Estudo dos efluentes e resíduos sólidos inorgânicos de uma Indústria de Beneficiamento de Rochas Ornamentais em Santo Antônio de Pádua – RJ

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86 ESTUDO DOS EFLUENTES E RESÍDUOS SÓLIDOS DE UMA

INDÚSTRIA DE BENEFICIAMENTO DE ROCHAS

ORNAMENTAIS

STUDY OF EFFLUENTS AND SOLID RESIDUES FROM AN

INDUSTRY OF ORNAMENTAL STONES PROCESSING

ESTUDIO DE LOS EFLUENTES Y RESIDUOS SÓLIDOS DE

UNA INDUSTRIA DE BENEFICIACIÓN DE ROCAS

ORNAMENTALES

Marcella Moraes de Paula1 Lís Simões da Purificação2 Sérgio Luís Vieira do Carmo3

Vicente de Paulo Santos de Oliveira 4

Resumo: O processo de beneficiamento de rochas ornamentais carrega consigo impactos ambientais. Em Santo Antônio de Pádua (RJ), algumas indústrias possuem tratamento de efluentes. Objetivando a avaliação da água utilizada numa indústria desse município foram realizadas coletas de água, efluentes e resíduo sólido para análise. As análises de água mostraram que os parâmetros de turbidez e condutividade estavam acima do padrão exigido pela legislação e o resíduo sólido apresentou altos teores de cobre e ferro.

Palavras chave: Tratamento de efluente. Resíduo sólido. Beneficiamento de rochas ornamentais.

Abstract: The process of ornamental stones processing causes environmental impacts. In Santo Antônio de Pádua (RJ), some industries have effluent treatment. In order to evaluate the water used in the municipal industry, water, effluent and solid waste were collected for analysis. As the water analysis showed the turbidity and conductivity requirement standard were above the standard required by the legislation and the solid residue contained high copper and iron content.

Keywords: Effluent treatment. Solid residue. Processing of Ornamental Stones.

Resumen: El proceso de beneficiamiento de rocas ornamentales lleva consigo impactos ambientales. En Santo Antônio de Padua (RJ), algunas industrias tienen tratamiento de efluentes. Objetivo de la evaluación del agua utilizada en una industria de ese municipio se realizaron colectas de agua, efluentes y residuo sólido para análisis. Los análisis de agua mostraron que los parámetros de turbidez y conductividad estaban por encima del estándar exigido por la legislación y el residuo sólido presentó altos niveles de cobre y hierro.

Palabras-clave: Tratamiento de efluente. Residuos sólidos. Beneficios de rocas ornamentales. Envio 25/08/2017 Revisão 26/08/2017 Aceite 27/04/2018

1_{Graduanda em Engenharia Ambiental. Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia Fluminense – Campus} Guarus. E-mail: marcella.moraes96@gmail.com

2_{Técnica em Edificações. Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia Fluminense – Campus Campos dos} Goytacazes. E-mail: lis.simoes15@gmail.com

3_{Mestrado em Engenharia Ambiental. Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia Fluminense. E-mail:} pximfer@gmail.com

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Introdução

A produção brasileira de rochas ornamentais para exportação é de grande importância no setor industrial, segundo a ABIROCHA (2016) (Associação Brasileira de Indústrias de Rochas de Ornamentais), as exportações de rochas ornamentais atingiram no ano de 2016 o valor de US$ 1.138,3 milhões e o volume de 2,46 milhões t.

Em Santo Antônio de Pádua (RJ) o setor da indústria de beneficiamento de rochas ornamentais configura-se como um importante arranjo produtivo local (APL). Segundo IBGE (2016), o município tem a população estimada em 41.246 habitantes, com Índice de Desenvolvimento Humano Municipal (IDHM 2010) igual a 0,718, ocupando 35ª posição no estado.

A atividade de extração de rochas ornamentais teve início na década de 1950 no munícipio, crescendo a partir de 1980, quando o processo de cantaria, método de talhar e esculpir pedras brutas, difundiu-se entre os habitantes (Caniné, 1992 apud Villaschi Filho, 2002). Até 1996 não havia regularização, só quando Batalhão de Polícia Florestal e Meio Ambiente (BPFMA) exigiu tal regularização, o Departamento de Recursos Minerais do Rio de Janeiro (DRM/RJ) juntamente com a Secretaria de Estado do Meio Ambiente e a Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente (FEEMA), iniciou o processo de regularização da atividade. Em 1998 foram emitidas as primeiras licenças ambientais (Erthal et al., 2000, apud Peiter e Villas Bôas, 2001). Em 2010, existiam mais de 200 pedreiras e 100 serrarias, porém, muitas ainda em situação irregular (Peiter e Villas Bôas, 2001).

Na região são encontradas, principalmente, dois tipos de rochas, popularmente chamadas de “pedra madeira” e “pedra Miracema”, também conhecida como “pedra paduana”. São os granulito milonitizado. A comercialização desses é feita a partir do próprio bloco, da rocha rachada, da almofadada, da laje bruta 50 x 50 cm, da laje serrada 47 x 47 cm, da lajinha serrada 11,5 x 23 cm, da lajinha serrada 11,5 x 11,5 cm e da lajinha serrada e almofadada 11,5 x 11,5 cm (Peiter et al., 2011).

A indústria de beneficiamento de rochas ornamentais tem se deparado com a questão ambiental relacionada principalmente ao gerenciamento de resíduos, pois este se destaca por apresentar alto nível de contaminação. Estima-se que uma tonelada de rocha beneficiada gera

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0,10 m3_{de efluentes (resíduo líquido), e esse quando seco se transforma num pó de} granulometria muito fina não biodegradável (Neves et al., 2013).

Gestão de resíduos é um tema que tem se mostrado presente desde a Conferência Rio 92, porém, só foi estabelecida uma lei no Brasil em 2010, após vinte anos tramitando no Congresso Nacional, a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), Lei n. 12.305, de 2010, foi regulamentada por meio do Decreto nº 7.404, de 2010 (Jacobi e Besen, 2011).

A PNRS (2010) tem por definição que a destinação final ambientalmente adequada inclui a reutilização, reciclagem, compostagem, recuperação e aproveitamento energético, além de outras destinações aprovadas pelos órgãos competentes, Sistema Nacional de Meio Ambiente (SISNAMA), Sistema Nacional de Vigilância Sanitária (SNVS) e Sistema Unificado de Atenção à Sanidade Agropecuária (SUASA). Além disso, a gestão integrada de resíduos sólidos deve integrar os âmbitos político, econômico, ambiental, cultural e social, para que haja o desenvolvimento sustentável. Um resíduo só passa a ser considerados rejeito após passar por todos os processos tecnológicos disponíveis e economicamente viáveis.

Já o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), na Resolução 420, de 28 de dezembro de 2009, dispões sobre critérios e valores para a qualidade do solo na presença de substâncias químicas, utilizando os valores de referência de qualidade (VRQ) que diz sobre a qualidade natural do solo, os valores de prevenção (VP) que seria o valor limite de uma substância no solo e, o valor de investigação (VI) valores no qual uma substancia irá apresentar riscos ao meio e aos seres humanos.

Houve estudos para a utilização do resíduo sólidos dos efluentes das serrarias de Santo Antônio de Pádua em tijolos para fins estruturais e de bloquetes para calçamento de ruas e calçadas, em argamassas e também, na fabricação de cerâmica vermelha e na formulação de borracha. A utilização em tijolos já é uma realidade; para argamassas mostrou-se bastante eficiente, porém a granulometria é um dos fatores limitantes; com a cerâmica vermelha obteve-se resultados positivos, diminuindo cerca de 25% de perda ao fogo e diminuindo a retração linear; a borracha já não foi satisfatório a incorporação do resíduo, tendo como consequência a diminuição da resistência a tração (Carvalho et al., 2003).

Em 2013, foi aprovada a Lei nº 12.890/2013, alterando a Lei nº 6.894/1980, para que os resíduos de rochas fossem incluídos como insumos agrícolas. Ou seja, o resíduo que apenas sofreu redução de tamanho através de processos mecânicos, e que tenha a capacidade de alterar

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o macro e micronutrientes do solo, passa a ser comercializado como fertilizante para a agricultura.

Em relação a água utilizada nos processos industriais, está torna-se contaminada pelo resíduo, originando-se assim os efluentes industriais. Tais efluentes trazem consigo poluentes característicos, que ocasiona mudança na qualidade da água dos rios em contato com esse resíduo e consequentemente a poluição destes (Zaharia, 2012).

O Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), responsável pela legislação federal, utiliza a resolução do CONAMA nº 357/2005 para a classificação dos corpos de água e as diretrizes ambientais para seu enquadramento, antes de 2011 também dispunha das condições de lançamentos de efluentes, depois dessa data suas condições foram revogadas pela resolução CONAMA nº 430/2011.

A resolução CONAMA nº 430/2011 veio para ditar as condições e padrões para o lançamento de efluentes em corpos de água receptores, o efluente não poderá ser lançado em corpos de água caso exceda as condições e padrões de qualidade de água para suas respectivas classes, com exceção da classe especial. Porém, na zona de mistura, região do corpo receptor onde é lançado o efluente até a área onde atingi equilíbrio químico físico e biológico, poderá haver uma diferença nos padrões de qualidade, desde que não afete o uso previsto do mesmo.

Segundo a Agência de Bacia Pioneira na Gestão de Água (AGEVAP), o enquadramento dos rios de domínio estadual ainda não foi proposto para a Região Hidrográfica de abrangência do Comitê Baixo Paraíba do Sul, em que se inclui o Rio Pomba, estes, então, são considerados Classe 2.

Atualmente, algumas indústrias do setor contam com o tratamento de efluentes, implantados através de estudos do Centro de Tecnologia Mineral. O objetivo desse trabalho foi analisar este tratamento de efluente, que consiste na adição de sulfato de alumínio nos tanques de decantação, em uma das indústrias de beneficiamento do município, estabelecendo se está segue a legislação vigente, além de, realizar uma análise do resíduo sólido gerado.

Metodologia

Caracterização da área de estudo

O presente estudo foi realizado no Município de Santo Antônio de Pádua, localizada na região noroeste do estado do Rio de Janeiro, a 256 km da cidade do Rio de Janeiro. A hidrografia

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é composta pelo Rio Pomba e seus afluentes, Rio Paraíba do Sul e o Rio Pirapetinga. O clima é classificado como Aw de acordo com a Köppen e Geiger. O índice pluviométrico é de 1.234 mm.

Figura 1. Localização de Santo Antônio de Pádua (RJ)

Fonte: INPE (2017)

A indústria de beneficiamento de rochas ornamentais encontra-se no distrito de Monte Alegre, as margens do rio Pomba.

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Figura 2. Localização da empresa estudada às margens do Rio Pomba

Fonte: Google Earth Pro

O processo de beneficiamento dessa indústria utiliza-se duas serras grandes, e duas pequenas. A água é bombeada do rio Pomba para a serra maior, depois passa pelos quatro tanques de decantação, onde é enviada para o tanque de reuso a fim de ser reutilizada nas demais serras menores, após o processo de serragem retornam ao tanque de decantação. São quatro tanques, o primeiro de recebimento, no segundo e terceiro são adicionadas doses de floculante, no caso desta empresa, sulfato de alumínio [Al2(SO4)3], no quarto ele retorna ao curso d’água pela calha de saída. Porém a adição de sulfato de alumínio ocorre de forma desregrada, são dois tonéis de 200 litros, com torneiras que gotejam o sulfato de alumínio nos tanques, sem haver uma medição correta.

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Figura 3. Atual tratamento de efluente da empresa

Fonte: próprio autor Coleta de amostras

Para análise de água foram realizadas coletas em sete pontos distintos, descritos no Quadro 1. Para a coleta no Rio Pomba, mergulhou-se um béquer com volume de 1 L nas margens, e transferiu uma alíquota de 100 mL para um recipiente de vidro esterilizado, e outras duas alíquotas de 500 mL cada para um frasco de plástico. Nos demais pontos mergulhou-se um recipiente de vidro (100 mL) e dois de plástico (500 mL) em cada tanque e na calha de saída

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até que estes fossem preenchidos com a água para análise. Todos os recipientes foram acondicionados na caixa térmica, para que fossem mantidas suas propriedades. Os recipientes de vidro com 100 mL foram destinados à análise microbiológica e os recipientes de plástico de 500 mL, destinados à análise físico-química.

Quadro 1: Pontos de coleta

Ponto 1 Água do rio Pomba próximo a captação da bomba

Ponto 2 Tanque 1: Saída de água da serra maior e entrada no primeiro tanque de decantação, sem presença de floculante (efluente bruto).

Ponto 3 Tanque 2: Primeira dosagem de floculante (sulfato de alumínio) Ponto 4 Tanque 3: Segunda dosagem de floculante (sulfato de alumínio) Ponto 5 Tanque 4: Armazena a água antes da calha de saída

Ponto 6 Caixa de reuso

Ponto 7 Calha de saída, água após passar pela decantação que está sendo descartada no rio.

Fonte: Próprio autor Figura 4. Pontos de Coleta de água

Fonte: próprio autor

O pó da pedra foi coletado uma amostra simples, cerca de dois quilogramas, encaminhado no mesmo dia para o laboratório de solos credenciado em Campos dos Goytacazes, para ser realizado a análise de resíduo.

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Análises físico-químicas

As análises de água foram coletadas nos meses de outubro e novembro de 2016, março, abril e maio de 2017 e encaminhadas para laboratório. Foram analisados os parâmetros de pH, condutividade elétrica, sólidos totais dissolvidos, turbidez, oxigênio dissolvido, coliforme total e coliforme termotolerante.

No LabFoz, os ensaios realizados foram de acordo com normas técnicas estabelecidas pelo Standard Methods for the Examination of Water & Wastewater 21th.

A amostra de pó de pedra foi analisada em laboratório credenciado com emissão de laudo, com identificação de pH, nitrogênio, pentóxido de fósforo, óxido de potássio, cálcio, magnésio, enxofre, carbono, ferro, cobre, zinco, manganês, boro e sua umidade percentual.

Resultados e discussão

Foram feitas coletas em 5 meses entre o ano de 2016 e 2017. A média dessas analises estão dispostas no quadro 2 e os pontos de coleta estão referenciados no quadro 1.

Quadro 2: Resultado da análise de água Ponto Temperatura (ºC) pH Turbidez (UNT) STD (ppm) OD (ppm) Condutividade (μS.cm-1₎ 1 25,43 ± 1,62 7,29 ± 0,25 6,16 ± 3,32 39,80 ± 6,09 5,61 ± 1,82 57,21± 10,56 2 25,26 ± 0,60 8,55 ± 0,35 1115,6 ± 159,82 79,72 ± 36,27 5,68 ± 2,18 107,88 ± 26,30 3 24,65 ± 0,76 6,57 ± 0,39 251,13 ± 156,43 85,80 ± 37,08 6,11 ± 1,69 99,54 ± 8,25 4 25,16 ± 1,14 6,60 ± 1,29 259,25 ± 136,67 109,40 ± 51,48 5,58 ± 1,63 117,78 ± 23,44 5 25,25 ± 1,03 5,75 ± 1,16 129,34 ± 73,99 75,20 ± 22,42 5,75 ± 1,48 131,62 ± 42,96 6 25,50 ± 1,00 6,71 ± 0,37 135,12 ± 57,67 124,60 ± 62,71 5,91 ± 1,65 115,78 ± 27,11 7 25,30 ± 0,56 7,02 ± 0,23 154,17 ± 60,32 85,00 ± 35,00 5,69 ± 1,75 107,58 ± 13,52 Legenda: UNT (unidades nefelométrica de turbidez); STD (sólidos totais dissolvidos); OD (oxigênio dissolvido).

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Como enquadramento dos rios de domínio estadual ainda não foi proposto para a Região Hidrográfica de abrangência do Comitê Baixo Paraíba do Sul, estes são considerados Classe 2. Para a classe 2, temos representado no quadro 3, os seguintes padrões adotados pelo Conama:

Quadro 3: Valores definidos para lançamento de efluentes segundo a legislação.

Temperatura pH Turbidez STD OD

Classe 2 até 40 °C 5,0 a 9,0. até 100

UNT até 500 ppm

superior a 5 mg.L-1 O2

Legenda: UNT (unidades nefelométrica de turbidez); STD (sólidos totais dissolvidos); OD (oxigênio dissolvido). Fonte: adaptada resolução Conama nº357/05 e nº430/11

Com a comparação do quadro 2 com o quadro 3, começando com a temperatura, está sempre abaixo do limite de 40 ºC, estando muito próxima a temperatura ambiente, de 21 ºC, sendo que não oscilação significativa entre os pontos.

Quanto a pH (gráfico 1), o efluente bruto (ponto 2) apresenta o maior pH de 8,55 ± 0,35 sendo considerado básico, porém ainda é inferior ao limite de pH igual a 9. No ponto seguinte, o pH começa a ter uma acidez, isso devido a presença do sulfato de alumínio, o ponto 5 apresenta menor pH, sendo o de menor volume contém a maior concentração de floculante. A caixa de reuso e a calha de saída observa-se um pH próximo ao neutro, pois a partir do ponto 5 não há adição de floculante.

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Gráfico 1: Média de pH

Legenda: Ponto 1 - água do rio Pomba; Ponto 2 - primeiro tanque, efluente bruto; Ponto 3 - segundo tanque, primeira dosagem de floculante; Ponto 4 - terceiro tanque, segunda dosagem de floculante; Ponto 5 - quarto tanque; Ponto 6 - caixa de reuso; Ponto 7 - calha de saída para o rio.

Em relação ao parâmetro de turbidez (gráfico 2), o tratamento de efluente apresentou o pior resultado. A água do rio apresenta turbidez muito baixa de aproximadamente 6 UNT (unidades nefelométricas de turbidez). Após passar pela produção houve um pico alcançando 1115,6 ± 159,82 UNT. Porém, o atual sistema não foi eficiente, a calha de saída, onde ocorre o lançamento do efluente no corpo hídrico, teve valor superior a 100 UNT, apresentando turbidez de 154,17 ± 60,32 UNT em desacordo com a legislação.

7,29

8,55

6,57 6,6

5,75

6,71 7,02

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Gráfico 2: Média de turbidez (UNT)

O parâmetro de sólidos totais dissolvidos (gráfico 3), apesar de sempre estar relacionado com a turbidez, não ultrapassou o limite da legislação de 500 ppm. Mas deve-se notar que o valor da caixa de reuso e da calha de saída, ponto 6 e 7, respectivamente, é superior ao do efluente bruto, ponto 2, assim percebe-se que o manejo não está sendo adequado destes locais. Durante a visita a empresa, foi possível notar que quando o resíduo sólido era retirado dos tanques, ficava disposto por um bom tempo próximo a estes, e a qualquer vento e chuva era carreado de volta aos tanques e direto para a calha que transporta a água para a caixa de reuso e para a calha de saída.

6,16

1115,6

251,13 259,25

129,34 135,12 154,17

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Gráfico 3: Média de STD (ppm)

Ao analisar o oxigênio dissolvido (OD), verificou-se uma certa linearidade nos resultados, todos os pontos próximos a 6 ppm (gráfico 4). A resolução exige que o oxigênio dissolvido não seja inferior a 5 ppm, então, neste parâmetro a indústria cumpre a legislação. Como não este processo não trabalha com matéria orgânica, OD não é relevante para o tratamento. 39,8 79,72 85,8 109,4 75,2 124,6 85

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Gráfico 4: Média de OD (ppm)

O Conama não estabelece um valor para condutividade, então como referência para esse trabalho utilizou-se a norma da Cetesb (2009) de São Paulo, que estabelece um valor máximo de 100 μS.cm-1_{(microsiemens por centímetro). Portanto, o tratamento, novamente, não está} sendo eficiente. O aumento da condutividade pode ser observado no gráfico 5, mostrando um aumento expressivo na quantidade de íons metálicos após o processo de beneficiamento, e este problema não é resolvido com o atual sistema de tratamento de efluente.

5,61 5,68

6,11

5,58 5,75 5,91 5,69

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Gráfico 5: Média de condutividade (μS/cm)

Os resultados das análises microbiológicas estão apresentados no quadro 4, sendo que, não foi realizada a análise microbiológica da caixa de reuso. O rio Pomba, a montante da captação já recebe efluentes domésticos sem tratamento por todo seu curso, por isso, o valor encontrado no ponto 1 já é muito elevado. O processo de produção da indústria de beneficiamento não influenciou na taxa de crescimento do mesmo, havendo até mesmo uma redução no ponto 4, onde ocorre a segunda dosagem de floculante.

Quadro 4: Resultados das análises microbiológicas

Amostra Coliforme Total

(NMP/100mL) Coliforme Termotolerante (NMP/100mL) 1 >2419,6 >2419,6 2 >2419,6 >2419,6 3 >2419,6 >2419,6 4 1986,3 547,5 5 >2419,6 >2419,6 7 >2419,6 >2419,6

Legenda: Ponto 1 - água do rio Pomba; Ponto 2 - primeiro tanque, efluente bruto; Ponto 3 - segundo tanque, primeira dosagem de floculante; Ponto 4 - terceiro tanque, segunda dosagem de floculante; Ponto 5 - quarto tanque; Ponto 7 - calha de saída para o rio.

57,21 107,88 99,54 117,78 131,62 115,78 107,58

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O resultado da análise de solo está disposto no quadro 5. Sua caracterização foi relacionada ao pH, macro e micronutrientes e o teor de umidade.

Quadro 5: Resultados da análise de resíduo

pH N P2O5 K2O Ca Mg S C U Fe Cu Zn Mn B

H2O g.kg-1 % mg.kg-1

9,2 0,45 1,7 10,03 11,44 6,7 1,02 0,04 22,67 27094 80 122 354 10,83

Alguns pontos devem ser considerados nesses resultados, como por exemplo a alcalinidade (pH de 9,2), sendo considerado bem elevada, porém, Costa et al. (2013) afirma que em contato com o solo, a acidez potencial é reduzida, gerando aspectos benéficos as plantas, reduzindo as perdas por lixiviação e aumentando a eficiência de absorção.

Em relação ao padrão estabelecido pela resolução Conama nº 420/2009, pelo anexo 2, tem-se que o cobre está acima do valor de prevenção que é de 60 mg.kg-1_{, apresentando 80} mg.kg-1_.

Enquanto o zinco tem valor de prevenção de 300 mg.kg-1_{, e na amostra apresenta 122} mg.kg-1_{estando, então, de acordo com a resolução sendo o valor da amostra 42,2% do total de} valor de prevenção.

O boro não tem valor definido pelo CONAMA, então como referência é utilizada a normativa de Minas Gerais, a COPAM 166/2011 com valor de prevenção de 11,5 mg.kg-1_, então o valor da amostra estaria próximo ao limite, mas ainda de acordo com a norma.

O ferro não é encontrado valores na legislação, mas observa-se que a presença no resíduo é muito alta, isso se deve ao desgaste das lâminas das serras.

Conclusão

Conclui-se que o atual processo de tratamento de efluente da empresa estudada, localizada no município de Santo Antônio de Pádua (RJ), não está atendendo a todos os padrões estabelecidos pela legislação vigente quanto ao lançamento de efluentes em corpos hídricos, sendo a turbidez e a condutividade os piores resultados. Há a necessidade de uma adequação do tratamento de efluente e, o treinamento dos funcionários para a manutenção do sistema, de preferência, o uso de automação deveria ser estudado para atender as demandas das empresas desse município.

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O resíduo sólido gerado, apresenta altos valores de macro e micronutrientes, sendo que seu uso como fertilizante em solos ácidos pode ser uma alternativa para sua destinação final, mas isso deve ser proposto em um estudo futuro, levando em consideração, também, a alta concentração de ferro neste.

Referências

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