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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA - IFMA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA - IFMA CAMPUS – SÃO LUÍS / MARACANÃ
CAMPUS – SÃO LUÍS / MARACANÃ
TRATAMENTO DE EFLUENTES DE
TRATAMENTO DE EFLUENTES DE
LATICÍNIOS E DERIVADOS
LATICÍNIOS E DERIVADOS
LEIDE DAIANA LEIDE DAIANA JOSÉ JÚNIOR JOSÉ JÚNIOR MONYCA PRISCILA MONYCA PRISCILA ROSINERE BATISTA ROSINERE BATISTA PATRICIA TENÓRIO PATRICIA TENÓRIO São Luís - MA São Luís - MA 2009 2009MEC/SETEC MEC/SETEC
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA - IFMA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA - IFMA CAMPUS – SÃO LUÍS / MARACANÃ
CAMPUS – SÃO LUÍS / MARACANÃ
TRATAMENTO DE EFLUENTES DE LATICÍNIOS E
TRATAMENTO DE EFLUENTES DE LATICÍNIOS E DERIVADOSDERIVADOS
São Luís - MA São Luís - MA
2009 2009
Trabalho apresentado para obtenção Trabalho apresentado para obtenção de nota do 4° Bimestre, na disciplina de nota do 4° Bimestre, na disciplina Tratamento de Efluentes, ministrada Tratamento de Efluentes, ministrada
pelo prof. Silvio Carlos Coêlho pelo prof. Silvio Carlos Coêlho
SUMÁRIO SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
INTRODUÇÃO ...5...5 1.1 Diagrama
1.1 Diagrama da produção da produção de laticínios ...de laticínios ...5...5 1.2
1.2 O O Leite Leite ...7..7 2.0
2.0 COMPOSIÇÃO COMPOSIÇÃO DOS DOS EFLUENTE...EFLUENTE...1...111 3.0
3.0 FASES DO FASES DO TRATAMENTO ...TRATAMENTO ...15...15 3.1 O
3.1 O Efluente da Efluente da Indústria de Indústria de LaticíLaticínios...nios...20...20 CONSIDERAÇÕES
CONSIDERAÇÕES FINAIS...FINAIS...24...24 BIBLIOGRAFIA...
BIBLIOGRAFIA...2525
INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO
As indústrias de laticínios geram efluentes industriais com grande concentração de As indústrias de laticínios geram efluentes industriais com grande concentração de matéria orgânica. Assim, a matéria orgânica constitui-se o principal poluente das águas matéria orgânica. Assim, a matéria orgânica constitui-se o principal poluente das águas residuárias de um laticínio. Segundo os órgãos de controle ambiental, é preciso tratar residuárias de um laticínio. Segundo os órgãos de controle ambiental, é preciso tratar es
esse se efefluluenente te gegeraradodo, , de de momodo do quque, e, ao ao seser r lalançnçadado o em em um um cocorprpo o d’d’ágáguaua, , nãnãoo desequilibre as características deste. O emprego das lagoas de estabilização tem se desequilibre as características deste. O emprego das lagoas de estabilização tem se co
consnsagagrarado do no no trtratatamamenento to dedestste e titipo po de de efefluluenentete, , popois is alalém ém do do babaixixo o cucuststo o dede implantação e manutenção, mostra-se muito eficaz na remoção da matéria orgânica. implantação e manutenção, mostra-se muito eficaz na remoção da matéria orgânica. Pode-se avaliar a eficiência do emprego das lagoas de estabilização no tratamento de Pode-se avaliar a eficiência do emprego das lagoas de estabilização no tratamento de efl
eflueuententes, s, atatravravés és da da efeficiiciênência cia de de remremoçoção ão da da matmatériéria a orgorgânânicaica. . EstEsta a podpode e ser ser ca
cararactctererizizadada a pepelolos s paparârâmemetrtros os cocomo mo DBDBO, O, DQDQO, O, sósólilidodos s tototatais is e e sósólilidodoss sed
sedimimententáveáveisis, , O O sissistetema ma de de tratratatamenmento to de de eflefluenuente te conconsta sta de de um um prépré-tr-tratatameamentntoo composto por grades (para remoção de sólidos grosseiros) e separador de gordura, composto por grades (para remoção de sólidos grosseiros) e separador de gordura, seguido pelo tratamento propriamente dito através das lagoas de estabilização.
seguido pelo tratamento propriamente dito através das lagoas de estabilização.
As unidades de beneficiamento apresentam detalhes e diferenças entre processos, As unidades de beneficiamento apresentam detalhes e diferenças entre processos, procedimentos e produtos. Um esquema geral pode ser resumido conforme apresentado procedimentos e produtos. Um esquema geral pode ser resumido conforme apresentado
na Figura 1. na Figura 1.
Fig. 1. Diagrama geral da produção de laticínios Fig. 1. Diagrama geral da produção de laticínios
Nas indústrias de laticínios, qualquer etapa do processamento gera grandes Nas indústrias de laticínios, qualquer etapa do processamento gera grandes volumes de efluentes (“águas brancas”), devido ao processo de higienização. Esta água volumes de efluentes (“águas brancas”), devido ao processo de higienização. Esta água de
de prprococesessoso, , a a ququal al cocontntém ém frfraçaçõeões s didiluluídídas as de de prprododututos os láláctcteoeos, s, cocontntriribubuemem signific
significativamente para as perdas não acidentais de leite ou ativamente para as perdas não acidentais de leite ou de produtos lácteos e para ade produtos lácteos e para a produção total do efluente o volume de efluente gerado pelas usinas de beneficiamento produção total do efluente o volume de efluente gerado pelas usinas de beneficiamento
de leite varia de acordo com cada processo e
de leite varia de acordo com cada processo e produto produzidoproduto produzido.. Con
Contudtudo, o, o o cocoefieficicientente e médmédio io ututililizaizado do parpara a proprojetjeto o e e estestimimatiativavas s papara ra aa indústria brasileira de laticínios é de um litro de efluente gerado para cada litro de leite indústria brasileira de laticínios é de um litro de efluente gerado para cada litro de leite produzido ou processado, o que representa, em nível de produção nacional, a emissão produzido ou processado, o que representa, em nível de produção nacional, a emissão
de 24 bilhões de litros de água residual. de 24 bilhões de litros de água residual.
A operação de higienização das indústrias de laticínios tem como objetivo A operação de higienização das indústrias de laticínios tem como objetivo pr
primoimordirdial al a a remremoçãoção o de de resresídíduos uos orgorgâniânicos cos e e miminerneraiais s adeaderidridos os às às supsuperferfíciícies,es, constituídos principalmente por proteínas, gorduras, carboidratos e minerais. Em geral, constituídos principalmente por proteínas, gorduras, carboidratos e minerais. Em geral, a higienização dos laticínios utiliza o sistema de limpeza
a higienização dos laticínios utiliza o sistema de limpeza “Cleaning In Place”“Cleaning In Place”(CIP). O(CIP). O
Sistema Brasileiro de Respostas Técnicas – SBRT (2007) descreve as etapas que Sistema Brasileiro de Respostas Técnicas – SBRT (2007) descreve as etapas que envolvem o sistema CIP de limpeza, conforme o fluxograma ilustrado na Figura 2.
envolvem o sistema CIP de limpeza, conforme o fluxograma ilustrado na Figura 2.
Fig. 2. Fluxograma da limpeza CIP Fig. 2. Fluxograma da limpeza CIP
O reuso e o reciclo de efluentes surge como uma alternativa para a minimização O reuso e o reciclo de efluentes surge como uma alternativa para a minimização do
do lalançnçameamento nto de de efleflueuententes, s, evievitatando ndo a a sosobrebrecarcarga ga nos nos sisistestemas mas de de tratratatamenmento to ee servindo como uma ferramenta na redução de custos. O concentrado obtido (carga servindo como uma ferramenta na redução de custos. O concentrado obtido (carga orgânica) pode ser reaproveitado, uma vez que a legislação vigente permite a adição de orgânica) pode ser reaproveitado, uma vez que a legislação vigente permite a adição de sól
umi
umidaddade, e, adadiciicionaonados dos de de sacsacaroarose, se, comcomo o por por exeexemplmplo, o, o o docdoce e de de leleitite e e e o o leleititee condensado. A Figura 3 ilustra o processo integrado para a redução da carga poluidora condensado. A Figura 3 ilustra o processo integrado para a redução da carga poluidora nos efluentes de laticínios.
nos efluentes de laticínios.
Os processos com membrana surgiram como uma nova classe de processos de Os processos com membrana surgiram como uma nova classe de processos de separação que utiliza membranas como uma barreira seletiva, que separa duas fases, separação que utiliza membranas como uma barreira seletiva, que separa duas fases, restringindo total ou parcialmente o transporte de uma ou várias espécies presentes na restringindo total ou parcialmente o transporte de uma ou várias espécies presentes na fas
fase. e. A A adiadiçãção o de de sólsólidoidos s de de oriorigem gem láláctctea ea é é perpermimititida da pelpela a lelegigislaslação ção brabrasisileileirara (BRASIL,1997) e já vem sendo executada comercialmente por algumas empresas do (BRASIL,1997) e já vem sendo executada comercialmente por algumas empresas do ramo,utilizando-se, entretanto, o leitelho (soro resultante do batimento da manteiga) ou ramo,utilizando-se, entretanto, o leitelho (soro resultante do batimento da manteiga) ou mesmo o soro de queijo para esse fim. Somente o efluente do enxágüe inicial seria mesmo o soro de queijo para esse fim. Somente o efluente do enxágüe inicial seria aproveitado para ser inserido em subprodutos, pois os enxágües posterior e carregam aproveitado para ser inserido em subprodutos, pois os enxágües posterior e carregam consigo os resíduos de hidróxido de sódio ou ácido nítrico, soluções estas utilizadas consigo os resíduos de hidróxido de sódio ou ácido nítrico, soluções estas utilizadas para a limpeza CIP
para a limpeza CIP do sistema. Além disso, uma etapa do sistema. Além disso, uma etapa de pasteurizaçãde pasteurização após a o após a filtraçãfiltraçãoo torna-se necessária, uma vez que, se o resíduo for proveniente de um tanque de leite torna-se necessária, uma vez que, se o resíduo for proveniente de um tanque de leite inin natura
natura, este efluente possui ainda grande carga microbiana, garantindo também a, este efluente possui ainda grande carga microbiana, garantindo também a
possibilidade de um armazenamento temporário do concentrado. possibilidade de um armazenamento temporário do concentrado.
1.1 O LEITE 1.1 O LEITE
Historicamente, acredita-se que o homem passou a consumir leite de origem Historicamente, acredita-se que o homem passou a consumir leite de origem animal há cerca de 20.000 a.C. Este fato foi concluído através de desenhos rupestres animal há cerca de 20.000 a.C. Este fato foi concluído através de desenhos rupestres encontrados na Ásia, nos quais cabras aparecem como objeto da alimentação. A peça encontrados na Ásia, nos quais cabras aparecem como objeto da alimentação. A peça conhecida como Friso dos ordenhadores, datada de 3100
conhecida como Friso dos ordenhadores, datada de 3100 a.C. encontrada em Tell Ubaida.C. encontrada em Tell Ubaid (atual Iraque), é o
(atual Iraque), é o primeiro registro concreto da utilizaçãprimeiro registro concreto da utilização do o do leite como alimento. Nestaleite como alimento. Nesta são constatadas a ordenha e também a filtragem do leite. Já os etruscos, por volta de 400 são constatadas a ordenha e também a filtragem do leite. Já os etruscos, por volta de 400 a.C. utilizavam o leite de cabras e carneiros para fazer diferentes tipos de queijos. a.C. utilizavam o leite de cabras e carneiros para fazer diferentes tipos de queijos.
Acredita-se que o leite bovino veio ser aproveitado somente no século V na Europa Acredita-se que o leite bovino veio ser aproveitado somente no século V na Europa após as invasões bárbaras e a queda do
após as invasões bárbaras e a queda do império romano.império romano. Atualment
Atualmente, é e, é utilizautilizado para do para dois fins:dois fins:
1) para alimentação em forma liquida, chamando- se de leite “in natura” e 1) para alimentação em forma liquida, chamando- se de leite “in natura” e
2) como matéria-prima industrial, sendo fundamental na produção de vários produtos 2) como matéria-prima industrial, sendo fundamental na produção de vários produtos lácteos.
lácteos.
O leite forma-se a partir dos elementos do sangue. A água passa direto por O leite forma-se a partir dos elementos do sangue. A água passa direto por filtração. Os aminoácidos e ácidos graxos, a lactose e alguns minerais passam por filtração. Os aminoácidos e ácidos graxos, a lactose e alguns minerais passam por processos bioquímicos e transformações que ocorrem dentro da mama sintetizando a processos bioquímicos e transformações que ocorrem dentro da mama sintetizando a proteína, a gordura, a lactose e minerais do leite. É necessário um fluxo sanguíneo de proteína, a gordura, a lactose e minerais do leite. É necessário um fluxo sanguíneo de
400 a 800 litros de
400 a 800 litros de plasma para se formar 1 plasma para se formar 1 litro de leite.litro de leite.
O leite já formado é um composto protéico líquido dividido em duas fases de O leite já formado é um composto protéico líquido dividido em duas fases de diferentes graus de dispersão. A fase continua consiste de fase aquosa de lactose, sais diferentes graus de dispersão. A fase continua consiste de fase aquosa de lactose, sais minerais e orgânicos, proteínas, enzimas de
minerais e orgânicos, proteínas, enzimas de compostos aromáticocompostos aromáticos, s, hidratos de carbono,hidratos de carbono, vitaminas e pigmentos. Já a fase descontinua é constituída por um complexo de vitaminas e pigmentos. Já a fase descontinua é constituída por um complexo de caseína-fo
fosfasfato to de de cácálclcio, io, gorgordurdura a e e matmaterierial al cecelullular. ar. Em Em mémédiadia, , conconsisiderdera-sa-se e a a segseguinuintete composição para o leite: água 87,28%; lactose 4,75%; gordura 3,72%; proteína 3,15%; composição para o leite: água 87,28%; lactose 4,75%; gordura 3,72%; proteína 3,15%; cinzas 0,715%; matéria seca com gordura 8,61% e matéria-seca total 12,3% .
cinzas 0,715%; matéria seca com gordura 8,61% e matéria-seca total 12,3% .
A coloração varia de branco-opaco ao branco amarelado. Atribui-se a cor a dois A coloração varia de branco-opaco ao branco amarelado. Atribui-se a cor a dois pigmentos: a carotina, relacionada á vitamina A dissolve-se na gordura
pigmentos: a carotina, relacionada á vitamina A dissolve-se na gordura e ao e ao lactocromlactocromo,o, solúvel em água, é também conhecido como lactoflavina. Os compostos protéicos mais solúvel em água, é também conhecido como lactoflavina. Os compostos protéicos mais significativos do leite são a caseína, a lactoalbumina, a lactoglobulina e a aposolina. significativos do leite são a caseína, a lactoalbumina, a lactoglobulina e a aposolina. Dentro do grupo dos hidratos de carbono, a lactose é a que se apresenta em maior Dentro do grupo dos hidratos de carbono, a lactose é a que se apresenta em maior qu
quanantitidadade de e e popode de seser r coconvnverertitida da em em acacidido o láláctcticico o atatraravévés s da da açação ão de de cecertrtosos microorganismos, como bactérias do grupo láctico, havendo também fermentação e microorganismos, como bactérias do grupo láctico, havendo também fermentação e precipitação da caseína.
precipitação da caseína.
A gordura do leite é representada por glicerídeos e as vitaminas presentes são a A gordura do leite é representada por glicerídeos e as vitaminas presentes são a A, B, B2, C e D. Rica em energia, a gordura serve de transporte para as vitaminas A, B, B2, C e D. Rica em energia, a gordura serve de transporte para as vitaminas lipossolúveis: A, D, E e K. Está sob forma de emulsão.
lipossolúveis: A, D, E e K. Está sob forma de emulsão.
As vitaminas (micronutrientes) assim como as enzimas e as hormonas são As vitaminas (micronutrientes) assim como as enzimas e as hormonas são consideradas biocatalizadores. Encontram-se dissolvidas na fase aquosa ou ligadas ás consideradas biocatalizadores. Encontram-se dissolvidas na fase aquosa ou ligadas ás proteínas (em especial as caseínas) ou na fase lipídica. O hormônio mais importante no proteínas (em especial as caseínas) ou na fase lipídica. O hormônio mais importante no
lei
leite te é é a a proprolalactctinaina. . ProProcecessossos s de de desdesnatnataçãação o ou ou tratratamtamententos os tétérmirmicos cos retretirairam m asas vitaminas do fluído.
O glóbulo de gordura é rodeado por uma membrana protéica da qual se isolam O glóbulo de gordura é rodeado por uma membrana protéica da qual se isolam duas frações: uma solúvel e outra insolúvel em solução aquosa. A matéria gorda é duas frações: uma solúvel e outra insolúvel em solução aquosa. A matéria gorda é co
consnstititutuídída a popor r cecercrca a de de 9999,5,5% % de de cocompmposostotos s lilipípídidicocos s e e 0,0,5% 5% de de cocompmposostotoss lipossolúveis. Os primeiros, subdividem-se em lipídeos simples, complexos e ácidos lipossolúveis. Os primeiros, subdividem-se em lipídeos simples, complexos e ácidos graxos livres. A
graxos livres. A fração insolúvel são fração insolúvel são constitconstituídos por uídos por colesterolcolesterol, , vários hidrocarbonetosvários hidrocarbonetos,, o grupo das vitaminas lipossolúveis e alguns álcoois. A gordura do leite tem valor o grupo das vitaminas lipossolúveis e alguns álcoois. A gordura do leite tem valor com
comercerciaial, l, uma uma vez vez que que é é o o priprincncipaipal l conconstistituituintnte e da da manmanteteigaiga, , alalgunguns s quequeijijos os ee confecção de sobremesas geladas. Já os sais encontram-se em dissolução (moléculas e confecção de sobremesas geladas. Já os sais encontram-se em dissolução (moléculas e íons) ou no estado coloidal e apresentam-se através dos fosfatos de cálcio, de sódio, de íons) ou no estado coloidal e apresentam-se através dos fosfatos de cálcio, de sódio, de magnésio e de ferro, cloreto de
magnésio e de ferro, cloreto de sódio e de potássio, carbonatos, lactadosódio e de potássio, carbonatos, lactados e s e caseinatcaseinatos deos de sódio, sulfato e silicato de potássio e fluoreto de cálcio. O cálcio e o fósforo são dois sódio, sulfato e silicato de potássio e fluoreto de cálcio. O cálcio e o fósforo são dois elementos fundamentais da estrutura da micela das caseínas, condicionam a estabilidade elementos fundamentais da estrutura da micela das caseínas, condicionam a estabilidade da fase coloidal. Também o magnésio é um elemento muito importante que intervêm da fase coloidal. Também o magnésio é um elemento muito importante que intervêm igualment
igualmente como o e como o cálcio na estabilidacálcio na estabilidade da de da micela. A quantidade de nutrientes varia demicela. A quantidade de nutrientes varia de acordo com a origem do leite, como vaca, cabra, bufada ou ovelha.
acordo com a origem do leite, como vaca, cabra, bufada ou ovelha.
Existem alguns oligoelementos, componentes necessários no organismo, mas em Existem alguns oligoelementos, componentes necessários no organismo, mas em pequenas quantidades, presentes em quantidades mínimas ou simples vestígios, cujos pequenas quantidades, presentes em quantidades mínimas ou simples vestígios, cujos teores podem variar muito, segundo condições de produção de leite. Os principais teores podem variar muito, segundo condições de produção de leite. Os principais oligoelementos são: zinco, iodo, ferro, molibdênio, flúor, selênio, cobalto e magnésio. oligoelementos são: zinco, iodo, ferro, molibdênio, flúor, selênio, cobalto e magnésio.
Encontram-se também no leite microrganismos como bactérias, vírus, fungos e Encontram-se também no leite microrganismos como bactérias, vírus, fungos e leveduras. Quando submetidos a processos de pasteurização ou UHT (Ultra Hight leveduras. Quando submetidos a processos de pasteurização ou UHT (Ultra Hight Temperature
Temperature) ) os microorganismos são eliminados e repostos (fermentos) quando o os microorganismos são eliminados e repostos (fermentos) quando o leiteleite é utilizado para produção de produtos fermentados como queijos e iogurtes. Nestes é utilizado para produção de produtos fermentados como queijos e iogurtes. Nestes casos, os microrganismos ajudam a melhorar aroma, sabor e na conservação destes casos, os microrganismos ajudam a melhorar aroma, sabor e na conservação destes produtos.
produtos.
A utilização de água pela indústria pode ocorrer de diversas formas, tais como: A utilização de água pela indústria pode ocorrer de diversas formas, tais como: incorporação ao produto; lavagens de máquinas, tubulações e pisos; águas de sistemas incorporação ao produto; lavagens de máquinas, tubulações e pisos; águas de sistemas de resfriamento e geradores de vapor; águas utilizadas diretamente nas etapas do de resfriamento e geradores de vapor; águas utilizadas diretamente nas etapas do processo industrial ou incorporadas aos produtos; esgotos sanitários dos funcionários. processo industrial ou incorporadas aos produtos; esgotos sanitários dos funcionários.
Ex
Exceceto to pepelolos s vovolulumemes s de de ágáguauas s inincocorprpororadados os aoaos s prprododututos os e e pepelalas s peperdrdas as popor r evaporação, as águas tornam-se contaminadas por resíduos do processo industrial ou evaporação, as águas tornam-se contaminadas por resíduos do processo industrial ou pelas perdas de energia térmica, originando assim os efluentes líquidos. Os efluentes pelas perdas de energia térmica, originando assim os efluentes líquidos. Os efluentes líquidos ao serem despejados com os seus poluentes característicos causam a alteração líquidos ao serem despejados com os seus poluentes característicos causam a alteração de qualidade nos corpos receptores e conseqüentemente a sua poluição (degradação). de qualidade nos corpos receptores e conseqüentemente a sua poluição (degradação).
Historica
Historicamente o mente o desenvolvidesenvolvimento urbano e mento urbano e industrial ocorreu ao longo dos industrial ocorreu ao longo dos riosrios devido à disponibilidade de água para abastecimento e a possibilidade de utilizar o rio devido à disponibilidade de água para abastecimento e a possibilidade de utilizar o rio como corpo receptor dos dejetos. A poluição hídrica pode ser definida como qualquer como corpo receptor dos dejetos. A poluição hídrica pode ser definida como qualquer alteração física, química ou biológica da qualidade de um corpo hídrico, capaz de alteração física, química ou biológica da qualidade de um corpo hídrico, capaz de ultrapassar os padrões estabelecidos para a classe, conforme o seu uso preponderante. ultrapassar os padrões estabelecidos para a classe, conforme o seu uso preponderante. Considera-se a ação dos agentes: físicos materiais (sólidos em suspensão) ou formas de Considera-se a ação dos agentes: físicos materiais (sólidos em suspensão) ou formas de energia (calorífica e radiações); químicos (substâncias dissolvidas ou com potencial energia (calorífica e radiações); químicos (substâncias dissolvidas ou com potencial solubilização); biológicos (microorganismos).
solubilização); biológicos (microorganismos). Os
Os efeflueluententes s inindusdustritriais ais dodos s lalatiticícínionios s são são orioriundundos os das das divdiversersas as etetapaapas s dede lavagens de pisos e equipamentos que arrastam resíduos de leite e seus derivados lavagens de pisos e equipamentos que arrastam resíduos de leite e seus derivados incluindo também produtos de limpeza. A qualidade dos efluentes varia em função dos incluindo também produtos de limpeza. A qualidade dos efluentes varia em função dos produtos industrializ
produtos industrializados (resfriamento e ados (resfriamento e ensacameensacamento, fabricação de nto, fabricação de queijos, yogurtes,queijos, yogurtes, manteiga, requeijão, leite em pó, etc.), capacidade de produção, “lay-out” industrial, manteiga, requeijão, leite em pó, etc.), capacidade de produção, “lay-out” industrial, tecnologia utilizada para a higienização das instalações e qualidade do leite utilizado. tecnologia utilizada para a higienização das instalações e qualidade do leite utilizado.
A minimização da geração de efluentes pode ser conseguida desde que sejam A minimização da geração de efluentes pode ser conseguida desde que sejam uti
utililizazadas das memmembrabranas nas fifiltltranrantetes s com com reureuso so de de águágua a e e inincorcorporporaçação ão do do rejrejeieito to nana produção industrial
produção industrial. O . O tratamenttratamento dos o dos efluenteefluentes gerados pode s gerados pode ser conseguido através deser conseguido através de diversos tipos de processos tais como;
diversos tipos de processos tais como;
•
• PreliminarPreliminar (separação de gorduras, utilizando-se caixas de gordura);(separação de gorduras, utilizando-se caixas de gordura); •
• PrimárioPrimário: flotação com o auxílio da coagulação química para a remoção de: flotação com o auxílio da coagulação química para a remoção de
gorduras. gorduras.
•
• SecundárioSecundário (lodos ativados, biodigestor, ou lagoas).(lodos ativados, biodigestor, ou lagoas).
É fundamental o aproveitamento do soro do leite, que não deve ser descartado para É fundamental o aproveitamento do soro do leite, que não deve ser descartado para o efluente.
o efluente.
Os efluentes brutos apresentam uma rápida alteração do pH devido à fermentação Os efluentes brutos apresentam uma rápida alteração do pH devido à fermentação láctica, o que deve ser considerado em relação aos materiais empregados na execução do láctica, o que deve ser considerado em relação aos materiais empregados na execução do sistema de tratamento.Os efluentes tratados apresentam concentrações inferiores a 10 mg sistema de tratamento.Os efluentes tratados apresentam concentrações inferiores a 10 mg O2 relação a DQO. Isto demonstra a excelente biodegradabilidade dos efluentes pois / L no O2 relação a DQO. Isto demonstra a excelente biodegradabilidade dos efluentes pois / L no na indústria de laticínios pode-se obter DQO superiores a 7.000 mg O2 efluente bruto. A na indústria de laticínios pode-se obter DQO superiores a 7.000 mg O2 efluente bruto. A poluição origina-se devido a perdas de
poluição origina-se devido a perdas de energia, produtos e matérias primas, ou energia, produtos e matérias primas, ou seja, devidoseja, devido à ineficiência dos processos industriais. O ponto fundamental é compatibilizar a produção à ineficiência dos processos industriais. O ponto fundamental é compatibilizar a produção industrial com a conservação do meio ambiente que nos cerca. Somente a utilização de industrial com a conservação do meio ambiente que nos cerca. Somente a utilização de
técnica de controle não é suficiente, mas é importante a busca incessante da eficiência técnica de controle não é suficiente, mas é importante a busca incessante da eficiência industrial, sem a qual a indústria torna-se obsoleta e é fechada pelo próprio mercado. A industrial, sem a qual a indústria torna-se obsoleta e é fechada pelo próprio mercado. A eficiência industrial é o primeiro passo para a eficiência ambiental. A poluição pelos eficiência industrial é o primeiro passo para a eficiência ambiental. A poluição pelos efluentes líquidos industriais deve ser controlada inicialmente pela redução de perdas nos efluentes líquidos industriais deve ser controlada inicialmente pela redução de perdas nos processos, incluindo a utilização de processos mais modernos, arranjo geral otimizado, processos, incluindo a utilização de processos mais modernos, arranjo geral otimizado, redução do consumo de água incluindo as lavagens de equipamentos e pisos industriais, redução do consumo de água incluindo as lavagens de equipamentos e pisos industriais, redução de perdas de produtos ou descarregamentos desses ou de matérias primas na rede redução de perdas de produtos ou descarregamentos desses ou de matérias primas na rede coletora. A manutenção também é fundamental para a
coletora. A manutenção também é fundamental para a redução de perdas por redução de perdas por vazamentvazamentos eos e desperdício de energia. Além da verificação da eficiência do processo deve-se questionar desperdício de energia. Além da verificação da eficiência do processo deve-se questionar se este é o mais moderno, considerando-se a viabilidade técnica e econômica. Após a se este é o mais moderno, considerando-se a viabilidade técnica e econômica. Após a otimização do processo industrial, as perdas causadoras da poluição hídrica devem ser otimização do processo industrial, as perdas causadoras da poluição hídrica devem ser controladas utilizando-se sistemas de tratamento de efluentes líquidos.
controladas utilizando-se sistemas de tratamento de efluentes líquidos.
2.0
2.0
Composição dos efluentes de laticínios
Composição dos efluentes de laticínios
O
O efefluluenente te gegerarado do na na hihigigienenizizaçação ão cocompmpõe õe um um lilicocor r ririco co em em gogordrdururasas,, carboidrato
carboidratos s (lactose, principalme(lactose, principalmente) e nte) e proteínas (caseínas, principalmeproteínas (caseínas, principalmente) que nte) que passampassam a ser
a ser contamincontaminantes se lançado diretamente em corpos antes se lançado diretamente em corpos receptores.receptores.
Os poluentes inorgânicos, em especial nitrogênio e fósforo, são gerados em Os poluentes inorgânicos, em especial nitrogênio e fósforo, são gerados em grande quantidade em processadoras de laticínios, uma vez que o leite possui cerca de grande quantidade em processadoras de laticínios, uma vez que o leite possui cerca de 3% de proteínas e 1.000 mg/L de fósforo. Embora essenciais como nutrientes para 3% de proteínas e 1.000 mg/L de fósforo. Embora essenciais como nutrientes para trat
tratamenamentos tos biolbiológicógicos, os, quanquando do em em excexcessoesso, , ocaocasionsionam am extrextrapolapolaçõeações s do do efluefluenteente gerado, o que pode vir a causar a eutrofização dos rios. O valor característico da DQO gerado, o que pode vir a causar a eutrofização dos rios. O valor característico da DQO para efluente industrial de laticínio é de aproximadamente de 2 g/L3 Cenário do para efluente industrial de laticínio é de aproximadamente de 2 g/L3 Cenário do
emprego da filtração tangencial em efluentes de laticínios emprego da filtração tangencial em efluentes de laticínios
N
Na a inindúdúststriria a de de lalatiticícíniniosos, , os os prprococesessosos s de de sesepapararaçãção o cocom m memembmbrarananass apresentam um grande potencial para o tratamento de
apresentam um grande potencial para o tratamento de efluenteefluentes, visto que seria s, visto que seria possívelpossível atingir a redução da carga orgânica. O reuso e o reciclo de efluentes surge como uma atingir a redução da carga orgânica. O reuso e o reciclo de efluentes surge como uma alternativa para a minimização do lançamento de efluentes, evitando a sobrecarga nos alternativa para a minimização do lançamento de efluentes, evitando a sobrecarga nos sistemas de tratamento e servindo como uma ferramenta na redução de custos. O sistemas de tratamento e servindo como uma ferramenta na redução de custos. O concentrado obtido (carga orgânica) pode ser reaproveitado, uma vez que a legislação concentrado obtido (carga orgânica) pode ser reaproveitado, uma vez que a legislação vigente permite a adição de sólidos de origem láctea como ingrediente de vários vigente permite a adição de sólidos de origem láctea como ingrediente de vários produtos lácteos com baixa umidade, adicionados de sacarose, como por exemplo, o produtos lácteos com baixa umidade, adicionados de sacarose, como por exemplo, o
doce de leite e o leite condensado. doce de leite e o leite condensado.
A Figura ilustra o processo integrado para a redução da carga poluidora nos efluentes de laticínios. A Figura ilustra o processo integrado para a redução da carga poluidora nos efluentes de laticínios.
Os processos com membrana surgiram como uma nova classe de processos de Os processos com membrana surgiram como uma nova classe de processos de separação que utiliza membranas como uma barreira seletiva, que separa duas fases, separação que utiliza membranas como uma barreira seletiva, que separa duas fases, restringindo total ou parcialmente o transporte de uma ou várias espécies presentes na restringindo total ou parcialmente o transporte de uma ou várias espécies presentes na fase. Uma membrana é
fase. Uma membrana é uma fase permeável ou uma fase permeável ou semipermeásemipermeável, freqüentemente um finovel, freqüentemente um fino polímero sólido que restringe o
polímero sólido que restringe o movimento de certas espécies. A aplicação de movimento de certas espécies. A aplicação de processosprocessos com membranas tem sido motivada pelas vantagens que os mesmos apresentam em com membranas tem sido motivada pelas vantagens que os mesmos apresentam em rel
relaçação ão às às opeoperaçrações ões clclássássicaicas. s. As As priprincncipaipais is vanvantatagegens ns são são que que esesses ses proprocecessossoss geralmente são atérmicos, não envolvem mudança de fase, não necessitam de aditivos geralmente são atérmicos, não envolvem mudança de fase, não necessitam de aditivos químicos, são simples em conceito e operação, são modulares e apresentam facilidade químicos, são simples em conceito e operação, são modulares e apresentam facilidade para realização de ampliação de escala, necessitam de baixo consumo de energia, para realização de ampliação de escala, necessitam de baixo consumo de energia,
apresentam um uso racional de
apresentam um uso racional de matérias primas e recuperação de matérias primas e recuperação de subprodutosubprodutos.s.
As principais limitações da tecnologia de membranas são a fragilidade das As principais limitações da tecnologia de membranas são a fragilidade das membranas e a deposição de substâncias na sua superfície. O uso de pressões elevadas, membranas e a deposição de substâncias na sua superfície. O uso de pressões elevadas, como no caso da osmose inversa, as paradas para limpezas e as limitações práticas do como no caso da osmose inversa, as paradas para limpezas e as limitações práticas do ní
nívevel l mámáxiximo mo de de coconcncenentrtraçação ão a a seser r atatiningigido do tatambmbém ém popodedem m seser r cicitatadodos s cocomomo desvantag
desvantagens do ens do processo.processo.
A osmose reversa (ou osmose inversa) é um processo de remoção de água por A osmose reversa (ou osmose inversa) é um processo de remoção de água por alta pressão, para concentração de soluções com
alta pressão, para concentração de soluções com componentcomponentes de es de baixo peso molecular,baixo peso molecular, ou clarificação de efluentes, com alta eficiência energética, que objetiva a separação de ou clarificação de efluentes, com alta eficiência energética, que objetiva a separação de solutos iônicos, (orgânicos e inorgânicos) e macromoléculas de correntes aquosas e solutos iônicos, (orgânicos e inorgânicos) e macromoléculas de correntes aquosas e utiliza alimentação tangencia. A
utilizado para concentrar e purificar componentes de peso molecular médio a alto, tais utilizado para concentrar e purificar componentes de peso molecular médio a alto, tais como proteínas lácteas, carboidratos e enzimas. A
como proteínas lácteas, carboidratos e enzimas. A nanofiltraçãonanofiltração é um processo deé um processo de filtração entre
filtração entre ultrafiltraçãoultrafiltração e osmose inversa que proporciona separações altamentee osmose inversa que proporciona separações altamente específicas de componentes com baixo peso molecular, tais como açúcares de minerais específicas de componentes com baixo peso molecular, tais como açúcares de minerais dissolvidos e sais. A
dissolvidos e sais. A microfiltraçãomicrofiltração é um processo de separação de componentes emé um processo de separação de componentes em suspensão com alto peso molecular e de
suspensão com alto peso molecular e de compostos coloidcompostos coloidais gerados pela dissolução deais gerados pela dissolução de sólidos, em baixas pressões.
sólidos, em baixas pressões.
O fracionamento do efluente de laticínios em permeado e rejeito abre a
O fracionamento do efluente de laticínios em permeado e rejeito abre a hipótesehipótese para uso das duas correntes. O permeado apresenta uma concentração moderada de para uso das duas correntes. O permeado apresenta uma concentração moderada de matéria orgânica (basicamente lactose, elevando a DQO), dificultando sua aplicação. matéria orgânica (basicamente lactose, elevando a DQO), dificultando sua aplicação. No entanto, o enxágue inicial, que visa à remoção grosseira, poderia ser testado com No entanto, o enxágue inicial, que visa à remoção grosseira, poderia ser testado com esta corrente, com o permeado poderia reduzir o volume de água fresca utilizada para o esta corrente, com o permeado poderia reduzir o volume de água fresca utilizada para o enx
enxágüágüe e popostesteriorior. r. EmbEmbora ora a a ututililizaização ção de de memmembrabranas nas seseja ja paspassívsível el de de remremoçoçãoão microbiológica, há o risco da recontaminação, uma vez que o permeado ainda contém microbiológica, há o risco da recontaminação, uma vez que o permeado ainda contém uma considerável concentração de açúcares (lactose). Uma reutilização imediata seria uma considerável concentração de açúcares (lactose). Uma reutilização imediata seria necessária para evitar tais problemas. De qualquer modo, o sistema teria ainda como necessária para evitar tais problemas. De qualquer modo, o sistema teria ainda como garantias a limpeza CIP, que visa à remoção de matéria orgânica, sais minerais, e garantias a limpeza CIP, que visa à remoção de matéria orgânica, sais minerais, e também a
também a descontadescontaminação microbiológica (ou minação microbiológica (ou sanitizasanitização), se ção), se necessárianecessária..
Na indústria de laticínios, uma promissora alternativa seria a aplicação deste Na indústria de laticínios, uma promissora alternativa seria a aplicação deste concentrado, rico em proteínas e gorduras, em subprodutos lácteos, substituindo-se concentrado, rico em proteínas e gorduras, em subprodutos lácteos, substituindo-se parcialmente a matéria prima por este concentrado. A adição de sólidos de origem láctea parcialmente a matéria prima por este concentrado. A adição de sólidos de origem láctea
é
é pepermirmititida da pelpela a lelegisgislalação ção brabrasilsileieira ra (BR(BRASIASIL, L, 191997) 97) e e já já vem vem sensendo do exeexecutcutadaada comercialmente por algumas empresas do ramo, utilizando-se, entretanto, o leitelho comercialmente por algumas empresas do ramo, utilizando-se, entretanto, o leitelho (soro resultante do batimento da manteiga) ou mesmo o soro de queijo para esse fim. (soro resultante do batimento da manteiga) ou mesmo o soro de queijo para esse fim. So
Somementnte e o o efefluluenente te do do enenxáxágugue e ininiciciaial l seseriria a apaproroveveititadado o papara ra seser r ininseserirido do emem subprodutos
subprodutos, pois , pois os enxágues posteriores carregam consigo os os enxágues posteriores carregam consigo os resíduos de hidróxido deresíduos de hidróxido de sódio ou ácido nítrico, soluções estas utilizadas para a limpeza CIP do sistema. Além sódio ou ácido nítrico, soluções estas utilizadas para a limpeza CIP do sistema. Além disso, uma etapa de pasteurização após a filtração torna-se necessária, uma vez que, se o disso, uma etapa de pasteurização após a filtração torna-se necessária, uma vez que, se o resíduo for proveniente de um tanque de leite in natura, este efluente possui ainda resíduo for proveniente de um tanque de leite in natura, este efluente possui ainda grande carga microbiana, garantindo também a possibilidade de um armazenamento grande carga microbiana, garantindo também a possibilidade de um armazenamento temporário do
temporário do concentradconcentrado.o. Vantagens ambientai
Vantagens ambientais e s e econômiceconômicas para as para a recuperação dos a recuperação dos compostos solúveiscompostos solúveis e suspensos nos efluentes de laticínios A redução do volume lançado e a minimização e suspensos nos efluentes de laticínios A redução do volume lançado e a minimização
da carga do efluente da indústria de laticínios podem ser abordadas com duplo foco. O da carga do efluente da indústria de laticínios podem ser abordadas com duplo foco. O primeiro se refere à redução do consumo de água, a qual é obtida por meio da primeiro se refere à redução do consumo de água, a qual é obtida por meio da prevenção. A segunda abordagem é realizada com o tratamento “in plant”, na qual prevenção. A segunda abordagem é realizada com o tratamento “in plant”, na qual processos são instalados em complementação aos tradicionais, buscando remover a processos são instalados em complementação aos tradicionais, buscando remover a
carga orgânica do efluente e recuperando um concentrado para a reutilização. carga orgânica do efluente e recuperando um concentrado para a reutilização.
Considerando o volume de produção de uma indústria de laticínios de grande Considerando o volume de produção de uma indústria de laticínios de grande porte do Rio Grande do Sul, que possui um valor de 571.725 T/dia para a produção de porte do Rio Grande do Sul, que possui um valor de 571.725 T/dia para a produção de
leite UHT brik, 93.344 T/dia para a produção de
leite UHT brik, 93.344 T/dia para a produção de leite UHT garrafa e 15.622 T/dia para aleite UHT garrafa e 15.622 T/dia para a produção de creme brik e lata, o volume de efluente gerado e encaminhado para a produção de creme brik e lata, o volume de efluente gerado e encaminhado para a
Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) será
Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) será de aproximadamentde aproximadamente 680.000 L/dia.e 680.000 L/dia. As
Assusumimindndo o quque e cecercrca a de de 8080% % dedestste e vovolulume me de de efefluluenente te prprododuzuzidido o sesejaja proveniente do processo de higienização (CIP) e, destes, 80% sejam provenientes da proveniente do processo de higienização (CIP) e, destes, 80% sejam provenientes da etapa de pré enxágüe, logo o volume de efluente que seria retirado da ETE seria de etapa de pré enxágüe, logo o volume de efluente que seria retirado da ETE seria de aproximadamente 435.200 L/dia.
aproximadamente 435.200 L/dia.
O fluxo da corrente de permeado obtido para o processo de osmose inversa para O fluxo da corrente de permeado obtido para o processo de osmose inversa para águas residuárias obtidas pelo primeiro enxágüe -2 -1 h . Sendo assim, seria possível águas residuárias obtidas pelo primeiro enxágüe -2 -1 h . Sendo assim, seria possível assumir, para o dos equipamentos foi de 30 kg.m volume de 435.200 L/dia de água assumir, para o dos equipamentos foi de 30 kg.m volume de 435.200 L/dia de água res
residuiduáriária a proprovenvenieiente nte do do priprimeimeiro ro enxenxágüágüe e dos dos eqequipuipameamentontos, s, que que o o volvolume ume dede permeado gerado após o processo de
permeado gerado após o processo de osmose inversa seria de aproximadamente 130.500osmose inversa seria de aproximadamente 130.500 L/dia e o volume de rejeito contendo os sólidos solúveis de aproximadamente 304.700 L/dia e o volume de rejeito contendo os sólidos solúveis de aproximadamente 304.700 L/dia. A caracterização das correntes de permeado e rejeito torna-se indispensável para L/dia. A caracterização das correntes de permeado e rejeito torna-se indispensável para seu posterior reuso nos processos industriais. A aplicação de qualquer corrente com seu posterior reuso nos processos industriais. A aplicação de qualquer corrente com contamina
contaminação proveniente dos processos de ção proveniente dos processos de filtraçãfiltração ou o ou armazenamearmazenamento, mesmo após nto, mesmo após aa pasteurização, teria conseqüências desastrosas após o consumo humano dos produtos pasteurização, teria conseqüências desastrosas após o consumo humano dos produtos subseqüentes. Assim, os parâmetros microbiológicos, que são conhecidos através da subseqüentes. Assim, os parâmetros microbiológicos, que são conhecidos através da literatura e da legislação, devem ser
literatura e da legislação, devem ser respeitadrespeitados através de os através de procedimenprocedimentos adequados detos adequados de manipulação e de operações com as correntes obtidas para que o retorno destas ao manipulação e de operações com as correntes obtidas para que o retorno destas ao processo industrial seja possível.
processo industrial seja possível. Alé
Além m dos dos parparâmeâmetrotros s mimicrocrobiobiológlógicicos, os, é é de de indindispispensensávável el coconhenhecicimemento nto aa ca
cararactctererizizaçação ão dodos s cocompmpononenentetes s dedeststas as duduas as cocorrrrenentetes s papara ra a a adadeqequauaçãção o nono processamento. Segundo dados, é possível reintroduzir a corrente do permeado como processamento. Segundo dados, é possível reintroduzir a corrente do permeado como
água de processo com
de piso, caminhões, ou como água de caldeira ou resfriamento. Já a corrente do rejeito, de piso, caminhões, ou como água de caldeira ou resfriamento. Já a corrente do rejeito, apre
apresentsenta a caracaractecterístirísticas cas que que concconcedem edem sua sua reinreintrodtrodução no ução no procprocesso para esso para fins defins de consumo humano. Analisando os dados apresentados, referentes à água resultante, de consumo humano. Analisando os dados apresentados, referentes à água resultante, de acordo com as características físico-químicas, esta não necessitaria passar pela estação acordo com as características físico-químicas, esta não necessitaria passar pela estação de tratamento de efluentes, sendo inclusive passível de utilização direta na indústria: de tratamento de efluentes, sendo inclusive passível de utilização direta na indústria: lavagem de caminhões, pisos e sanitários.
lavagem de caminhões, pisos e sanitários.
A reinserção de aproximadamente 130.500 L /dia de água residuária recuperada no A reinserção de aproximadamente 130.500 L /dia de água residuária recuperada no pr
proceocesso sso indindustustriarial, l, conconsisiderderandando o o o volvolume ume de de efeflueluente nte gegeradrado o pelpela a inindúsdústritria a dede laticínios de grande porte do Rio Grande do Sul, que é de aproximadamente 680.000 laticínios de grande porte do Rio Grande do Sul, que é de aproximadamente 680.000 L/dia, acarretaria em grande economia no consumo de água pela indústria e intensa L/dia, acarretaria em grande economia no consumo de água pela indústria e intensa diminuiç
diminuição do ão do impacto ambientaimpacto ambiental que l que seria causado tanto pela entrada seria causado tanto pela entrada desta quantidadedesta quantidade de água contendo sólidos solúveis orgânicos no meio ambiente, quanto pela retirada de água contendo sólidos solúveis orgânicos no meio ambiente, quanto pela retirada deste volume dos mananciais e lençóis d'água, que poderiam ser preservados.
deste volume dos mananciais e lençóis d'água, que poderiam ser preservados.
3.0
No total, o tratamento dos resíduos industriais é dividido em 5 etapas: No total, o tratamento dos resíduos industriais é dividido em 5 etapas: pré-tratamento, tratamento químico, tratamento físico, tratamento anaeróbio e desidratação tratamento, tratamento químico, tratamento físico, tratamento anaeróbio e desidratação do resíduo gerado na ETE, ou
do resíduo gerado na ETE, ou tratamenttratamento do o do lodo.lodo. O
O Pré-tratamentoPré-tratamento coconsnsisiste te na na reremomoçãção o de de arareieia a e e gogordrdurura a popor r memeio io dede gradeamento. Todo o despejo gerado na fábrica vai para a estação de tratamento, onde gradeamento. Todo o despejo gerado na fábrica vai para a estação de tratamento, onde passa por uma peneira estática que separa e elimina a parte composta por materiais passa por uma peneira estática que separa e elimina a parte composta por materiais sólidos de maiores dimensões. O tanque separador de areia e gordura remove sólidos sólidos de maiores dimensões. O tanque separador de areia e gordura remove sólidos pesados de pequenas dimensões pelo processo de sedimentação com ar comprimido — pesados de pequenas dimensões pelo processo de sedimentação com ar comprimido —
sistema Air-Lift — e materiais graxos pelo
sistema Air-Lift — e materiais graxos pelo processo de flotação, utilizanprocesso de flotação, utilizando um do um raspador raspador mecânico. O efluente isento de areia e material graxo verte, então, para o tanque de mecânico. O efluente isento de areia e material graxo verte, então, para o tanque de equalização,onde se inicia o processo químico.
No
No Tratamento químicoTratamento químico, o tanque de equalização garante que a mistura dos, o tanque de equalização garante que a mistura dos efluentes provenientes do processo industrial seja homogênea quanto às características efluentes provenientes do processo industrial seja homogênea quanto às características físico-químicas. O efluente equalizado contém partículas pequenas de baixo peso e físico-químicas. O efluente equalizado contém partículas pequenas de baixo peso e partículas coloidais. Para que possam ser removidas no processo físico, elas devem partículas coloidais. Para que possam ser removidas no processo físico, elas devem
aglomerar-se e os flocos tornarem-se espessos. aglomerar-se e os flocos tornarem-se espessos.
,,
Pa
Para ra tatantnto, o, papassssam am papara ra oo tantanque que de de flofloculculaçãaçãoo, , ondonde e são são adiadicicionaonadosdos reagentes químicos (Polieletrolito, Cloreto Férrico, Ácido Sulfúrico e Soda Cáustica) reagentes químicos (Polieletrolito, Cloreto Férrico, Ácido Sulfúrico e Soda Cáustica) cujas dosagens são obtidas por meio de
cujas dosagens são obtidas por meio de ensaios laboratoriensaios laboratoriais. Com o ais. Com o objetivo de retirar,objetivo de retirar, de forma contínua, os materiais em suspensão, no Tratamento físico o efluente vai para de forma contínua, os materiais em suspensão, no Tratamento físico o efluente vai para um tanque de flotação. Lá recebe micro-bolhas de ar por meio de um balão de um tanque de flotação. Lá recebe micro-bolhas de ar por meio de um balão de pressurização para diminuir a densidade dos materiais em suspensão (lodo), que vão à pressurização para diminuir a densidade dos materiais em suspensão (lodo), que vão à
superfíci
O efluente tratado verte para uma canaleta, de onde parte para a
O efluente tratado verte para uma canaleta, de onde parte para a rede de esgotos, com asrede de esgotos, com as característ
características exigidas pelo Artigo icas exigidas pelo Artigo 19A.19A.
A
A segunda fasesegunda fase do processo é odo processo é o Tratamento AnaeróbioTratamento Anaeróbio, Por meio de um, Por meio de um Reator Anaeróbio de Fluxo
Reator Anaeróbio de Fluxo AscendenteAscendente, um , um tanque com bactérias anaeróbias, a matériatanque com bactérias anaeróbias, a matéria orgânica contida nos efluentes líquidos serve de alimento aos microorganismos e são orgânica contida nos efluentes líquidos serve de alimento aos microorganismos e são assim “digeridas” pela transformação anaeróbia. A finalidade da digestão de efluentes assim “digeridas” pela transformação anaeróbia. A finalidade da digestão de efluentes líquidos é reduzir a matéria orgânica complexa presente nos mesmos, para transformá-la líquidos é reduzir a matéria orgânica complexa presente nos mesmos, para transformá-la em um estado mais estável.
em um estado mais estável.
Tipo de tratamento –
Tipo de tratamento – Reator anaeróbico de fluxo ascendente, unitank (conjunto de tanques de Reator anaeróbico de fluxo ascendente, unitank (conjunto de tanques de aeração e clarificação) com polimento final;aeração e clarificação) com polimento final;
A
A última faseúltima fase é a Desidratação do resíduo gerado na ETE, ou desidratação doé a Desidratação do resíduo gerado na ETE, ou desidratação do lodo, por meio de centrifugação. Todo lodo gerado no processo de flotação é adensado lodo, por meio de centrifugação. Todo lodo gerado no processo de flotação é adensado em uma centrífuga horizontal, que o separa do efluente clarificado. A torta desidratada é em uma centrífuga horizontal, que o separa do efluente clarificado. A torta desidratada é
recolhida em caçambas e encaminha
recolhida em caçambas e encaminhada ao aterro da ao aterro industrialindustrial. De acordo . De acordo com o químico, ocom o químico, o tratamento do efluente faz com que 97% dos poluentes sejam eliminados antes que o tratamento do efluente faz com que 97% dos poluentes sejam eliminados antes que o despejo industri
despejo industrial chegue à rede pública, onde será tratado mais uma al chegue à rede pública, onde será tratado mais uma vez para, então, ser vez para, então, ser jogado no Rio Tietê. Ou
jogado no Rio Tietê. Ou seja, as 4,5 toneladas de resíduos tratados diariamente resultamseja, as 4,5 toneladas de resíduos tratados diariamente resultam em 144 quilos de resíduos que são dispostos no aterro industrial . Esse resíduo pertence em 144 quilos de resíduos que são dispostos no aterro industrial . Esse resíduo pertence à classe 2, de acordo com a classificação da NBR 10.004, ou seja, resíduo não inerte e à classe 2, de acordo com a classificação da NBR 10.004, ou seja, resíduo não inerte e não perigoso. Os investimentos na Estação de Tratamento de Efluentes, em suas duas não perigoso. Os investimentos na Estação de Tratamento de Efluentes, em suas duas fases, alcançaram a cifra dos US$ 3,5 milhões, dos quais US$ 2 milhões provenientes de fases, alcançaram a cifra dos US$ 3,5 milhões, dos quais US$ 2 milhões provenientes de recursos próprios e US$ 1,5
recursos próprios e US$ 1,5 milhão financiamilhão financiados pelo Banco Mundial, por intermédio dodos pelo Banco Mundial, por intermédio do Banespa. Parte desta verba foi utilizada na construção dos oito tanques da estação, os Banespa. Parte desta verba foi utilizada na construção dos oito tanques da estação, os quais foram construídos em concreto armado e revestidos com fibras e aplicações quais foram construídos em concreto armado e revestidos com fibras e aplicações químicas de impermeabilizantes e materiais resistentes a ácido e soda.
químicas de impermeabilizantes e materiais resistentes a ácido e soda.
Os processos com membrana surgiram como uma nova classe de processos de Os processos com membrana surgiram como uma nova classe de processos de separação que utiliza membranas como uma barreira seletiva, que separa duas fases, separação que utiliza membranas como uma barreira seletiva, que separa duas fases, restringindo total ou parcialmente o transporte de uma ou várias espécies presentes na restringindo total ou parcialmente o transporte de uma ou várias espécies presentes na fase . Uma
fase . Uma membrana é uma fase permeável ou semipermeável, freqüentementmembrana é uma fase permeável ou semipermeável, freqüentemente um e um finofino polímero sólido que restringe o
polímero sólido que restringe o movimento de certas espécies. A aplicação de movimento de certas espécies. A aplicação de processosprocessos com membranas tem sido motivada pelas vantagens que os mesmos apresentam em com membranas tem sido motivada pelas vantagens que os mesmos apresentam em rel
relaçação ão às às opeoperaçrações ões clclássássicaicas. s. As As priprincncipaipais is vanvantatagegens ns são são que que esesses ses proprocecessossoss geralmente são atérmicos, não envolvem mudança de fase, não necessitam de aditivos geralmente são atérmicos, não envolvem mudança de fase, não necessitam de aditivos químicos, são simples em conceito e operação, são modulares e apresentam facilidade químicos, são simples em conceito e operação, são modulares e apresentam facilidade
para realização de ampliação de escala, necessitam de baixo consumo de energia, para realização de ampliação de escala, necessitam de baixo consumo de energia,
apresentam um uso racional de matérias primas e recuperação de subprodutos . apresentam um uso racional de matérias primas e recuperação de subprodutos .
As principais limitações da tecnologia de membranas são a fragilidade das As principais limitações da tecnologia de membranas são a fragilidade das membranas e a deposição de substâncias na sua superfície. O uso de pressões elevadas, membranas e a deposição de substâncias na sua superfície. O uso de pressões elevadas, como no caso da osmose inversa, as paradas para limpezas e as limitações práticas do como no caso da osmose inversa, as paradas para limpezas e as limitações práticas do ní
nívevel l mámáxiximo mo de de coconcncenentrtraçação ão a a seser r atatiningigido do tatambmbém ém popodedem m seser r cicitatadodos s cocomomo des
desvavantantagengens ds do o proprocecessosso.. A osmoA osmose revese reversa (ou osmrsa (ou osmose invose inversersa) é a) é um procum procesesso deso de remoção de água por alta pressão, para concentração de soluções com componentes de remoção de água por alta pressão, para concentração de soluções com componentes de baixo peso molecular, ou clarificação de efluentes, com alta eficiência energética, que baixo peso molecular, ou clarificação de efluentes, com alta eficiência energética, que objetiva a separação de solutos iônicos, (orgânicos e inorgânicos) e macromoléculas de objetiva a separação de solutos iônicos, (orgânicos e inorgânicos) e macromoléculas de correntes aquosas e utiliza alimentação tangencia. A ultrafiltração é um processo de correntes aquosas e utiliza alimentação tangencia. A ultrafiltração é um processo de separação seletiva utilizado para concentrar e purificar componentes de peso molecular separação seletiva utilizado para concentrar e purificar componentes de peso molecular médio a alto, tais como proteínas lácteas, carboidratos e enzimas. A nanofiltração é um médio a alto, tais como proteínas lácteas, carboidratos e enzimas. A nanofiltração é um processo de filtração entre ultrafiltração e osmose inversa que proporciona separações processo de filtração entre ultrafiltração e osmose inversa que proporciona separações
altamente específ
altamente específicas de componentes com baixo peso icas de componentes com baixo peso moleculamolecular, tais r, tais como açúcares decomo açúcares de mi
minenerarais is didissssololvividodos s e e sasaisis. . A A mimicrcrofofililtrtraçação ão é é um um prprococesesso so de de sesepapararaçãção o dede componentes em suspensão com alto peso molecular e de compostos coloidais gerados componentes em suspensão com alto peso molecular e de compostos coloidais gerados pela dissolução de sólidos, em baixas pressões.
pela dissolução de sólidos, em baixas pressões.
O fracionamento do efluente de laticínios em permeado e rejeito abre a
O fracionamento do efluente de laticínios em permeado e rejeito abre a hipótesehipótese para uso das duas correntes. O permeado apresenta uma concentração moderada de para uso das duas correntes. O permeado apresenta uma concentração moderada de matéria orgânica (basicamente lactose, elevando a DQO), dificultando sua aplicação. matéria orgânica (basicamente lactose, elevando a DQO), dificultando sua aplicação. No entanto, o enxágue inicial, que visa à remoção grosseira, poderia ser testado com No entanto, o enxágue inicial, que visa à remoção grosseira, poderia ser testado com esta corrente, com o permeado poderia reduzir o volume de água fresca utilizada para o esta corrente, com o permeado poderia reduzir o volume de água fresca utilizada para o enx
enxágüágüe e popostesteriorior. r. EmbEmbora ora a a ututililizaização ção de de memmembrabranas nas seseja ja paspassívsível el de de remremoçoçãoão microbiológica, há o risco da recontaminação, uma vez que o permeado ainda contém microbiológica, há o risco da recontaminação, uma vez que o permeado ainda contém uma considerável concentração de açúcares (lactose). Uma reutilização imediata seria uma considerável concentração de açúcares (lactose). Uma reutilização imediata seria necessária para evitar tais problemas. De qualquer modo, o sistema teria ainda como necessária para evitar tais problemas. De qualquer modo, o sistema teria ainda como garantias a limpeza CIP, que visa à remoção de matéria orgânica, sais minerais, e garantias a limpeza CIP, que visa à remoção de matéria orgânica, sais minerais, e também a
também a descontadescontaminação microbiológica (ou minação microbiológica (ou sanitizasanitização), se ção), se necessárianecessária.. 3.1 O EFLUENTE DA INDÚSTRIA DE
3.1 O EFLUENTE DA INDÚSTRIA DE LATICÍNIOSLATICÍNIOS
Na indústria de laticínios, uma promissora alternativa seria a aplicação deste Na indústria de laticínios, uma promissora alternativa seria a aplicação deste concentrado, rico em proteínas e gorduras, em subprodutos lácteos, substituindo-se concentrado, rico em proteínas e gorduras, em subprodutos lácteos, substituindo-se
parcialmente a matéria prima por este concentrado. A adição de sólidos de origem láctea parcialmente a matéria prima por este concentrado. A adição de sólidos de origem láctea
é
é pepermirmititida da pelpela a lelegisgislalação ção brabrasilsileieira ra (BR(BRASIASIL, L, 191997) 97) e e já já vem vem sensendo do exeexecutcutadaada comercialmente por algumas empresas do ramo, utilizando-se, entretanto, o leitelho comercialmente por algumas empresas do ramo, utilizando-se, entretanto, o leitelho (soro resultante do batimento da manteiga) ou mesmo o soro de queijo para esse fim. (soro resultante do batimento da manteiga) ou mesmo o soro de queijo para esse fim. So
Somementnte e o o efefluluenente te do do enenxáxágugue e ininiciciaial l seseriria a apaproroveveititadado o papara ra seser r ininseserirido do emem subprodutos
subprodutos, pois , pois os enxágues posteriores carregam consigo os os enxágues posteriores carregam consigo os resíduos de hidróxido deresíduos de hidróxido de sódio ou ácido nítrico, soluções estas utilizadas para a limpeza CIP do sistema. Além sódio ou ácido nítrico, soluções estas utilizadas para a limpeza CIP do sistema. Além disso, uma etapa de pasteurização após a filtração torna-se necessária, uma vez que, se o disso, uma etapa de pasteurização após a filtração torna-se necessária, uma vez que, se o resíduo for proveniente de um tanque de leite in natura, este efluente possui ainda resíduo for proveniente de um tanque de leite in natura, este efluente possui ainda grande carga microbiana, garantindo também a possibilidade de um armazenamento grande carga microbiana, garantindo também a possibilidade de um armazenamento temporário do
temporário do concentradconcentrado.o. Vantagens ambientai
Vantagens ambientais e s e econômiceconômicas para as para a recuperação dos a recuperação dos compostos solúveiscompostos solúveis e suspensos nos efluentes de laticínios A redução do volume lançado e a minimização e suspensos nos efluentes de laticínios A redução do volume lançado e a minimização da carga do efluente da indústria de laticínios podem ser abordadas com duplo foco. O da carga do efluente da indústria de laticínios podem ser abordadas com duplo foco. O primeiro se refere à redução do consumo de água, a qual é obtida por meio da primeiro se refere à redução do consumo de água, a qual é obtida por meio da prevenção. A segunda abordagem é realizada com o tratamento “in plant”, na qual prevenção. A segunda abordagem é realizada com o tratamento “in plant”, na qual processos são instalados em complementação aos tradicionais, buscando remover a processos são instalados em complementação aos tradicionais, buscando remover a
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cargrga a ororgâgâninica ca do do efefluluenente te e e rerecucupeperarandndo o um um coconcncenentrtradado o papara ra a a rereututililizizaçaçãoão.. Considerando o volume de produção de uma indústria de laticínios de grande porte do Considerando o volume de produção de uma indústria de laticínios de grande porte do Rio Grande do Sul, que
Rio Grande do Sul, que possui um valor de 571.725 T/dia para a possui um valor de 571.725 T/dia para a produção de leite UHTprodução de leite UHT brik, 93.344 T/dia para a produção de leite UHT garrafa e
brik, 93.344 T/dia para a produção de leite UHT garrafa e 15.622 T/dia para a produção15.622 T/dia para a produção de creme brik e lata, o volume de efluente gerado e encaminhado para a Estação de de creme brik e lata, o volume de efluente gerado e encaminhado para a Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) será de aproximadamente 680.000 L/dia. Assumindo Tratamento de Efluentes (ETE) será de aproximadamente 680.000 L/dia. Assumindo que cerca de 80% deste volume de efluente produzido seja proveniente do processo de que cerca de 80% deste volume de efluente produzido seja proveniente do processo de higienização (CIP) e, destes, 80% sejam provenientes da etapa de pré-enxágüe, logo o higienização (CIP) e, destes, 80% sejam provenientes da etapa de pré-enxágüe, logo o volume de efluente que seria r
volume de efluente que seria retirado da ETE seria etirado da ETE seria de aproximadamente 435.200 L/dia.de aproximadamente 435.200 L/dia. O fluxo da corrente de permeado obtido para o processo de osmose inversa para O fluxo da corrente de permeado obtido para o processo de osmose inversa para águas residuárias obtidas pelo primeiro enxágüe -2 -1 h . Sendo assim, seria possível águas residuárias obtidas pelo primeiro enxágüe -2 -1 h . Sendo assim, seria possível assumir, para o dos equipamentos foi de 30 kg.m volume de 435.200 L/dia de água assumir, para o dos equipamentos foi de 30 kg.m volume de 435.200 L/dia de água res
residuiduáriária a proprovenvenieiente nte do do priprimeimeiro ro enxenxágüágüe e dos dos eqequipuipameamentontos, s, que que o o volvolume ume dede permeado gerado após o processo de
permeado gerado após o processo de osmose inversa seria de aproximadamente 130.500osmose inversa seria de aproximadamente 130.500 L/dia e o volume de rejeito contendo os sólidos solúveis de aproximadamente 304.700 L/dia e o volume de rejeito contendo os sólidos solúveis de aproximadamente 304.700 L/dia. A caracterização das correntes de permeado e rejeito torna-se indispensável para L/dia. A caracterização das correntes de permeado e rejeito torna-se indispensável para
seu posterior reuso nos processos industriais. A aplicação de qualquer corrente com seu posterior reuso nos processos industriais. A aplicação de qualquer corrente com contamina
contaminação proveniente dos processos de ção proveniente dos processos de filtraçãfiltração ou o ou armazenamearmazenamento, mesmo após nto, mesmo após aa pasteurização, teria conseqüências desastrosas após o consumo humano dos produtos pasteurização, teria conseqüências desastrosas após o consumo humano dos produtos subseqüentes. Assim, os parâmetros microbiológicos, que são conhecidos através da subseqüentes. Assim, os parâmetros microbiológicos, que são conhecidos através da literatura e da legislação, devem ser
literatura e da legislação, devem ser respeitadrespeitados através de os através de procedimenprocedimentos adequados detos adequados de manipulação e de operações com as correntes obtidas para que o retorno destas ao manipulação e de operações com as correntes obtidas para que o retorno destas ao p
prorocecesssso o ininduduststririal al seseja ja popossssívívelel. . AlAlém ém dodos s paparârâmemetrtros os mimicrcrobobioiolólógigicocos, s, é é dede indispensável conhecimento a caracterização dos componentes destas duas correntes indispensável conhecimento a caracterização dos componentes destas duas correntes para a adequação no processamento. Segundo dados, é possível reintroduzir a corrente para a adequação no processamento. Segundo dados, é possível reintroduzir a corrente
do permeado como água de processo com fins
do permeado como água de processo com fins não compatíveinão compatíveis ao consumo humano, ous ao consumo humano, ou seja, para lavagens de piso, caminhões, ou como água de caldeira ou resfriamento. Já a seja, para lavagens de piso, caminhões, ou como água de caldeira ou resfriamento. Já a corrente do rejeito, apresenta características que concedem sua reintrodução no processo corrente do rejeito, apresenta características que concedem sua reintrodução no processo para fins de consumo humano. Analisando os dados apresentados, referentes à água para fins de consumo humano. Analisando os dados apresentados, referentes à água
resultante
resultante, de , de acordo com acordo com as características físico-quías características físico-químicas, esta não micas, esta não necessitanecessitaria passar ria passar pela estação de tratamento de efluentes, sendo inclusive passível de utilização direta na pela estação de tratamento de efluentes, sendo inclusive passível de utilização direta na
indústria: lavagem de caminhões, pisos e sanitários. indústria: lavagem de caminhões, pisos e sanitários.
A reinserção de aproximadamente 130.500 L /dia de água residuária recuperada A reinserção de aproximadamente 130.500 L /dia de água residuária recuperada no processo industrial, considerando o volume de efluente gerado pela indústria de no processo industrial, considerando o volume de efluente gerado pela indústria de laticínios de grande porte do Rio Grande do Sul, que é de aproximadamente 680.000 laticínios de grande porte do Rio Grande do Sul, que é de aproximadamente 680.000 L/dia, acarretaria em grande economia no consumo de água pela indústria e intensa L/dia, acarretaria em grande economia no consumo de água pela indústria e intensa diminuiç
de água contendo sólidos solúveis orgânicos no meio ambiente, quanto pela retirada de água contendo sólidos solúveis orgânicos no meio ambiente, quanto pela retirada deste volume dos mananciais e lençóis d'água, que poderiam ser preservados.
