geralmente não são excelentes, porém ainda é muito utilizado, não interferindo na
coloração final do efluente. O pH ótimo de coagulação situa-se entre 5 e 8 (NUNES, 2008).
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Nunes (2008) ressalta que o Cloreto de Ferro III (FeCl3), possui uma larga faixa de
pH, tendo uma excelente formação de flocos, sendo um dos eletrólitos mais utilizados para o
tratamento de efluentes industriais como coagulante, principalmente para remoção de fósforo
e no condicionamento de lodos. Porém, interfere na coloração do efluente, mas deixando o
mesmo transparente.
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4 MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 Local de Estudo
O presente estudo foi desenvolvido em uma indústria atacadista de frutas e verduras,
localizada no Vale do Taquari, Rio Grande do Sul. As atividades da empresa iniciaram-se no
ano de 2005, sendo atualmente, composta por 190 funcionários. A empresa vem ganhando
espaço no estado, e apesar do pouco tempo de fundação, atualmente é uma das maiores na
distribuição de frutas e verduras, tanto in natura como higienizadas.
4.2 Processo de Industrialização
A empresa possui sua produção dividida em três linhas. Sendo praticamente 70% dos
seus produtos destinados às cozinhas industriais e o restante para varejo, distribuídos no
estado do Rio Grande do Sul.
A primeira linha de produção é dos legumes, onde ocorre a maior parcela da
produtividade e são destinados basicamente para cozinhas industriais. Os mesmos são
descascados por descascadoras automáticas, passando em seguida, para uma esteira, onde por
processo manual, recebem os acabamentos, tirando restos de cascas ou imperfeições. Para
haver a conservação dos alimentos, utilizam-se alguns produtos, como metabissulfito de
sódio, ácido cítrico e cloreto de cálcio, com o objetivo de possibilitar uma maior validade dos
produtos.
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O metabissulfito de sódio é utilizado na proporção de 92 g, equivalente ao volume de
100 mL para 95 litros de água, ficando os alimentos imersos de 3 a 4 minutos. É utilizado
apenas em batatas e morangas, tendo uma ação antioxidante, além de inibir a proliferação de
microrganismos. O restante dos legumes é imerso em uma solução de Hipoclorito de Sódio
200 ppm. Após, os legumes são cortados de acordo com a preferência do cliente, embalados e
resfriados até serem distribuídos.
A segunda linha de produção é de folhosas, como alface, rúcula, agrião e espinafre,
atendendo tanto o varejo como o atacado. As mesmas são selecionadas manualmente, a fim de
retirar folhas murchas ou queimadas. Após, são postas em uma esteira até caírem em um
tanque com sistema de turbilhão, contendo água e cloro ativo na concentração de 200 mg.L-1
.
Em um segundo tanque, as folhas são lavadas apenas com água limpa para retirada do excesso
de cloro. Com este procedimento, aumenta-se a vida útil na prateleira, minimizando a
contaminação inicial. Após passam por uma centrífuga, para secar as folhas, e por fim, são
divididas em dois processos. Uma parte é posta em uma moedeira ou máquina de corte, para
serem picadas de acordo com os pedidos dos clientes, normalmente destinadas a cozinhas
industriais, e outra parte é embalada inteira, para ser colocadas em prateleiras de
supermercados.
A terceira linha de produção inclui especificamente o varejo, ou seja, produtos que
serão distribuídos apenas para supermercados do estado. Nesta produção, alimentos como
cenoura, moranga, chuchu, batata, entre outros, são picados e embalados. Os alimentos
passam por água com cloro 200 ppm e ácido cítrico 0,01% para manter uma maior vida útil. A
moranga e a batata são os únicos a passarem por cloreto de cálcio, melhorando a eficiência na
manutenção das características iniciais do produto e preservando a firmeza.
Para a sanitização dos alimentos, utiliza-se o TOP Kitchen Saniveg P e Hipoclorito de
Sódio. O primeiro age como desinfetante clorado em pó, indicado para hortifrutícolas, água,
superfícies e utensílios. Seu princípio ativo é o diclorocianurato (cloro orgânico), que em
contato com a água sofre hidrólise liberando ácido hipocloroso. Possui também ação
bactericida. O Hipoclorito de Sódio é utilizado para reduzir ou eliminar microrganismos
patogênicos. É adquirido de fornecedores que possuam certificação de qualidade e Registro
no Ministério da Saúde.
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Na higienização das caixas, tanto as que transportam as frutas, verduras e hortaliças,
como as que são utilizadas na linha de produção, utiliza-se somente água e cloro. As mesmas
são lavadas diariamente, ficando as caixas mais sujas de molho 24 horas.
Figura 4 - Fluxograma das etapas de produção adotadas pela empresa
4.3 Etapas do Sistema de Tratamento
O início do tratamento do efluente na empresa na qual o estudo foi realizado, ocorre
no tratamento preliminar ou também conhecido como tratamento prévio. Como etapa deste
tratamento, utiliza-se o gradeamento, com o objetivo de remover materiais sólidos de maior
tamanho e granulometria. Com a ajuda de uma calha Parshall, faz-se a medição e controle da
vazão de água que passa pela ETE, onde diariamente, passam cerca de 30 m³ de efluente.
Linha de produção dos
Legumes Linha de Produção
dos Folhosos
Linha de Produção
do Varejo
Descasque automático
Acabamentos
manualmente
Produtos de
Higenização:
Metabissulfito de sódio
Ácido cítrico
Cloreto de cálcio
Seleção Manual
Tanque de Lavagem
com Cloro (200 mg L-1
)
Tanque de Lavagem
com Água
Máquina de Corte
Secagem por
Centrífuga
Embalamento
a vácuo
Descasque Automático
Acabamento Manual
Tanque de Higenização
com Água e ÁC. Cítrico
Corte e Secção
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A água de uso da lavagem de caminhões pode ser empregada na etapa de tratamento
preliminar. Antes de chegar a ETE, o efluente passa por uma caixa separadora de Óleo e
Graxa, sendo a próxima etapa de tratamento, o tanque de aeração, tendo o mesmo tratamento
do efluente oriundo das atividades mínimas da Empresa. A empresa tem por hábito, realizar a
lavagem dos caminhões em dois dias da semana, normalmente uma parcela dos caminhões é
lavada em quartas-feiras e outra em sábados.
O efluente oriundo da lavagem dos caminhões, antes de ingressar na ETE, passa pela
caixa separadora de óleo e graxa, instalada logo após a rampa de lavagem. Ao chegar ao
sistema de tratamento, o mesmo deságua na caixa coletadora e mistura-se com o efluente
oriundo da lavagem de frutas e verduras, passando em seguida para o tratamento primário.
Em uma segunda etapa, o efluente passa por um tratamento primário. Inclui-se neste
processo, o tanque de equalização, com o intuito de promover a homogeneização do efluente.
Em seguida e efluente passa para o sistema de cascateamento e tanque de aeração, ambos com
o objetivo de promover a oxigenação biológica. Na Figura 5 observa-se o tanque de aeração e
o sistema de cascateameto.
Figura 5 - Sistema de cascateamento e tanque de aeração
No tratamento secundário, ocorre a remoção complementar da matéria orgânica e de
compostos não biodegradáveis ou nutrientes. Sendo a ETE composta por um decantador de
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finos, dois filtros de areia e carvão. Por fim, tem-se a vala de infiltração, sistema este que
auxilia a disposição do efluente a infiltrar no solo.
Na Figura 6 pode-se observar o fluxograma das etapas de tratamento adotadas pela
Empresa.
Figura 6 - Fluxograma das etapas de tratamento
4.3.1 Amostragem e conservação das amostras
Como etapa inicial, para caracterização do efluente da indústria em questão, foram
coletadas amostras de todos os processos de tratamento. Tais pontos foram selecionados com
o objetivo de verificar a eficiência do sistema de tratamento de efluentes, havendo um
comparativo do percentual de eficácia do tratamento após o término das coletas. O local de
coleta de cada amostra pode ser visualizado na planta baixa, que segue no ANEXO A.
Tratamento
Preliminar
Tratamento
Primário
Tratamento
Secundário
Gradeamento
Calha Parshall
Caixa Coletora
Calha de Aeração
Tanque de Aeração
Decantador de
Finos
Filtro de Areia com
Carvão
Vala de Infiltração
Caixa Separadora
de óleo e Graxa
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Tabela 2 - Identificação dos pontos de coleta
Ponto de Coleta Identificação
Ponto 01 Efluente bruto
Ponto02 Pós Gradeamento
Ponto 03 Pós tanque de Aeração
Ponto 04 Pós Decantador de finos
Ponto 05 Pós Filtro (efluente tratado)
O efluente coletado foi encaminhado ao laboratório de prestação de serviços da
Univates, UNIANÁLISES, o qual se encontra cadastrado junto a Fundação Estadual de
Proteção Ambiental (FEPAM) para execução de análises ambientais. Foram coletadas
amostras de todas as etapas de tratamento no dia 29 de agosto de 2012, em um dia de
atividades normais e comuns da empresa. Cabe ressaltar que neste dia ocorreu a lavagem dos
caminhões, fato que poderia interferir nos resultados das amostras. Não houve incidência de
precipitações pluviométricas nos dias anteriores, caso contrário, a eficiência do sistema de
tratamento poderia vir a ficar prejudicada.
Para coleta das amostras, foram utilizados frascos de polietileno de 1000 mL, sendo
levadas para o laboratório em menos de 1 hora após a coleta, não havendo necessidade de
refrigeração. Procedendo a conservação de acordo com a NBR 9898, da Associação Brasileira
de Normas Técnicas (ABNT). Os resultados da analises encontram-se no ANEXO B.
Coletou-se 5 L de efluente em cada etapa de tratamento, para ser possível analisar a
DBO, DQO, Cloretos, Fósforo Total, Nitrogênio Total, Sólidos Suspensos e pH. Já para
analisar os Coliformes Termotolerantes e Totais, foram necessários 500 mL de efluente.
Adotou-se como metodologia, o Standart Methods for the Examination of Water and
Wastewater (APHA, 2005).
Além dos parâmetros descritos acima, analisou-se também Carbono Orgânico Total
(COT), Sólidos Fixos, Sólidos Totais e Sólidos Voláteis. As análises de sólidos foram
realizadas no laboratório de Biorreatores do Centro Universitário Univates.
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Para a análise de Sólidos Totais, Fixos e Voláteis, calcinaram-se os cadinhos por 1
hora no forno mufla a uma temperatura de 550ºC. Após deixar esfriar até alcançar a
temperatura ambiente, os mesmos foram pesados separadamente, e em seguida adicionado a
amostra e pesado novamente. Durante 24 horas, as amostras ficaram em uma estufa a uma
temperatura de 105ºC, deixando-se esfriar a temperatura ambiente e pesados novamente após
este período.
Após este medimento, as amostras foram calcinadas a 550ºC, em muflas, por 8 horas.
Ao término do processo, as mesmas foram esfriadas a temperatura ambiente e pesadas
novamente. Para realização dos cálculos, adotaram-se as fórmulas descritas no Quadro 8:
Quadro 8 - Vazão específica média de empresas alimentícias
PARÂMETRO FÓRMULA UNIDADE
Sólidos Totais ST=((MS-MR).1000)/VA mg/L
Sólidos Fixos SF=((MC-MR).1000)/VA mg/L
Sólidos Voláteis SV=((ST-SF).1000)/VA mg/L
Onde: MS = Massa da Amostra Seca a 105ºC, em mg; MR = Massa do Recipiente, em mg; VA = Volume da
amostra, em mL; MC = Massa cinza + massa do recipiente (mg); MR = Massa do recipiente, em mg.
Levou-se em consideração a escolha destes parâmetros de acordo com estudo dos
aspectos legais existente para reuso, mais particularmente considerando o Manual da FIESP,
que trata de Conservação e Reuso da Água em Edificações (SAUTCHUK et al., 2005).
Não sendo possível caracterizar todos os parâmetros segundo o Manual da FIESP,
devido o elevado custo financeiro, utilizou-se como critério de escolha dos parâmetros, os já
analisados e monitorados pela empresa em questão. Porém a mesma não analisa os
coliformes, e para haver um futuro reuso de água, tal parâmetro é de fundamental importância
devido às patogenias que pode vir a apresentar.
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4.4 Ensaios de Tratamento com a adoção de Jar Test
Os testes com Jar Test foram realizados nos dias 11 e 16 de outubro de 2012, no
laboratório de Tratamento de Água e Efluente do Centro Universitário Univates. Adotou-se
um aparelho de bancada modelo JT 101, 12 RPM x 10 – agitador múltiplo.
Figura 7 - Aparelho de Jar Test
A escolha do Jar Test levou em conta a facilidade de aplicação, gerando um ótimo
resultado, sendo possível estipular dosagens e consumo de produtos para o tratamento de
efluentes de maneira rápida e confiável.
Para realização dos testes, utilizou-se o efluente tratado da empresa Atacadista de
Frutas e Verduras. Como agente coagulante, optou-se em utilizar o Hidróxido de Cálcio
(Ca(OH)2), para correção do pH, Sulfato de Alumínio (Al2(SO4)3) e Cloreto de Ferro III
(FeCl3) como agentes coagulantes.
4.4.1 Determinação do pH
Primeiramente houve a necessidade de fazer a correção do pH. Para caracterização do
efluente, em todas as etapas de tratamento da empresa, o pH ficou próximo de 5, sendo que o
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ideal seria entre uma faixa de 6 a 9. Para isto, utilizou-se 20g de Hidróxido de Cálcio e
avolumou-se com água destilada até 200 mL do balão volumétrico.
Em seguida, mediu-se 800 mL de efluente em cada bequer do aparelho Jar Test,
totalizando seis Bequer. Por fim, adicionaram-se 8 mL a solução de Hidróxido de Cálcio e
mediu-se o pH com auxílio de um pHMetro, modelo digital Digimed DM-20. Para medição
da turbidez, adotou-se o turbidimetro marca DIOIMED-TU-EBC.
4.4.2 Parâmetros analisados após tratamento físico-químico
Não foram analisados todos os parâmetros adotados na etapa de caracterização do
efluente da empresa. Assim, escolhe-se parâmetros físico-químicos como pH, Turbidez,
Carbono Orgânico, Nitrogênio, Sólidos Fixos, Sólidos Voláteis e Sólidos Totais para
verificação da eficácia de tratamento com agentes coagulantes. Antes de iniciar os testes com
os coagulantes, mediu-se a turbidez com a ajuda de um turbidimetro.
4.4.3 Determinação da dosagem do agente coagulante
Após a correção do pH, realizou-se testes com diferentes dosagens de sulfato de
alumínio para determinação de uma faixa de ótima de coagulação/floculação que possa ser
eficaz para o tratamento físico-químico. As mesmas dosagens foram adotadas separadamente
para o Cloreto de Ferro III e Sulfato de Alumínio, para comparativo de eficácia de cada um
dos agentes coagulantes. Os valores para o teste dos agentes coagulantes estão descritos na
Tabela 3.
O tempo e a velocidade máxima (início do teste) foram de 5 minutos com 60 rpm.
Após este tempo, reduziu-se a velocidade para 30 rpm em um tempo de 20 minutos. Passada
esta etapa, esperou-se 20 minutos para ocorrer à total decantação dos sólidos.
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Tabela 3 - Quantidade dos agentes coagulantes
BEQUER Volume da Amostra
(mL)
Quantidade de Sulfato de
Alumínio (g)
Quantidade de
Cloreto de Ferro III (g)
1 800 0,16 0,16
2 800 0,32 0,32
3 800 0,48 0,48
4 800 0,64 0,64
5 800 0,80 0,80
6 800 0,96 0,96
Em seguida foram analisados os parâmetros pH e Turbidez, para definir qual a melhor
faixa de coagulação/floculação
Desta forma, será possível analisar a eficiência dos agentes coagulantes e comparar
tais resultados, com os parâmetros analisados na caracterização do efluente da empresa em
questão. Por fim, haverá o comparativo destes valores obtidos com os valores descritos no
manual da FIESP, a fim de verificar se este tratamento é a melhor maneira de favorecer o
reuso de água.
4.4.4 Realização dos testes com a dosagem dos agentes coagulantes ajustados
No dia 16 de outubro de 2012, realizaram-se os testes com a melhor faixa de dosagem
encontrado para o Sulfato de Alumínio e para o Cloreto de Ferro Anidro.
As dosagens adotadas para cada agente coagulante estão descritas na Tabela 4. A
metodologia adotada foi idêntica a do testes anterior. Sendo o tempo e a velocidade máxima
(início do teste) de 5 minutos com 60 rpm, e em seguida, reduzindo-se a velocidade para 30
rpm em um tempo de 20 minutos. Para haver a total decantação dos sólidos, esperou-se 20
minutos para analisar o pH e a turbidez. Na Tabela 4 encontram-se as concentrações adotadas
tanto para o Sulfato de Alumínio como para o Cloreto de Ferro.
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Tabela 4 - Dosagem dos agentes coagulantes ajustados
BEQUER Volume da Amostra
(mL)
Quantidade de Sulfato de
Alumínio (g)
Quantidade de
Cloreto de Ferro III (g)
1 800 0,32 0,08
2 800 0,36 0,12
3 800 0,40 0,16
4 800 0,44 0,20
5 800 0,48 0,24
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5 RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.1 Caracterização do efluente
A água que abastece a empresa tem sua origem de poço artesiano próprio. Não
existem hidrômetros instalados para saber o consumo de água gasto ao certo diariamente.
Porém, a empresa estima gastar próximo de 35 m³ diários, utilizados em todas as atividades
da empresa. Na ETE, chegam próximos de 30 m³ diários, os restantes, 5 m³, são gastos em
banheiros e lavagem de caminhões, sendo esta última atividade, de uso não diário.
Como etapa inicial, realizou-se a caracterização do efluente em todas as etapas de
tratamento. A Tabela 6 apresenta os resultados encontrados para os parâmetros DBO, DQO,
Cloretos, Fósforo Total, Nitrogênio Total, Sólidos Suspensos, pH, Coliformes
Termotolerantes e Totais, bem como as etapas de tratamento analisadas e a eficiência de
remoção em cada etapa de tratamento.
Alguns parâmetros, como Sólidos Fixos, Sólidos Sedimentavéis, Sólidos Totais e
Carbono Orgânico Total foram analisados apenas no efluente da entrada e da saída da ETE,
sendo os mesmos analisados no laboratório de Águas e Efluentes do Centro Universitário
Univates.
Para calcular a eficácia de remoção de cada etapa de tratamento, os valores foram
comparados com as etapas anteriores. Desta forma, pode-se realizar o comparativo do grau de
eficiência do tratamento.
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Tabela 5 - Resultados obtidos com o grau de eficácia de cada etapa de tratamento
Parâmetros Unidades Efluente
Bruto Gradeamento
% de
remoção
Tanque de
aeração
% de
remoção
Decantador
de finos
% de
remoção
Filtração
(efluente
tratado)
% de
remoção
Carbono Orgânico
Total mg/L 522,3 - - - 481,4
Cloretos mg/L C-1
29,1 29,1 0 34,0 -16,8 38,8 -14,1 19,4 50,0
Coliformes
Termotolerantes
NMP/100
mL 1.100 17.000 2.800 160.000 3.500
Coliformes Totais NMP/ 100
mL >160.000 >160.000 >160.000 >160.000 >160.000
DBO mg/L O2 3371 1.428 57,6 593 58,4 611 3,0 575 5,9
DQO mg/L O2 9.763 3.650 62,6 1.994 45,3 1.938 2,8 1.332 31,2
Fósforo Total mg/L P 18,105 7,953 56,1 7,614 4,2 7,783 -2,2 7,445 4,3
Nitrogênio Total mg/L N 612,6 74,5 87,8 53,2 28,6 53,2 0 43,7 17,8
pH 5,40 5,33 5,08 5,11 4,44
Sólidos Fixos mg/L 4320 220 94,9
Sólidos Suspensos mg/L 6440 640 90,1 300 53,1 130 56,6 114 12,3
Sólidos Voláteis mg/L 42 0,5 98,8
Sólidos Totais mg/L 7201 320 95,5
Turbidez UT 885,00 230,75 73,9 301,00 -30,4 311,00 -3,3 263,75 15,2
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Pode-se perceber pelos resultados obtidos, que o efluente bruto não apresenta valores
muito elevados. Já na primeira etapa de tratamento, no caso o gradeamento, ocorre grandes
melhorias em praticamente todos os parâmetros.
Segundo Telles e Costa (2007), a eficiência esperada no tratamento prévio, para
remoção de Sólidos Suspensos seria 5 a 20%. Na estação de tratamento em questão, ocorre
praticamente a remoção de 90% dos Sólidos Suspensos. Vale ressaltar que o gradeamento é
um processo que visa à remoção física, e por isso tais valores tiveram significativa redução.
Já para a remoção da DBO, espera-se que a remoção seja de 5 a 10 %, valor este
atingido no gradeamento instalado pela ETE, chegando a remover 57%. Mas em se tratando
de coliformes, a ETE apresenta pontos falhos, pois os valores de coliformes termotolerantes
aumentam de 1.100 para 17.000 NMP/100 mL. Já os coliformes Totais apresentam valores
superiores a 160.000 NMP/100 mL. Sendo que o ideal seria o gradeamento remover de 10 a
20%.
A relação DBO/DQO pode ser usada como um indicador do estágio de degradação
biológica do efluente. Segundo Von Sperling (2005), este valor pode variar de 1,2 a 1,6. A
relação apresentada para o efluente em questão é de 0,34, indicando que os compostos
orgânicos encontram dificuldades para serem degradados. O autor ainda comenta que uma
baixa relação indica que os sistemas biológicos não são eficientes, havendo a necessidade de
haver um tratamento com aeração ou físico-químico.
A relação SSV/SST indica a concentração de sólidos voláteis (porção orgânica) e os
sólidos fixos (fração inorgânica), sendo um parâmetro das características orgânicas e
demonstrando a degradação da matéria orgânica. Quanto mais próximo de 1, maior a
possibilidade de degradação biológica do efluente. Como a relação para o efluente estudado
apresentou índice de 0,009, a partir desta etapa o tratamento biológico não seria efetivo,
sugerindo a necessidade de tratamentos que envolvam processos físicos e/ou químicos.
A relação DBO:N:P indica a relação das necessidades nutricionais dos
microrganismos presentes em sistemas aeróbios, sendo a DBO expressa como a quantidade de
carbono como nutriente. Para haver uma relação ideal para desenvolvimento da biomassa, o
valor deve ficar próximo a 100:5:1. Porém, percebe-se um desequilíbrio nesta relação,
apresentando, para o efluente bruto, valores de aproximadamente 100:18:0,5, podendo vir a
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prejudicar o desenvolvimento dos microrganismos presentes na biomassa, interferindo no
tratamento biológico.
Na Figura 8 tem-se o gráfico comparativo do efluente bruto com o efluente após
passagem pelo gradeamento.
Figura 8 - Comparativo do grau de eficiência do efluente bruto versos gradeamento
Pode-se dizer que na primeira etapa de tratamento ocorrem melhoras de Nitrogênio
Total, passando de 612 mg/L para 74,5 mg/L, uma eficácia de aproximadamente 88%. Sendo
que normalmente não ocorre remoção de nutrientes no tratamento prévio.
Antes do efluente chegar ao tanque de aeração, o mesmo passa por um sistema de
cascateamento. Porém a análise individual desta etapa de tratamento não foi possível, pelo
fato de haver um difícil acesso a este sistema, sendo o efluente coletado no tanque de aeração.
O tanque de aeração esta presente no tratamento primário. Nesta etapa, o esperado
seria remover de 25 a 50% da DBO. Valores estes alcançados e superados na ETE, ocorrendo
à remoção de 58% da DBO, comparado com o sistema de tratamento anterior. Comparando-se
com o efluente bruto percebe-se que ocorreu a remoção de 82%.
Já os valores de Coliformes apresentam grandes melhorias ao se analisar os
Coliformes Termotolerantes, sendo o grau de remoção superior a 84% comparado com a
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etapa de tratamento anterior. Porém, ao comparar com o efluente bruto, o mesmo apresenta
pontos falhos, estando os valores superiores a 154% (de 1.100 para 2800 NMP/100 mL). Para
os Coliformes Totais, não ocorreram melhoras no parâmetro, ficando os valores acima de
160.000 NMP/100 mL. Segundo Telles e Costa (2007), os valores para remoção de bactérias
no Tratamento Primário pode variar de 25 a 75%.
A Figura 9 demonstra o comparativo da eficiência da primeira etapa de tratamento
(gradeamento) com a segunda etapa, no caso o tanque de aeração.
Figura 9 - Comparativo do grau de eficiência do gradeamento versos tanque de aeração
Uma possível causa para o não tratamento deste parâmetro se deve provavelmente ao
fato que no dia de coleta das amostras o aerador encontrava-se desligado, devido o não
funcionamento da mesma. Na ETE tem-se apenas um aerador sendo que o ideal seria no
mínimo dois, exatamente para não ocorrer tal problemática. Outro fator que pode ter ocorrido,
é de contaminação da amostra ao se coletar a mesma.
Outro fator importante que se deve levar em conta e que possa ter afetado a eficácia do
tratamento microbiológico, é o fato do pH encontrar-se levemente ácido (valores na faixa de
5), uma vez que a maioria das bactérias atingem sua fase ótima próxima a neutralidade.
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Já no decantador de finos, percebeu-se ao coletar as amostras, que este sistema
encontrava-se saturado, não havendo a limpeza e a retirada do lodo acumulado. O que
provavelmente esteja afetando a eficiência do tratamento.
A partir deste ponto a eficácia no tratamento começa a apresentar problemas, uma vez
que os parâmetros DBO, Cloretos, Fósforo, Nitrogênio e Turbidez possuem valores elevados
comparados com o tanque de aeração. O mau dimensionamento do decantador é outro fator
que pode vir a afetar o tratamento, pois o mesmo foi construído com o objetivo de atender
uma vazão inicial de 10 m³, e atualmente não comporta os 30 m³ que passam pela ETE
diariamente.
O objetivo principal de um decantador é fazer com que ocorra o assentamento de
sólidos. Ao analisar os sólidos separadamente, verifica-se que tal objetivo é alcançado, uma
vez que os valores de sólidos suspensos caem de 300 para 130 mg/L, uma melhora de mais de
56% no grau de remoção (Figura 10).
Figura 10 - Comparativo do grau de eficiência do tanque de aeração versos decantador de
finos
Por fim, a última etapa do tratamento consiste na filtração, sendo o efluente coletado
após passagem pelos filtros, mais precisamente, na Vala de Infiltração, sendo este o efluente
final da estação de tratamento da empresa.
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Todos os parâmetros apresentam grandes melhoras, tanto ao ser comparado com a
etapa de tratamento anterior, como com o efluente bruto, porém, o reuso não seria possível,
pelo não enquadramento com o Manual da FIESP adotado.
A relação entre DBO/DQO como indicador do estágio de degradação biológica,
podendo os valores variar de 0,04 e 0,08 para esgotos, sendo que para despejos industriais
esta faixa pode ser mais ampla, onde quanto menor a relação, melhor a degradabilidade do
efluente. A relação DBO/DQO para o efluente tratado foi de 0,43, sugerindo uma alta
presença de materiais inertes não biodegradáveis, indicando que, para continuidade do
tratamento dos efluentes é necessário uma etapa terciária, de polimento final, envolvendo
processos físico-químicos, tendo em vista que a degradação biológica não é favorecida pelas
condições dos efluentes finais (Figura 11).
Figura 11 - Comparativo do grau de eficiência do decantador de finos versos efluente final
Na Tabela 6, é apresentado o comparativo dos valores encontrados no tratamento do
efluente da empresa Atacadista de Frutas e Verduras, com a Resolução CONSEMA 128/2006,
qual dispõe sobre os padrões de lançamento de efluentes em águas superficiais no estado do
Rio Grande do Sul. Percebe-se que a maior parte dos parâmetros analisados se encontram em
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desacordo com a Resolução, causando danos ao ambiente. Desta forma, a empresa encontra-
se em situação irregular quanto ao lançamento dos efluentes gerados, podendo vir a sofrer
sanções dos órgãos ambientais competentes.
Em comparação com o Manual da FIESP, utilizado como parâmetro para reuso de
água, os valores estão em total desacordo, não havendo possibilidade de reuso atual. Caso
contrário poderia haver danos na canalização da empresa ou contaminações para as pessoas
que teriam contato com esta água.
Tabela 6 - Comparativos do efluente final da empresa com a Resolução CONSEMA 128/2006
e Manual da FIESP para reuso de água.
Parâmetro Unidades Efluente final
Resolução
CONSEMA
128/2006
Manual da
FIESP para
reuso de
água
DBO mg/L O2 575 150 ≤ 10
DQO mg/L O2 1.332 360 -
Cloretos mg/L C-1
19,4 -
Fósforo Total mg/L P 7,445 4 ≤ 0,1
Nitrogênio Total mg/L N 43,7 20 ≤ 20
Sólidos Suspensos mg/L 114 155 -
Turbidez UT 263,75 ≤ 2
pH 4,44 Entre 6 e 9 Entre 6 e 9
Coliforme
Termotolerante NMP 100 mL 35.000 1000
-
Coliforme Total NMP 100 mL >160.000
Não
detectáveis
Um fator que pode estar interferindo na eficiência do tratamento deve-se o mau
dimensionamento da estação de tratamento. A ETE foi planejada para atender 10 m³ de vazão,
e após anos de uso pela empresa, a mesma não teve melhorias estruturais, já que a empresa
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aumentou sua produção e consequentemente, o efluente gerado, apresentando assim, uma
baixa eficiência no tratamento do efluente.
Cabe ressaltar ainda, que em nenhum momento, a empresa realiza a correção do pH,
apresentando no efluente tratado, uma maior acidez comparado com o efluente bruto.
Outro fator que deve ser levado em conta é a má manutenção da ETE. Não ocorre a
limpeza do tanque de aeração, do decantador de finos e do sistema de filtração, desta forma,
todas as etapas de tratamento encontram-se saturadas, não permitindo haver o devido
tratamento.
Tendo em vista o objetivo deste trabalho, no caso o reuso da água, não haveria
possibilidade de ocorrer esta situação. Estando o efluente final em não conformidade com o
manual adotado para reuso.
Assim, testou-se um tratamento complementar que possa ser eficaz para um futuro
reuso deste efluente pela empresa Atacadista de Frutas e Verduras. Inicialmente, realizaram-
se testes com diferentes dosagens de agentes coagulantes para tratamento físico-químico,
através da ajuda do aparelho Jar Test.
5.2 Testes comparativos com diferentes dosagens dos agentes coagulantes
Optou-se em realizar testes físico-químicos através dos agentes coagulantes Sulfato de
Alumínio e Cloreto de Ferro. Porém inicialmente houve a necessidade de correção do pH do
efluente, uma vez que a coagulação exige valor ótimo para ocorrer a formação de flocos. Caso
fosse usado somente o coagulante na água residuária, seriam necessárias grandes quantidades
de produto, exigindo um valor muito além do necessário. Segundo Nunes (2008), a faixa ideal
de pH situa-se entre 6,5 e 8,5 para a maior parte dos agentes coagulantes, faixa esta alcançada
nos testes, definindo o pH ótimo em 6,8.
Em seguida, estipulou-se algumas concentrações para os agentes coagulantes, a fim de
verificar qual das concentrações apresentaria melhores resultados para os padrões pH e
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Turbidez. O objetivo principal nesta etapa do trabalho era apenas encontrar as melhores
concentrações para o Sulfato de Alumínio e para o Cloreto de Ferro III.
Na Tabela 7 são apresentados os valores para o Sulfato de alumínio, como os
resultados encontrados para as diferentes dosagens.
Tabela 7 - Resultados com diferentes dosagens de Sulfato de Alumínio
BEQUER
Quantidade de
Sulfato de
Alumínio(g)
Efluente bruto
Efluente tratado
pH (sem
correção)
pH (com
correção)
Turbidez
(UT) pH
Turbidez
(NTU)
1 0,16 5,91 6,81 226 6,72 38,9
2 0,32 5,91 6,81 226 6,88 5,50
3 0,48 5,91 6,81 226 7,10 1,39
4 0,64 5,91 6,81 226 6,48 1,36
5 0,8 5,91 6,81 226 6,01 1,37
6 0,96 5,91 6,81 226 6,83 1,28
A quantidade que melhor apresentou resultados para o Sulfato de Alumínio foi a de
0,32 g. Mesmo esta concentração não apresentando os melhores resultados para o parâmetro
de turbidez, foi a que melhor apresentou eficiência em se tratando do pH (onde o ideal seria
próximo de 7). Percebe-se que não houve significativas diferenças de valores para os testes de
número 2 a 6 em se tratando de turbidez.
Para o Cloreto de Ferro III, a quantidade a qual melhor se obteve resultados foi de 0,16
g o qual se pode notar visualmente pela Figura 12. Mesmo este teste apresentando um pH
ácido, em relação a turbidez, foi a que melhor apresentou coagulação, com uma boa separação
da fração sólida do efluente clarificado.
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Figura 12 - Comparação visual do: Efluente bruto (1); Efluente após tratamento com
diferentes dosagens de Sulfato de Alumínio (2)
Na etapa seguinte, as quantidades de ambos os agentes coagulantes foram variados no
entorno dos pontos de melhor coagulação/floculação, a fim de verificar uma dosagem ideal
para um correto tratamento físico-químico do efluente. As dosagens utilizadas estão
apresentadas na Tabela 8.
Tabela 8 - Resultados com diferentes concentrações de Cloreto de Ferro III anidro
BEQUER Quantidade de
Cloreto de Ferro (g)
Efluente bruto
Efluente tratado
pH (sem
correção)
pH (com
correção)
Turbidez
(UT) pH
Turbidez
(NTU)
1 0,16 5,91 6,81 226 4,81 4,31
2 0,32 5,91 6,81 226 3,94 181
3 0,48 5,91 6,81 226 6,83 177
4 0,64 5,91 6,81 226 6,55 162
5 0,8 5,91 6,81 226 6,60 150
6 0,96 5,91 6,81 226 6,61 141
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Figura 13 - Comparação visual do: Efluente bruto (1); Efluente após tratamento com
diferentes dosagens de Cloreto de Ferro III anidro (2)
Na etapa seguinte, as quantidades de ambos os agentes coagulantes foram variados no
entorno dos pontos de melhor coagulação/floculação, a fim de verificar uma dosagem ideal
para um correto tratamento físico-químico do efluente. As dosagens utilizadas estão
apresentadas na Tabela 8.
5.3 Testes comparativos com os valores dos agentes coagulantes ajustados
Após definida uma dosagem aproximada dos agentes coagulantes, buscou-se
quantificar a dosagem ideal para ocorrer à sedimentação de sólidos e haver um tratamento
físico-químico adequado para um reuso deste efluente. Nas Tabelas 9 e 10 são apresentados
os resultados encontrados.
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Tabela 9 - Resultados dos testes com o ajuste do coagulante Sulfato de Alumínio
BEQUER
Quantidade
de Sulfato de
Alumínio(g)
Efluente Bruto Efluente Tratado com Sulfato de Alumínio
pH (sem
correção)
pH (com
correção)
Turbidez
(UT)
S.F.
mg/L
S.V.
mg/L
S. T.
mg/L
C.O.T
mg/L
N.T
mg/L
N
pH Turbidez
(UT)
S.F.
mg/L
S.V.
mg/L
S.T.
mg/L
C.O.T
mg/L
T.N.
mg/L
N
1 0,32 5,7 6,25 185 220 0,5 320 481,4 43,7 6,19 11,70 50,295 49,704 0,1087 347,4 16,55
2 0,36 5,7 6,25 185 220 0,5 320 481,4 43,7 5,36 13,63 53,22 86,425 0,011 352,9 17,78
3 0,40 5,7 6,25 185 220 0,5 320 481,4 43,7 5,41 12,27 53,65 101,735 2,3145 357,9 17,64
4 0,44 5,7 6,25 185 220 0,5 320 481,4 43,7 5,49 10,98 56,52 43,478 0,0988 365,0 19,99
5 0,48 5,7 6,25 185 220 0,5 320 481,4 43,7 5,44 4,14 0,275 99,725 20,315 462,5 23,28
Onde: SF: Sólidos Fixos; SV: Sólidos Voláteis; ST: Sólidos Totais; COT: Carbono Orgânico Total; NT: Teor de Nitrogênio
Figura 14 – Comparação visual do: Efluente bruto (1); Efluente após tratamento com as dosagens de Sulfato de Alumínio (2) ajustado
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Tabela 10 - Resultados dos testes com o ajuste do coagulante Cloreto de Ferro III anidro
BEQUER
Quantidade de
Cloreto de Ferro
III (g)
Efluente Bruto Efluente Tratado com Cloreto de Ferro
pH (sem
correção)
pH (com
correção)
Turbidez
(UT)
S.F.
mg/L
S.V.
mg/L
S. T.
mg/L
C.O.T
mg/L
N.T
mg/L
N
pH Turbidez
(UT)
S.F.
mg/L
S.V.
mg/L
S.T.
mg/L
C.O.T
mg/L
T.N.
mg/L
N
1 0,08 5,7 6,25 185 220 0,5 320 481,4 43,7 6,24 23,5 36,11 63,88 0,1365 462,0 24,81
2 0,12 5,7 6,25 185 220 0,5 320 481,4 43,7 6,13 11,29 44,74 55,25 0,1177 431,2 21,02
3 0,16 5,7 6,25 185 220 0,5 320 481,4 43,7 5,88 4,95 46,27 53,72 0,1230 433,1 20,64
4 0,20 5,7 6,25 185 220 0,5 320 481,4 43,7 5,92 3,64 53,44 46,55 0,1306 442,0 21,24
5 0,24 5,7 6,25 185 220 0,5 320 481,4 43,7 5,71 5,50 54,37 45,62 0,1303 438,1 20,01
Onde: SF: Sólidos Fixos; SV: Sólidos Voláteis; ST: Sólidos Totais; COT: Carbono Orgânico Total; NT: Teor de Nitrogênio
Figura 15 - Comparação visual do: Efluente bruto (1); Efluente após tratamento com as dosagens de Cloreto de Ferro (2) ajustado
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Avaliando-se os valores encontrados para as diferentes quantidades dos agentes
coagulantes, percebeu-se que não houve diferenças significativas. Ambos os coagulantes
apresentaram semelhanças no grau de tratamento do efluente. Porém, as menores
concentrações de Sulfato de Alumínio apresentaram os melhores valores para os parâmetros
analisados. Diferente do Cloreto do Ferro III, onde as maiores quantidades apresentaram
melhores resultados.
A quantidade mais eficaz de Sulfato de Alumínio foi de 0,32 g, apresentando
melhorias nos parâmetros Carbono Orgânico Total, Teor de Nitrogênio, pH e Sólidos. A
turbidez teve os melhores resultados apresentados na medida em que a dosagem do agente
coagulante foi aumentando, porém, a diferença não foi significativa.
Já para o Cloreto de Ferro III, a quantidade mais eficaz foi de 0,24 g, melhorando
assim, os parâmetros de Carbono Orgânico Total, Teor de Nitrogênio, Turbidez, Sólidos
Totais e Sólidos Voláteis. O pH e Sólidos Fixos apresentaram valores mais elevados a medida
que a dosagem do agente coagulante foi aumentada.
Porém ao se analisar a quantidade de agente coagulante utilizada, com o grau de
remoção dos parâmetros, o Cloreto de Ferro III foi o que melhor apresentou eficiência. Sendo
assim, caso a empresa optasse por um tratamento físico-químico, o custo benefício seria
menor com o Cloreto de Ferro III, já que ambos os coagulantes não apresentam diferenças no
valor do produto.
Mesmo o comparativo de remoção sendo pequeno entre o Sulfato de Alumínio e o
Cloreto de Ferro III, o Cloreto foi mais eficaz devido o fato da melhor formação de flocos. O
teor de Nitrogênio apresentou melhorias de 43,7 mg/L N do efluente tratado na ETE da
empresa, para 20,01 mg/L N do efluente tratado com Cloreto, uma melhoria de 54% de
remoção, atendendo praticamente o Manual da FIESP para reuso de água, o qual recomenda
valores igual ou abaixo de 20 mg/L N.
Ao analisar a Turbidez, houve uma melhora de 97%, de 185 UT do efluente tratado
pela ETE da empresa, para 5,50 UT do efluente tratado com Cloreto de Ferro III. Analisando
os Sólidos Fixos e Totais, percebe-se um grau de melhoria considerável, apresentando uma
redução de 83,58% para Sólidos Fixos e 99,96% para Sólidos Voláteis.
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Porém, cabe ressaltar que apenas o tratamento físico-químico não será eficiente para o
tratamento do efluente. Haveria a necessidade de realizar estudos mais aprofundados,
dimensionando o tamanho do tanque de aeração, a potência e a quantidades de bombas de
aeração, tamanho do decantador de finos e dimensionamento do sistema de filtros. A ETE
presente atualmente na empresa não foi projetada para atender a vazão atual, estando com o
triplo de vazão que o projetado inicialmente. A correção do pH logo no início do tratamento, é
fundamental para o correto tratamento do efluente.
Outro tratamento que precisa ser adotado pela empresa caso o reuso fosse requerido,
seria a desinfecção. Com relação aos vários produtos químicos ou agentes desinfetantes
disponíveis atualmente no mercado, os mais conhecidos e utilizados são os produtos à base de
cloro, tais como o cloro gasoso (Cl2(g)), o hipoclorito de sódio (NaClO(l)) solução aquosa e o
hipoclorito de cálcio (Ca(ClO)2(g)) sólido. Porém, há a necessidade da realização de testes,
para saber a correta dosagem destes produtos.
Como sugestões de melhorias operacionais para o sistema de tratamento de efluentes:
Instalação de um aerador extra no tanque de aeração;
Rever o sistema de filtração, que este possibilite sua limpeza, manutenção ou
retrolavagem;
O decantador de finos deve passar manutenções periódicas, a fim de retirar o
lodo acumulado, melhorando a eficiência no tratamento;
Correção do pH no início do tratamento, visando atingir uma faixa ideal para o
desenvolvimento dos microrganismos;
Prever o cercamento da área, evitando a entrada de animais ou pessoas não
autorizadas;
Substituir as telas danificadas no gradeamento.
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6 CONCLUSÃO
Com base na metodologia adotada, nos resultados obtidos e os parâmetros
monitorados, conclui-se que:
A Estação de Tratamentos de Efluentes (ETE) da Empresa não está bem
dimensionada, o que acaba acarretando em uma baixa eficiência de remoção da carga
orgânica e nutrientes principalmente, bem como os coliformes fecais.
O tratamento de efluentes não atende as exigências do órgão ambiental
Estadual, no caso a Resolução CONSEMA 128/2006 da qual a empresa relata seguir,
estando à empresa em descumprimento a lei, podendo vir a sofrer sanções.
Percebe-se que a eficiência no tratamento do efluente acaba ficando
prejudicada ao chegar ao decantador de finos, que corresponde à terceira etapa no
tratamento do efluente, tendo praticamente todos os parâmetros uma elevação nos seus
índices.
O sistema de tratamento encontra-se saturando, o que está prejudicando o
tratamento. Necessita haver uma manutenção e limpeza constantemente, bem como a
troca dos meios filtrantes.
A ETE só possui um aerador para o tanque de aeração, estando o mesmo
desligado no dia das coletas das amostras. O ideal seria ter dois aeradores, tendo um
de reserva no caso do outro apresentar defeito, não prejudicando assim, a eficiência no
tratamento e não haver aeração constante.
Os filtros encontram-se soterrados, o que ocasiona um difícil acesso aos
mesmos, dificultando a limpeza, manutenção ou mesmo troca do meio filtrante.
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O reuso do efluente final gerado na ETE na empresa é viável, porém, além de
haver a necessidade de acrescentar um tratamento físico-químico e dispor de
manutenções e limpezas constantes, precisa haver uma etapa de desinfecção do
efluente.
O tratamento físico-químico, com a ajuda dos testes com agentes coagulantes
adotados, Sulfato de Alumínio e Cloreto de Ferro III, melhoraram praticamente todos
os parâmetros analisados, indicando que o tratamento foi eficaz, porém, não se
conseguiu atender o Manual da FIESP para reuso da água.
Ambos os coagulantes tiveram eficácia igualitária no tratamento, mas ao se
comparar a quantidade utilizada, o Cloreto de Ferro III foi mais eficaz, devido ao custo
benefício ser menor.
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ANEXOS
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ANEXO A – Planta baixa da ETE, com indicativo dos locais de coleta das
amostras de efluente
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ANEXO B – Relatórios de ensaios dos efluentes
