EFICIÊNCIA DO TRATAMENTO DE DBO EM ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE EFLUENTE DE LATICÍNIO

EFICIÊNCIA DO TRATAMENTO DE DBO EM ESTAÇÃO DE

TRATAMENTO DE EFLUENTE DE LATICÍNIO

Adrielly De Santi Bizinoto

; Magda Stella de Melo Martins

(1)

Graduada em Engenharia de Segurança do Trabalho do Instituto de Gestão e Aperfeiçoamento Pessoa – UNIGAP; Pós-Graduanda em Saneamento Ambiental, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia, Uberaba, Minas Gerais; email: adriellydesanti@gmail.com

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Coordenadora dos Cursos de Pós Graduação da Área Ambiental, Docente em Gestão Ambiental, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia, Unidade 1, Uberaba, Minas Gerais, email: magda@iftm.edu.br

RESUMO: O setor lácteo tem crescido nos últimos anos no Brasil, tendo forte importância para a

economia do país em virtude do crescente consumo de leite e derivados, bem como preocupação para o meio ambiente, em razão da disposição dos efluentes em corpos d’água. O objetivo do estudo foi analisar o nível de eficiência de tratamento DBO em estação de tratamento de efluentes em uma empresa de laticínio localizada no Triângulo Mineiro. O estudo realizado parte de uma pesquisa bibliográfica e método de pesquisa-ação que parte de elementos essenciais como: análise, coleta de dados, conceitos de problemas, planejamento da ação, execução e novas coletas de dados com o intuito de avaliação, permitindo analisar a eficiência de tratamento DBO de um laticínio. Os resultados encontrados correspondem ao tratamento DBO entre os anos de 2010 a 2014, os quais foi feita a média, para com esta retirar a eficiência. A empresa faz tratamento de efluentes baseado no método batelada. A partir dos parâmetros físico-químicos do efluente (Resolução do CONAMA) foi possível avaliar a eficiência e o processo do sistema de tratamento de efluentes utilizado na empresa, que demonstrou eficiência superior a 90%. Portanto, os parâmetros estão de acordo com os padrões da legislação vigente, demonstrando que o sistema de tratamento batelada utilizado está operando com eficiência.

Palavras-chave: Efluentes; Tratamento; Batelada; Eficiência. INTRODUÇÃO

No mundo a indústria de laticínios apresenta-se como atividade de grande importância e o Brasil é o sexto maior produtor mundial de leite, atrás dos Estados Unidos, Índia, China, Rússia e Alemanha (MAGRINI et al., 2012). Trata-se de uma indústria que em seu processo produtivo tem um grande descarte de efluentes o que propõe a estas empresas a necessidade de repensar ações capazes de minimizar o potencial poluente desses efluentes.

A indústria de laticínios possui efluentes com elevada carga orgânica constituída basicamente de leite, tendo elevada Demanda Química de Oxigênio (DBO) entre outros elementos. É considerada uma dos segmentos industriais mais poluentes em razão deste elevado consumo de água e geração de efluentes líquidos (ANDRADE, 2011). Realidade que demonstra que os efluentes gerados nas indústrias de leite podem ser grandes fontes de poluição de água devido ao grande teor de matéria orgânica. Para melhor tratamento muitas indústrias trabalham com sistemas de tratamento para amenizar o problema ambiental que estes efluentes causam ao serem dispensados em corpos d’água (BRIÃO, 2000).

O descarte inapropriado destes efluentes é fator preocupante e condenável pela legislação e diretrizes vigentes como a Resolução CONAMA 357/2005, COPAM e pelo CONAMA 430/2011. Além disso, tal ação traz alterações nos corpos hídricos, grandes impactos no ecossistema e no meio ambiente de modo geral.

Existem diversos sistemas de tratamento de efluentes que são utilizados para evitar problemas como estes no momento do descarte, entre eles está o sistema de batelada. No entanto

para que este tenha bom resultados, alcançando eficiência, deve haver acompanhamento diário de profissionais capacitados para melhor gerenciar todo o processo, buscando ainda, realizar análises físico-químicas e biológicas para que se possa ter uma melhor visão dos resultados. Estes serão avaliados e servirão para tomadas de decisões futuras, podendo mudar de sistema, melhorar o atual ou simplesmente continuar realizando-o.

A problemática de pesquisa propõe analisar a eficiência de um sistema de tratamento de uma empresa de laticínios localizada no Triângulo Mineiro, Minas Gerais, procurando realizar acompanhamento e verificar dados relevantes a DBO recebida no sistema batelada, verificando o Bruto e o Tratado, que será liberado para o rio receptor.

EFLUENTES DE LATICÍNIOS

Alguns efluentes devem ser separados dos efluentes industriais característicos da tipologia de laticínios tais como: Águas de lavagem de caminhões e veículos; derramamento de combustíveis; águas de sistemas de refrigeração contaminados com amônia e outros produtos químicos. Os efluentes líquidos do setor de laticínios abrangem ainda os esgotos gerados nos sanitários, refeitório e lavanderia da indústria.

Um dos parâmetros de controle mais utilizados para avaliar a carga orgânica presente nos efluentes líquidos de uma indústria de laticínios e a Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO). Esse parâmetro constitui-se como um indicador da concentração de matéria orgânica biodegradável nos efluentes (FIEMG e FEAM, 2014).

As características dos efluentes variam consideravelmente entre as diferentes atividades de industrialização do leite (Tabela 1).

Tabela 1: Características médias dos efluentes líquidos industriais de diferentes unidades

industriais de laticínios

Fonte: FIEMG e FEAM (2014)

Neste sentido, analisa-se esta empresa do segmento de laticínios do Triângulo Mineiro, no aspecto dos efluentes líquidos industriais, tendo como suporte a verificação de dados que comprovem a importância do tratamento de efluente pelo método de batelada.

O princípio do processo de lodos ativados com operação intermitente consiste na incorporação de todas as unidades, processos e operações, normalmente associados ao tratamento convencional de lodos ativados, em um único tanque. Utilizando um tanque único, esses processos e operações passam a ser simplesmente seqüenciais no tempo, e não unidades separadas como ocorre nos processos convencionais de fluxo contínuo.

O processo consiste de um reator de mistura completa, em que acontecem todas as etapas do tratamento. Isso e conseguido através do estabelecimento de ciclos de operação com durações definidas. A massa biológica permanece no reator durante todos os ciclos, eliminando, dessa forma, a necessidade de decantadores em separado.

Os ciclos normais de tratamento são: Enchimento (entrada de efluente no reator, apos tratamento preliminar/primário); Aeração (aeração/mistura da massa liquida contida no reator); Sedimentação (sedimentação e separação dos sólidos em suspensão do esgoto tratado); Esvaziamento (retirada do esgoto tratado do reator); Repouso (ajuste de ciclos e remoção do lodo excedente).

Figura 1: Sistema de lodos ativados de fluxo intermitente (bateladas)

Fonte: FIEMG e FEAM (2014, p.44)

O objetivo do estudo foi analisar o nível de eficiência de tratamento DBO em estação de tratamento de efluentes em uma empresa de laticínio localizada no Triângulo Mineiro.

MATERIALEMÉTODOS

Considerando os elementos técnicos de pesquisa, pode-se dizer que se trata de um estudo bibliográfico, auxiliado pelo método de pesquisa-ação.

A pesquisa bibliográfica é muito utilizada em trabalhos acadêmicos, como o presente, o qual está sendo efetuado. Segundo Gil (2007) essa pesquisa é desenvolvida a partir de material já elaborado, constituído principalmente de livros e artigos científicos. Embora, quase todos os estudos utilizem este tipo de pesquisa para fundamentar os estudos realizados sobre o tema, pois um

trabalho acadêmico baseia-se em estudos realizados como fonte de pesquisa.

Quanto ao método de pesquisa-ação este parte de elementos essenciais como: análise, coleta de dados, conceitos de problemas, planejamento da ação, execução e novas coletas de dados com o intuito de avaliação. Caso necessário volta-se às mesmas atividades, mostrando-se um processo cíclico. Este tipo de pesquisa é utilizado quando o pesquisador não quer limitar suas investigações, buscam saber mais sobre o tema abordado ou verificar o que as pessoas implicadas no estudo têm a dizer sobre o tema. A pesquisa-ação é um processo ativo, no qual se analisa a própria realidade dos dados (TRIPP, 2005).

A empresa investigada localizada na região sudeste do Brasil, no estado de Minas Gerais. O município tem seu território na região do Triângulo Mineiro. Estima-se que neste munícipio atualmente, tenha-se 25.432 habitantes.

Atualmente, a marca da empresa está consolidada e tornou-se referência forte no mercado de queijos da região, empregando cerca de 600 funcionários ao todo, divididos em setores: Agropecuário, Industrial, Controladoria e Administrativo. Possui nove linhas de produção que abrangem queijo mussarela, queijo prato, queijo minas padrão, manteiga, requeijão, queijo parmesão, queijo colonial, queijo gorgonzola e queijo montanhês; processa aproximadamente 400.000 litros de leite por dia, produz cerca de 50.000 kg de laticínios por dia e possui aproximadamente 500 colaboradores treinados e focados na fabricação de seus produtos.

Para o atendimento à condicionante da Licença de Operação, foi construída uma Estação de Tratamento de Efluentes líquidos industriais, essa ETE não recebe efluentes domésticos. O processo de tratamento implantado foi o de lodos ativados por batelada, na modalidade “aeração prolongada”. A ETE entrou em operação no dia 28 de outubro de 2002.

Na ETE foi construída as seguintes unidades: Uma elevatória para o recalque dos efluentes brutos. Dois canais de chegada dos efluentes industriais providos de tela para retenção de sólidos grosseiros; canal de desarenação; vertedor Parshall; caixa de gorduras; caixa de distribuição dos efluentes onde era dosado os nutrientes nitrogênio e fósforo, essenciais para a manutenção da cultura biológica. Dois reatores de aeração de forma cilíndrica com capacidade de, aproximadamente, 700 m3 cada um. Um sistema de fornecimento de ar através de 2 aeradores de superfície flutuantes e de alta rotação, um para cada reator e com capacidade de 40 CV cada. Leitos de secagem para o lodo biológico excedente e elevatória para o retorno do líquido drenado nos leitos de secagem.

De acordo com o projeto inicial, o sistema de tratamento foi dimensionado para tratar uma vazão média de 360 m³/dia, sendo 180 m³/dia em cada reator. A limitação no tratamento recaiu na incapacidade dos aeradores de superfície de fornecer o oxigênio necessário para a biomassa. À medida que se elevava a vazão do afluente no sistema, a qualidade do efluente tratado deteriorava-se, tornando-se turvo.

Em Outubro de 2003 foi realizada a primeira vistoria técnica para adequação da ETE (com apenas 1 ano após o start up da unidade de tratamento). Para medir a eficiência do sistema e a substituição dos aeradores existentes por um sistema de oxigenação por ar difuso, foi improvisada uma unidade-piloto ETE1 que operou no período de março a julho de 2004.

O teste efetuado para avaliar a capacidade de transferência de oxigênio dos aeradores existentes indicou uma taxa de transferência do equipamento, nas condições padrão, de 0,2 kg O2/CV.h. Segundo os dados do fabricante, o aerador possuía uma capacidade de transferência de oxigênio, na condição padrão, de 1,0 kgO2/CV.h., ou seja, o aerador de superfície era 5 vezes menos eficiente do que o declarado.

Em janeiro de 2005 o projeto já estava praticamente pronto para ser implantado. A estrutura inicial da ETE foi totalmente modificada restando apenas os 2 reatores biológicos (capacidade de 700m³ cada) da estrutura original. Onde se construiu as seguintes estruturas: unidade de desarenação com Vertedor Parshall; peneira Rotativa; tanque de equalização com capacidade de 400m³; tanques de preparo, armazenamento e dosagem das soluções químicas; e, foram acrescidos mais 2 leitos de secagem.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O parâmetro de DBO está relacionado à demanda bioquímica de oxigênio na água, ou seja, ao teor de matéria orgânica no corpo em análise. O mesmo se refere à indicação de consumo de oxigênio dissolvido. Quando a DBO se apresenta com teor elevado de matéria orgânica pode ocasionar o desaparecimento de oxigênio na água, com isso ocorre a morte da vida aquática.

A DBO total está relacionada diretamente a perdas de leite (90% – 94% da DBO do efluente), e em alguns casos essas perdas podem chegar a 2% do volume total processado na indústria (WASTEWATER, 1999 apud BRIÃO; TAVARES, 2005).

A DBO5 é o parâmetro padrão para a avaliação do potencial de poluição de efluentes líquidos em que prepondera matéria orgânica biodegradável, a exemplo do que ocorre no caso das indústrias de laticínios. É também um parâmetro fundamental para o projeto de instalações de tratamento desse tipo de efluente (SPERLING, 1997).

Na tabela 1 estão os resultados de 2010 a 2014 da DBO bruta e tratada.

Ano Mês 2010 2011 2012 2013 2014 DBO BRUTO DBO TRAT. DBO BRUTO DBO TRAT. DBO BRUTO DBO TRAT. DBO BRUTO DBO TRAT. DBO BRUTO DBO TRAT. Jan. _{1100 44 1866 4 1490 21,3 1711 25,6 1388 65,9} Fev. _{2719 31 1533 50 2933 41,5 1575 40,8 2210 52,7} Mar. _{1600 34,4 1800 25,5 2543 51,2 1598 35,9 1888 57,4} Abr. _{2039 27 1510 24 1570 23 1400 29,1 2470 46} Maio _{2417 77 2200 54 1416 30,5 1586 65,8 2713 56,4} Jun. _{2039 36 1366 12 2350 50 2200 39,4 2783 58,9} Ago. _{2266 59 1666 64 1380 74,1 2016 9,58 2590 33,7} Set. _{1662 55,5 2040 45 1220 20,6 2560 35,2 4486 71,3} Out. _{1633 88 1978 41,8 1660 25,1 1700 41,6 2760 85,3} Nov. _{2600 35,4 1500 25,7 1388 50,1 1969 48,1 2056 22,5} Dez. _{1510 19,04 1720 36,02 1369 37,4 1356 52,6 3316 42,6} Média _{1924 1730 1758 1883 2495}

Tabela 2: Valores DBO Bruta e Tratada – Período de 2010-2014

Fonte: Empresa de Laticínios (2015).

Considerando-se o ponto de medição do efluente bruto, observa-se que a concentração de DBO no ano de 2010 foi em média de 1924; em 2011 foi de 1730; em 2012 foi de 1758; em 2013 a media foi de 1883, no ano de 2014 foi de 2495; este último ano analisado pode-se ressaltar que se comparada aos valores encontrados por Andrade (2011), em estudos que o valor médio de DBO do efluente bruto foi de 1914 mg/L na caracterizarão físico-química convencional do efluente de um laticínio, isso em razão da elevada carga orgânica presente no efluente.

Depois de ressaltar o resultado da Média também, foi realizado a eficiência da ETE do laticínio em períodos sazonais, verão, outono, inverno e primavera de cada ano. Por meio da fórmula: Eficiência do tratamento da remoção de DBO (%).

DBO5a -- DBO5e

E = ___________________ X 100 DBO5a

Onde:

DBO5a = DBO5 do esgoto afluente (mg/l)

E = Eficiência do tratamento da remoção de DBO (%).

Na Tabela 3, encontram-se, portanto, os resultados encontrados nos anos de 2010 a 2014.

ANO

PERÍODOS SAZIONAIS (%)

VERÃO OUTONO INVERNO PRIMAVERA

2010 97 97 97 97

2011 98 94 98 98

2012 98 98 97 97

2013 98 97 98 92

2014 97 98 98 98

Tabela 3: Resultado da Eficiência do tratamento da remoção DBO (%).

Fonte: Autora (2015).

O parâmetro de DBO pela Resolução CONAMA 357/2005, COPAM e pelo CONAMA 430/2011 deve ser de 75% de remoção ou 60 mg/L no lançamento de efluente tratado para DBO, para considerar eficiência no tratamento. Pela média anual observa-se que a eficiência da ETE do laticínio tem sido satisfatória, pois está acima de 90% além de estar dentro dos parâmetros estabelecidos pelas citadas Resoluções.

CONCLUSÕES OU CONSIDERAÇÕES FINAIS

O estudo da DBO de tratamento de efluente mostrou que a eficiência é fator relevante para que a ETE continue operando de forma regular. O método batelada no resultado da DBO mostrou ser de essencial importância para chegar ao parâmetro exigido pelo CONAMA (remoção de 75%) que no estudo foi significativamente positivo com resultado de 98% de remoção DBO.

Portanto, o

s efluentes lançados pela empresa de laticínios do Triangulo Mineiro

encontram-se dentro dos padrões permitidos para o lançamento nos corpos receptores.

AGRADECIMENTOS

Agradeço a minha família, em especial minha mãe, Rosa, por ser não só a parceira de minhas conquistas, mas a pessoa na qual inspiro sempre para seguir em frente, procurando ser boa profissional e pessoa de extremo caráter e dedicação. A minha orientadora, professora, Incluir instituições que de alguma forma possibilitaram a realização da pesquisa e/ou pessoas que colaboraram com o estudo.

REFERÊNCIAS

ANDRADE, L. H. de. Tratamento de efluente de indústria de laticínios por duas configurações

de biorreator com membranas e nano filtração visando o reuso. 2011. 214 p. Dissertação

(Mestrado em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos)–Universidade Federal de Minas Gerais, Minas Gerais, 2011.

BRASIL. Resolução Conama n. 430, de 13 de maio de 2011. Dispõe sobre as condições e padrões de lançamento de efluentes, complementa e altera a Resolução n. 357, de 17 de março de 2005, do Conselho Nacional do Meio Ambiente. Diário Oficial da União, Brasília, DF, 16 maio 2011. Disponível em: http://www.saude.mg.gov.br/publicacoes/estatistica-e-informacao-em-saude/residuos-de-servicos-de-saude/RE%20CONAMA%20403-2011_Lancamento%20 de%20Efluentes.pdf. Acesso em: 5 ago. 2015.

BRIÃO, Vandré Barbosa. Estudo de prevenção à poluição em uma indústria de laticínios. Maringá, 2000. Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. Universidade Estadual de Maringá, 2000.

BRIÃO, Vandré Barbosa; TAVARES, Célia Regina Granhen. Geração de efluentes na indústria de laticínios: atitudes preventivas e oportunidade. 23 Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e

Ambiental. 18 a 23 de setembro de 2005 - Campo Grande/MS, Sítio da ABES - Associação

Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambienta. Disponível em: http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/abes23/ii-018.pdf. Acesso em: 15 ago. 2015.

______. Ultrafiltração como processo de tratamento para o reúso de efluentes de laticínios.

Engenharia e Sanitarismo Ambiental. 2007, vol.12, n.2, pp. 134-138.

FEAM, Fundação Estadual do Meio Ambiente. Ambiente/laticínios. 2004. p.21. Disponível em: https://books.google.com.br/books?id=UCcNAAAAYAAJ&q=indústria+de+laticínios+e+efluentes&dq=i ndústria+de+laticínios... Acesso em: 15 maio 2015.

FIEMG. Federação das Indústrias do Estado de Minas Gerais; FEAM. Fundação Estadual de Meio Ambiente – FEAM. Guia técnico ambiental da indústria de laticínios. Belo Horizonte/MG: FIEMG; FEAM, 2014.

GIL, Antonio Carlos. Como elaborar projetos de pesquisa. São Paulo: Atlas, 2007.

SPERLING, M. V. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgoto. Belo Horizonte: Ed. UFMG, 1997.

TRIPP, David. Pesquisa-Ação: Uma introdução metodológica. Educação e Pesquisa, São Paulo, v. 31, n. 3, p. 443-466, set./dez. 2005