Tratamentos de Efluentes Líquidos da Indústria de Laticínios

MAURO NOGUEIRA FONTENELLE

TRATAMENTO DE EFLUENTES LÍQUIDOS DA INDÚSTRIA DE LATICÍNIOS DE MINAS GERAIS

BELO HORIZONTE UFMG – ESCOLA DE ENGENHARIA 2006

MAURO NOGUEIRA FONTENELLE

TRATAMENTO DE EFLUENTES LÍQUIDOS DA INDÚSTRIA DE LATICÍNIOS DE MINAS GERAIS

Monografia apresentada ao DESA em atendimento a uma exigência do Curso de Especialização em Engenharia Sanitária e Meio Ambiente da Universidade Federal de Minas Gerais, como requisito  parcial à obtenção do título de Especialista em Engenharia Sanitária e Meio Ambiente. Área de Concentração: Meio Ambiente Professor Orientador: Marcos von Sperling

BELO HORIZONTE UFMG – ESCOLA DE ENGENHARIA 2006

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AGRADECIMENTOS Este trabalho teve uma contribuição inestimável de todos os autores de livros e artigos que consultamos, pois de forma involuntária ajudaram com idéias, informações e dados que possibilitaram o seu término. Faço um agradecimento especial ao prof, Dr. Marcos von Sperling, que por meio de suas aulas magistrais despertaram grande interesse de nossa parte sobre os temas relativos ao tratamento de águas residuárias. A ele externo também minha gratidão e amizade pela orientação espontânea, dedicada e atenciosa quando da leitura e correção do texto final de nossa monografia. Agradeço também à Direção das EMPRESAS A, B e C (cujos nomes não são citados face aos aspectos de confidencialidade), que abriram as portas de suas empresas para me ajudar com informações, dados operacionais e fotografias que pedi fossem tiradas. Faço também um agradecimento especial a minha querida esposa que me incentivou e deu força para que eu fizesse o curso de especialização em Engenharia Ambiental no DESA - Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, da UFMG. Ainda a minha querida esposa e a meus filhos agradeço pela compreensão quando se viram privados de minha companhia durante incontáveis incontáveis horas de aulas noturnas e infindáveis fins de semana em que passei estudando. Agradeço ainda a DEUS por me ter dado ânimo e persistência no desempenho dessa tarefa.

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RESUMO O consumo mundial de leite atingiu a cifra média de 80 kg/hab/ano, em 2005. O Brasil está numa situação confortável em relação a este valor, já que se estima que nosso consumo tenha chegado a 138 kg/hab/ano em 2005. Essa situação é, entretanto, relativa, pois comparada com alguns paises desenvolvidos, que consomem até 180 kg/hab/ano, temos muito a crescer nesse aspecto. Considerando-se que na industrialização do leite se gasta, no Brasil, uma média de até 5 litros de água por litro de leite processado, pode-se ter idéia de quanto efluente é gerado a cada dia pelas indústrias de laticínios. Não bastasse o grande volume de efluente líquido gerado, deve-se considerar que comparativamente ao esgoto doméstico, esse efluente tem uma DBO5 de 2 a 10 vezes superior. Esse fato é muito grave porque tanto no Estado de Minas Gerais como no Brasil, a maior parte dos laticínios descarta seus efluentes diretamente nos corpos de água, sem nenhum tipo de tratamento. As conseqüências são bem conhecidas: a matéria orgânica do efluente retira o oxigênio dissolvido na água para se estabilizar, acarretando a morte dos peixes e outros organismos aquáticos por asfixia. Baseando-se nessas informações e considerando que o Estado de Minas Gerais é o maior produtor de leite do Brasil, com cerca de 28% do volume total produzido, essa monografia foi planejada de forma a proporcionar uma visão geral da questão, no Estado de Minas. Assim, o trabalho contempla informações da indústria de laticínios do Estado, em termos operacionais, tipos e volumes de efluentes gerados, tecnologias em uso para tratamento dos efluentes e resultados obtidos em três empresas empresas visitadas pelo aluno. Esse trabalho trabalho apresenta também a seqüência das operações de tratamento em cada empresa visitada e as fotografias correspondentes às instalações industriais envolvidas nesse tratamento.

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ABSTRACT The average of world milk consumption has reached 80 kg/inh/year, in 2005. Brazil is in a comfortable situation relatively to this datum if we consider consider that our consumption in 2005 has reached 138 kg/inh/year. This comfortable situation is therefore relative and when we compare it with some developed countries where the consumption has grown up till 180 kg/inh/year we realize we have a large way to go. Considering that it is spent an average of  about 5 liters of water per liter of milk processed in Brazil, one can have an idea about the wastewater generated every day by the dairy industry. As if it was not enough the big volume of the effluent produced, one has to consider that dairy effluent has a BOD from 2 to 10 times greater than for domestic effluent. It is a big problem in the State of Minas Gerais and in Brazil as a whole because the great majority of dairies make the disposal of its effluents directly in the waterways without any kind of treatment. Consequences are well known: organic material from effluents uses oxygen dissolved in water to be stabilized, carrying fishes and other aquatic organisms to death by asphyxia. It was to promote a general view about dairy effluents that this report was planned taking these information into account and considering that the State of Minas Gerais is the biggest milk producer in Brazil, with 28% of  the total amount. So, this study contains data from the dairy industries in Minas Gerais in terms of operation, types and volumes of produced wastewaters, different technologies in use to treat these effluents and the obtained results in three industries visited by the student. This study also presents the sequence of treatment operations in each of the industries visited and the photos of the facilities involved in this treatment.

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SUMÁRIO

LISTA DE SIGLAS LISTA DE TABELAS LISTA DE FIGURAS 1 – INTRODUÇÃO.................................................................. INTRODUÇÃO....................................................................................... ..................... ................ ........11 2 – OBJETIVO....................................................... OBJETIVO.................................................................................... ........................................... .............. ........... ........... .........12 3 – REVISÃO DE LITERATURA................................................... LITERATURA........................................................................... ........................ .... .........13 3.1 - A indústria de laticínios de Minas Gerais........................................................ Gerais.......................................................... ........ .....13 3.2 – Os processos geradores dos principais efluentes líquidos e resíduos sólidos destes efluentes, em empresas controladas controladas pelo SIF................................... SIF................................... .......... ....13 3.2.1 - Processo de avaliação da qualidade do leite........................................... leite.................................................. ....... ......... ....13 3.2.2 – Processo de recepção do leite ............................................... ........................................................................ ......................... .......... ..14 3.2.3 – Processo Processo de limpeza dos silos e de tanques de armazenamento de leite e soro .........15 3.2.4 – Processo de fabricação de queijo....................................... queijo.................................................................... .................................. ..... .... ..15 3.2.5 – Processo de fabricação de manteiga............................................. manteiga...................................................................... ......................... .. ..15 3.2.6 – Processo de limpeza e desinfecção................................................ desinfecção.......................................................................... .......................... ..16 3.2.7 – Processo de limpeza de pisos em geral........................................ geral.................................................................... ............................ . .16 3.3 – Os efluentes líquidos.................................................... líquidos................................................................................. ................................................. .................... 17 3.4 – Processo para redução de volume dos efluentes líquidos em uma indústria ..................17 3.5 - Tratamento dos efluentes líquidos líquidos das indústrias indústrias de laticínio.................................. laticínio.................................. .....17 3.5.1 – Considerações gerais............................................................................... gerais.....................................................................................................17 ......................17 3.5.2 - Tratamento preliminar........................................................ preliminar........................................................................................ ......................................... ......... 21 3.5.3 – Tratamento primário...................................................... primário................................................................................... ...............................................22 ..................22 3.5.3.1 - Caixas de gordura e flotadores................................................. flotadores............................................................................... ................................ 22 3.5.3.2 - Decantador primário.................................................... primário.................................................................................. ...............................................23 .................23 3.5.3.3 - Tanque de equalização e acerto de pH........................................................................ pH........................................................................23 23 3.5.4 – Tratamento Secundário................................................. Secundário............................................................................... .............................. ...............24 3.5.4.1 – Processos Anaeróbios............................................ Anaeróbios............................................................................ ....................................................24 ....................24 a) Lagoa Anaeróbia................................................ Anaeróbia............................................................................. ............................................................. ......................................24 ......24  b) RAFA ou UASB – Reator anaeróbio de fluxo ascendente...................................................25 ascendente...................................................25 c) Filtro Anaeróbio................................................. Anaeróbio............................................................................... ........................................................... .....................................26 ........26 3.5.4.2 – Processos Aeróbios................................................ Aeróbios............................................................................. ....................................................27 .......................27 a) Lagoa Aeróbia................................................... Aeróbia................................................................................... ............................................................. ....................................27 .......27 a.1) Lagoa Aerada Facultativa..................................................... Facultativa.................................................................................. .............................................27 ................27 a.2) Lagoa Facultativa (não aerada)................................................ aerada)............................................................................. ..........................................28 .............28  b) Lodos Ativados................................................. Ativados............................................................................... ............................................................. ......................................29 .......29  b.1) Lodos Ativados Convencional – Fluxo Contínuo............................................. Contínuo.............................................................29 ................29  b.2) Lodos Ativados de Aeração Prolongada – Fluxo Contínuo............................................. Contínuo..............................................29 .29 c) Filtro Biológico Percolador............................................. Percolador........................................................................... ......................................................31 ........................31 3.6 – 3.6 – Disposição do efluente líquido tratado......................................................................... tratado.............................................................................31 ....31 vi6

3.6.1 – Análise crítica da disposição do efluente tratado no solo.............................................32 3.7 - Sólidos gerados nos processos de tratamento dos efluentes líquidos...............................33 líquidos...............................33 3.7.1 – Tratamento e disposição do lodo..................................................... lodo..................................................................................33 .............................33 4 – METODOLOGIA............................ METODOLOGIA.......................................................... ............................................................. ................................................ ................. ..35 5 – INDÚSTRIAS DE LATICÍNIOS VISITADAS, TECNOLOGIAS USADAS E RESULTADOS DOS TRATAMENTOS DE EFLUENTES LÍQUIDOS...... ..36 5.1 - Empresa A........................................................... A......................................................................................... ......................................................... ........................... 36 5.1.1 – Dados gerais ........................................................... ........................................................................................ .................................................. ..................... 36 5.1.2 – Constituição do efluente................................................... efluente................................................................................. ...................................... ........ 36 5.1.3 – Fluxo de tratamento do efluente líquido da Empresa A................................. A.......................................... ......... ..37 5.1.4 – Seqüência Seqüência operacional operacional do do sistema sistema de tratamento................................................... tratamento................................................... ...38 5.1.5 – Resultados do tratamento dos efluentes.............................................. efluentes................................................................. ................... 39 5.1.6 – Análise crítica e comentários acerca dos dados da tabela 8 .......................... ..40 5.1.7 – Geração de lodo no sistema sistema de tratamento..................................................... tratamento............................................................ ....... ....41 5.2 – Empresa B............................. B............................................................ ............................................................. ........................................................ .......................... .41 5.2.1 – Dados gerais .......................................................... ....................................................................................... ................................................ ................... ...41 5.2.2 - Constituição do efluente................................ efluente.............................................................. ......................................................... ........................... ....42 5.2.3 – Geração de efluentes e descarte do lodo gerado.................................................. gerado....................................................... ..... .42 5.2.4 – Fluxo Fluxo de tratamento dos efluentes líquidos da Empresa Empresa B..................................... B..................................... ...42 5.2.5 – Seqüência Seqüência operacional operacional do do sistema sistema de tratamento.................................................. tratamento.................................................. ....43 5.2.6 – Resultados do tratamento dos efluentes..................................... efluentes................................................................... ................................ .44 5.2.7 - Análise crítica e comentários acerca dos dados das tabelas 12 ....................... ...44 5.3 – Empresa C............................. C............................................................ ............................................................. ..................................................... ....................... ....45 5.3.1 – Dados gerais .......................................................... ....................................................................................... ............................................... .................. ....45 5.3.2 - Constituição do Efluente .............................................. ........................................................................... ............................................. ................ .46 5.3.3 – Fluxo de Tratamento dos Efluentes................................................. Efluentes......................................................................... ........................ ..46 5.3.4 - Seqüência operacional operacional do sistema de tratamento em lagoas................................... lagoas................................... ...47 5.3.5 - Resultados Resultados do tratamento do efluente.................................................... efluente..................................................................... ................. ...48 5.3.6 - Análise crítica e comentários acerca dos dados dados da tabela 14................................. 14................................. ....49 6 – CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES........................ RECOMENDAÇÕES........................................................ ........................................... ........... ....50 7 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................. BIBLIOGRÁFICAS.................................................................. ......................................... ......... ..51 8 - ANEXOS ......................................................... ...................................................................................... ........................................................... .................................. ..52 8.1 – Fotografias da seqüência seqüência operacional de tratamento tratamento de efluentes da Empresa A..... ...52 8.2 – Fotografias da seqüência seqüência operacional de tratamento tratamento dos efluentes da Empresa B... ...55 8.3 – Fotografias Fotografias da seqüência seqüência operacional do tratamento dos efluentes efluentes da Empresa C.... ...57

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LISTA DE SIGLAS CIP – Sistema de Limpeza de vasilhames, tanques e tubulações em laticínios (Cleaning in  place) CONAMA: Conselho Nacional do Meio Ambiente COPAM: Conselho de Política Ambiental do Estado de Minas Gerais DBO: Demanda Bioquímica de Oxigênio DN: Deliberação Normativa DQO: Demanda Química de Oxigênio EMBRAPA: Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária EPA: Environmental Protection Agency (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos) ETE: Estação de Tratamento de Efluentes FEAM: Fundação Estadual do Meio Ambiente IN: Instrução Normativa MAPA: Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento PCA: Plano de Controle Ambiental RAFA ou UASB: Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente ou Upflow Anaerobic Sludge Blanket RC – Resolução CONAMA SIF: Serviço de Inspeção Federal

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LISTA DE TABELAS Tabela 1: Classes das águas doce e respectivos usos, conforme a RC 20/86 Tabela 2: Características dos principais níveis de tratamento dos esgotos Tabela 3: Principais mecanismos para remoção de poluentes no tratamento de águas residuárias. Tabela 4: Vantagens e limitações do sistema de lodos ativados Tabela 5: Vantagens e limitações do sistema de disposição no solo. Tabela 6: Consumo específico médio de água Tabela 7: Seqüência operacional do tratamento do efluente na EMPRESA A Tabela 8: Resultados do monitoramento do afluente e do efluente Tabela 9: Parâmetros do COPAM para lançamento em e m corpo receptor  Tabela 10: Taxa média mensal de geração de resíduos sólidos e lodo Tabela 11: Seqüência operacional do tratamento do efluente na EMPRESA B Tabela 12: Resultados do monitoramento do afluente e do efluente Tabela 13: Seqüência operacional do tratamento do efluente na EMPRESA C Tabela 14: Informações sobre o afluente e efluente da EMPRESA C

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LISTA DE FIGURAS Figura 1: Geração de efluente devido à limpeza de piso na EMPRESA B Figura 2: Fluxograma geral de um sistema de tratamento trata mento de efluente Figura 3: Desenho de um tratamento preliminar  Figura 4: Caixa de gordura da EMPRESA A Figura 5: Flotador da EMPRESA B com raspadores movidos por correntes Figura 6: Esquema simplificado de um tratamento primário Figura 7: Tanque de equalização e acerto de pH, da EMPRESA A Figura 8: Lagoa anaeróbia da EMPRESA C Figura 9: Desenho esquemático do Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente Figura 10: Desenho esquemático de filtro anaeróbio Figura 11: Lagoa facultativa não aerada, da EMPRESA B Figura 12: Desenho esquemático de sistema de Lodos Ativados Convencional Figura 13: Desenho esquemático de sistema de Lodos Ativados de Aeração Prolongada Figura 14: Desenho esquemático de sistema de Valos de Oxidação O xidação Figura 15: Desenho esquemático do filtro biológico percolador  Figura 16: Leitos de secagem de lodo da EMPRESA A Figura 17: Fluxograma do tratamento de efluentes da EMPRESA A Figura 18: Fluxograma do tratamento e efluentes da EMPRESA B Figura 19: Tanques para armazenamento de soro para doação, na EMPRESA C Figura 20: Tratamento do efluente sanitário por meio de Fossa Séptica e Sumidouro Figura 21: Tratamento do efluente do laticínio por uma seqüência de lagoas

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1 – INTRODUÇÃO A indústria de laticínios ocupa lugar de destaque em nível mundial por ser geradora de  produto básico para a nutrição e saúde humana. Embora de inestimável importância para o desenvolvimento humano, o consumo “per capita” de leite não tem acompanhado o crescimento populacional e sua oferta diminuiu nos últimos anos em paises paises desenvolvidos, desenvolvidos, que concentram concentram 65% da produção mundial. Um aspecto também relevante e negativo é que o corte de subsídios ao setor de laticínios, na União Européia, fez diminuir a oferta de leite em toda essa região. Outro aspecto igualmente relevante é que vários paises apresentaram crescimento muito baixo ou negativo, como o Japão, EUA, Canadá, Noruega e Suíça (MINAS AMBIENTE, 2002). O mesmo tem ocorrido no Brasil, onde a evolução do consumo não tem acompanhado o crescimento populacional e cuja produção de leite está praticamente estabilizada em 25   bilhões de litros/ano. litros/ano. Desse total, a região sudeste é a maior produtora, produtora, representando representando aproximadamente 40%, no ano de 2004. Sozinhos, os estados de Minas Gerais, São Paulo, Rio Grande do Sul, Goiás e Paraná respondem por mais de 65% da produção, sendo Minas o maior produtor nacional, com cerca de 28% (Revista Leite e Derivados n o 79, agosto de 2004). Considerando-se que em média são gastos 5 litros de água para o processamento de 1 litro de leite ou derivados, pode-se ter idéia do volume de efluentes líquidos de laticínios a serem tratados. O tratamento destes efluentes é o foco do trabalho a ser desenvolvido pelo aluno.

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2 – OBJETIVOS Objetivo geral Identificar as principais tecnologias de tratamento de esgotos sanitários e, dentre estas tecnologias, aquelas que têm sido usadas para tratamento de efluentes líquidos em indústrias de laticínios. Objetivos específicos -

Conhecer as características da indústria de laticínios de Minas Gerais e os processos geradores de efluente líquidos. Descrever e avaliar as soluções de tratamento implementadas em algumas indústrias visitadas. Identificar as limitações existentes nos sistemas de tratamento dos efluentes líquidos, nas indústrias visitadas.

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3 – REVISÃO DE LITERATURA 3.1 - A indústria de laticínios de Minas Gerais

Minas Gerais é o maior produtor de leite e derivados no Brasil, respondendo por cerca de 28% do total da produção. São aproximadamente 1250 indústrias das quais mais da metade não tem controle do Serviço de Inspeção Federal - SIF. A maioria é formada de pequenas indústrias com poucas opções de  produtos. Independentemente do porte, poucas são aquelas que têm destinação adequada para seus efluentes líquidos e resíduos sólidos deles originados, sendo que a grande maioria  promove o descarte desses resíduos diretamente nos cursos d’água ou no solo, sem nenhum tratamento. A Fundação Estadual do Meio Ambiente - FEAM tem desenvolvido um trabalho junto às indústrias de laticínios tentando conscientizá-las para a necessidade de tratar seus efluentes líquidos e outros resíduos, como forma de atenderem à legislação. Apesar desse esforço,  poucas têm sido as iniciativas nesse sentido e, por esse motivo, parte dessas indústrias poderá ser penalizada e/ou, até mesmo, ter suas atividades interrompidas dentro de pouco tempo. t empo. As pequenas indústrias, que são maioria, ainda recebem o leite em latões, de fornecedores sem condições de refrigeração do leite. Esse fato aliado ao transporte do leite, muitas vezes inadequado, coloca em risco sua qualidade já na recepção nas indústrias. 3.2 – Os processos geradores dos principais efluentes líquidos e resíduos sólidos destes efluentes, em empresas controladas pelo Serviço de Inspeção Federal - SIF  3.2.1 - Processo de avaliação da qualidade do leite

De cada carreta de leite recebida, são retiradas amostras em cada um dos compartimentos do tanque e enviadas ao laboratório para avaliação de sua qualidade por meio de ensaios físicoquímicos e microbiológicos rápidos.  Nessa fase são feitos testes para determinação de acidez (Método titulométrico com solução de NaOH 0,111N), da carga microbiana *, do teor de gordura (Método Gerber é o mais usado), da presença de resíduos de antibióticos (Método Charm e Método Snap são os mais usados), eventual fraude por adição de água (Crioscopia) ** , desnate*** e/ou fraude por  adição de soro (Método colorimétrico)

*Pela IN 51 de setembro de 2002, pelo menos uma vez por mês, deve-se colher amostra do leite de cada produtor para que seja feita avaliação por um laboratório credenciado. Na região metropolitana de Belo Horizonte o laboratório credenciado é o da UFMG.

** Esse teste é feito em todo leite recebido. *** A conclusão sobre existência ou não do desnate depende de análise crítica dos  parâmetros seguintes: % de gordura, % de estrato seco (Total ou desengordurado) e resultado da crioscopia. 13

  Nessa fase de avaliação da qualidade do leite, é possível que seja constatada a eventual acidificação do leite. É o leite ácido. O leite, ao sair do úbere, é ligeiramente ácido - em torno de 16 a 20º Dornic - equivalente a um pH de 6,6 a 6,7, cerca de 1,60 a 2,00 gramas de ácido láctico por litro. Pelas normas vigentes, o leite é considerado ácido se apresentar uma acidez acima de 18º Dornic. Uma acidez acima de 18º Dornic é proveniente da acidificação do leite, causada pelo desdobramento da lactose provocada por germes que se acham em multiplicação no leite. À medida que o tempo passa, a acidez aumenta, por influência da temperatura e, principalmente,   pela falta de higiene com os equipamentos utilizados durante a ordenha (SCARLATELLI, 1996). Uma acidez superior a 18º Dornic, corresponde a valores de pH inferiores a 6,5. Devido aos   processos de refrigeração do leite na origem e seu transporte em caminhões isotérmicos,  pode-se dizer que atualmente o leite ácido não chega mais às indústrias de maior porte. Se, eventualmente, esse fato ocorrer, o leite ácido pode ter destinações diversas como: - devolução ao produtor; - utilização para produção de produtos como queijo parmesão, requeijão, mussarela, etc. - utilização como ração animal, e - descarte como efluente a ser tratado, o que representará simplesmente custo para a indústria. O grande problema hoje está relacionado com o leite que apresenta resultado positivo no teste de resíduos de antibióticos. Há uma fuga de responsabilidades entre o Ministério da Agricultura e Ministério do Meio Ambiente A mbiente quanto ao destino ideal desse leite contaminado. Conceitualmente, este leite não deve ser devolvido ao produtor, para que não venha ser  destinado a outra indústria, mas retê-lo e/ou processá-lo como efluente é um custo que onera indevidamente a indústria. Quando no teste de crioscopia fica comprovada a adição de água ao leite, o fornecedor é   proporcionalmente penalizado, com descontos exigidos pela indústria. Embora o maior   percentual do leite seja constituído de água, sua adição ao leite constitui prática fraudulenta que poderá levar à contaminação do leite e fatalmente à perda de seu valor nutritivo face à diluição do mesmo. 3.2.2 – Processo de recepção do leite

As carretas que chegam às indústrias são lavadas externamente para uma limpeza grosseira. Em seguida é efetuado o descarregamento do leite e, em seqüência, limpeza interna de seu tanque na seguinte seqüência: a) Enxágüe com água potável a 40º C.  b) Limpeza com solução alcalina (NaOH) a 1%, a 75º C. c) Enxágüe com água potável à temperatura t emperatura ambiente. OBS: Um mesmo caminhão / carreta deve ter seu tanque limpo, uma vez por semana, adicionalmente à seqüência anterior, com solução ácida (HNO 3) a 1% e a 75º C. Após essa limpeza, deve-se fazer enxágüe com água à temperatura t emperatura ambiente, novamente.

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3.2.3 – Processo de limpeza dos silos e d e tanques de armazenamento de leite e soro.

Esse processo é o mesmo adotado na recepção de leite, gerando o mesmo tipo de efluente. 3.2.4 – Processo de fabricação de queijo

O queijo pode ser considerado como um concentrado de proteína e gordura do leite, obtido  pela precipitação ou coagulação da caseína que, arrastando a gordura, vai formar o coágulo. A caseína coagulada e a gordura são separadas do soro, moldadas, salgadas, maturadas ou não, dependendo do tipo de queijo a ser elaborado. el aborado. (MINAS AMBIENTE, 2002) O soro é a parte líquida do leite resultante da produção de queijos. A sua composição varia de acordo com a composição do leite processado e de acordo com as perdas dos constituintes do leite, durante os processos de fabricação dos diversos tipos de queijos. O teor de água do soro varia entre 91 e 95% e o seu extrato seco é bastante reduzido, em média, 7% do peso total. Na composição desse extrato tem-se 70 a 80% de lactose, 10 a 14% de compostos nitrogenados (proteínas), 1,5 a 4% de minerais e 0,05 a 0,6% de lipídios (gordura) (GREIG e HARRIS, 1983; MELLO, 1987). O soro pode ser ácido (quando há adição de ácido láctico ao leite) ou doce (quando há adição de fermento e coalho ao leite). Ele é gerado na proporção aproximada aproximada de 90% do total do leite processado. Esse soro pode ser aproveitado total ou parcialmente, principalmente na fabricação de soro em pó, ricota, bebidas lácteas e lactose. Quando não aproveitado internamente em uma indústria, o soro é normalmente vendido para outra empresa. Se o soro se acidifica naturalmente, ele é doado para aproveitamento como ração animal. Conceitualmente, poderia ser tratado como efluente, mas isso não é feito devido ao alto custo incorrido. 3.2.5 – Processo de fabricação de manteiga

A manteiga é o produto obtido pela aglomeração mecânica da matéria gorda do leite. Do leite de qualidade, na indústria, é retirado o creme por meio do processo de centrifugação. O creme é uma massa opaca, amarelada e formada por um aglomerado de glóbulos gordurosos de 1,3 a 10 micras, bem como de pequenas porcentagens de outros elementos do leite que os acompanham. O creme fermentado ou maturado é levado para ser batido em equipamento apropriado (batedeira), por meio de “tombos” sucessivos contra as pás e paredes desse equipamento. A   bateção persiste até que seja feita toda a separação do leitelho – líquido que se separa do creme, que, quando puro, tem uma composição aproximada à composição do leite desnatado (MINAS AMBIENTE, 2002). O leitelho típico contém: 90% de água, 4,4% de lactose, 3,5% de proteínas, 0,2% de gordura, 0,6% de ácido láctico e 0,7% de minerais. O leitelho é um   produto que pode ser obtido quando da acidificação total ou parcial do leite desnatado e pasteurizado, após receber um cultivo de bactérias lácticas selecionadas ( Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus lactis ou a mistura de ambos, e outros). Ele conterá, no mínimo, 8,5% de sólidos do leite, excluída a gordura. Incuba-se o leite a 37°C até que a acidez alcance 0,75-0,85%, expresso em ácido 15

láctico. Agita-se bem para se obter um produto homogêneo e cremoso e armazena-se em temperatura baixa para que sua acidez não aumente. (MONTES, 1997). Com 100 kg de creme com 37% de gordura tem-se 37 kg de gordura pura + leite + água. Desse total obtém-se 45,12 kg de manteiga + 54,88 kg de leitelho puro + 6,44 litros de leitelho aguado, oriundo da lavagem da manteiga com água gelada ainda no interior da  batedeira. O leitelho é portanto um subproduto do processo de fabricação da manteiga que  poderá ser misturado ao soro para aproveitamento na fabricação de leite em pó modificado ou na produção de bebidas lácteas. Na fase de bateção há uma eliminação natural de parte do leitelho por dispositivo da própria batedeira. Este leitelho que cai no chão é posteriormente lavado, formando um efluente que é encaminhado ao tratamento para diminuir ou eliminar  sua carga poluidora. (Tecnólogo da EMPRESA A) 3.2.6 – Processo de limpeza e desinfecção

  No processo de limpeza e desinfecção de utensílios, tubulações e equipamentos, que é o mesmo já descrito para limpeza dos tanques das carretas - item 3.2.2, ocorre a geração de um efluente líquido constituído de água misturada a determinados produtos químicos, leite, polpa de frutas usada na fabricação de iogurte, resíduos de bebidas lácteas em geral e pedaços de  produtos sólidos de derivados do leite. Esse efluente, como os demais anteriormente considerados, possui forte carga poluidora em termos de DBO e por essa razão deve ser tratado, como nos casos anteriores, antes de seu lançamento nos corpos receptores. 3.2.7 – Processo de limpeza de pisos em geral

Em praticamente todos os processos operacionais de um laticínio há perdas naturais e derramamentos eventuais que acabam nos pisos. Estes pisos são diariamente lavados e geram efluente de água misturada a essas perdas ou derramamentos, conforme pode ser visto abaixo.

Figura 1 - Geração de efluente devido à limpeza de piso na EMPRESA B

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3.3 – Os efluentes líquidos

Como visto em 3.2, os principais efluentes líquidos são os seguintes: - soro acidificado naturalmente e não encaminhado para alimentação animal, gerado no  processo de fabricação de queijo; - leitelho e água, gerado no processo de fabricação de manteiga, e - mistura água, leite e sólidos de derivados do leite, gerada quando da limpeza e desinfecção de utensílios, tubulações, equipamentos, tanques das carretas e pisos. Esses efluentes devem ser tratados antes de lançados nos corpos de água ou no solo. Entretanto, independentemente do tratamento e das tecnologias envolvidas neste tratamento, devem ser tomadas ações para redução do volume desses efluentes. 3.4 – Processo para redução de volume dos efluentes líquidos em uma indústria

Inicialmente deve-se fazer um levantamento para identificação dos efluentes, quantificação dos volumes e análise físico-química dos mesmos. De posse desses dados iniciais deve-se definir um processo de redução e controle dos volumes gerados, objetivando diminuição das dimensões dos sistemas de tratamento e dos investimentos em tecnologias e gastos necessários à diminuição das cargas poluidoras. Esse processo poderia incluir programas específicos como os seguintes: a - segregação da maior parte possível dos despejos em condutos separados para posterior  destinações específicas;  b – recirculação da água não poluente poluente (refrigeração, etc); c – redução da concentração de NaOH e HNO 3 nas operações de limpeza (sistema CIP cleaning in place) e desinfecção. d – utilização da última água do sistema CIP como água de reposição para desinfecção e/ou limpeza inicial. e – redução de: transbordamentos com instalação de controladores de nível; vazamentos mediante manutenções corretivas imediatas e execução de preventivas programadas; perdas acidentais mediante maior conscientização e cuidados operacionais. (BRAILE e CAVALCANTI, 1970) Se os volumes são reduzidos, tanto as dimensões das instalações poderão ser menores como também os gastos com infra-estrutura, pessoal, dispositivos de controle e medições e insumos   para tratamento. Assim, também, se os volumes a serem tratados são menores, menores também serão os volumes descartados / pós-tratamento e maiores serão as facilidades de enquadramento à legislação aplicável. 3.5 - Tratamento dos efluentes líquidos das indústrias de laticínios 3.5.1 – Considerações gerais

Um sistema de tratamento de efluentes domésticos pode ser composto por processos físicos, químicos e biológicos. Nos primeiros predomina a aplicação de forças físicas (Ex: gradeamento, mistura, floculação, sedimentação, flotação, filtração). Nos processos químicos a remoção ou conversão dos contaminantes ocorre devido à adição de produtos químicos ou reações químicas (Ex: precipitação, adsorção, desinfecção). Nos processos biológicos a 17

remoção dos poluentes se dá por meio da atividade biológica dos micro-organismos (Ex: remoção da matéria orgânica carbonácea, desnitrificação, etc). (von SPERLING, 2005).  Nas indústrias de laticínios os efluentes líquidos também podem ser tratados com tecnologias disponíveis para tratamento de esgotos domésticos, pelos mesmos processos físicos, químicos e biológicos em níveis preliminar, primário, secundário secundário e terciário. O tratamento terciário de efluentes nas indústrias de laticínios ainda é raro, no Brasil.   Nos estudos de concepção do sistema de tratamento de efluentes líquidos, devem ser bem caracterizados os seguintes aspectos: impacto ambiental do lançamento no corpo receptor  objetivo do tratamento (principais constituintes a serem removidos) nível do tratamento; eficiências de remoção desejadas. • • • •

Em relação ao impacto ambiental, devem ser feitos estudos quanto aos níveis de poluição por  matéria orgânica, contaminação por microrganismos patogênicos, eutrofização dos corpos d’água e grau esperado de atendimento à legislação l egislação aplicável (von SPERLING, 2005). Por sua vez, o objetivo principal é o atendimento à legislação aplicável e, nesse aspecto, duas referências devem ser consideradas. São elas: Resolução CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente) 357/05 : dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e DN (Deliberação Normativa) 010/86 do COPAM (Conselho de Política Ambiental): estabelece normas e padrões para a qualidade das águas e lançamento de efluentes nas coleções de águas, para o Estado de Minas Gerais. A razão de se referir à DN 010 se deve ao fato de conceitualmente uma legislação estadual poder ser mais restritiva que uma federal. A RC (Resolução CONAMA) 357/05 classifica as águas de nosso território em águas doce (salinidade ‹ 0,5%), salobras (salinidade entre 0,5% e 30%) e salinas (salinidade › 30%). A seguir, na tabela 1, é mostrada uma adaptação da RC 357/05, exclusivamente para águas doce. Tabela 1: Classes das águas doce e respectivos usos Classes das águas doce Uso

Abastecimento para consumo humano Preserv. equilíbrio natural das comunidades aquáticas Preserv. de amb. aquát. em unid. de conserv. de prot. integral Proteção das comunidades aquáticas Recreação de contato primário (*) Irrigação Aqüicultura e atividade de pesca Pesca amadora Dessedentação de animais Recreação de contato secundário   Harmonia paisagística (a) (b) (c) (d)

Especial

1

2

3

X (a) X X

X (b)

X (c)

X (d)

X (h) X X (e)

X X X (f) X

4

X (g) X X X Navegação X

com desinfecção após tratamento simplificado após tratamento convencional  após tratamento convencional ou avançado

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(e) hortaliças consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película (f) hortaliças, plantas frutíferas e de parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os quais o público possa possa vir a ter contato direto (g) culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras (h) de forma geral, e em comunidades indígenas

(*) conforme Resolução CONAMA 274/2000

A remoção dos poluentes objetivando adequar à legislação está associada aos conceitos de nível e eficiência do tratamento (von SPERLING, 2005). Quanto aos níveis de tratamento, as seguintes opções são possíveis: Tratamento preliminar: objetiva apenas a remoção re moção dos sólidos grosseiros. Tratamento primário visa à remoção de sólidos sedimentáveis e parte da

matéria orgânica.

Em ambos predominam os mecanismos físicos de remoção de poluentes. Tratamento secundário: há   predominância de mecanismos biológicos e seu objetivo é   principalmente a remoção de matéria orgânica e eventualmente nutrientes (Nitrogênio e fósforo). Tratamento terciário: objetiva a remoção de poluentes específicos (Usualmente tóxicos ou compostos não biodegradáveis) ou ainda, a remoção complementar de poluentes não suficientemente removidos no tratamento secundário. Nota: Os níveis de tratamento acima listados são típicos no tratamento de esgotos e são também usados, nessa monografia, a exemplo do livro Minas Ambiente – Controle Ambiental nas Pequenas e Médias I ndústrias de Laticínios.

A tabela 2 é bem elucidativa quanto às características de cada nível. Tabela 2: Características dos principais níveis de tratamento dos esgotos Item

Preliminar Sólidos grosseiros

Poluentes removidos -

Aplicação

Secundário Sólidos não sedimentáveis DBO em suspensão fina DBO solúvel Eventualmente nutrientes Eventualmente patógenos DBO: 60 a 98% Coliformes: 60 a 99%

Físico

SS: 60 a 70% DBO: 25 a 35% Coliformes: 30 a 40% Físico

Não

Não

Usualmente sim

Montante de elevatória. Etapa inicial de todos os processos de tratamento

Tratamento parcial Etapa intermediária de tratamento mais completo

Tratamento mais completo (para remoção de matéria orgânica)

Eficiência de remoção Mecanismo de tratamento predominante Cumpre padrões de lançamento usuais? (2)

Nível (1) Primário Sólidos sedimentáveis DBO em suspensão

Biológico

Notas: 1) Uma ETE em nível secundário usualmente tem t ratamento preliminar, mas pode ou não ter tratamento primário (depende do processo) (2) Padrão de lançamento, tal como expresso nas legislações ambientais estaduais mais usuais. O órgão ambiental poderá autorizar outros valores para o lançamento, caso estudos ambientais demonstrem que o corpo receptor continuará enquadrado dentro da sua classe. (von SPERLINGg, 2005)

Deve-se observar, no entanto, que a eficiência de remoção mostrada na tabela é válida para tratamento de esgoto doméstico e pode não ser válida para o efluente típico da indústria de laticínios. A análise da eficiência de remoção é importante para se manter a qualidade das águas dos corpos receptores dentro das condições estabelecidas para suas respectivas classes. Para tanto, 19

deve-se ter como referência a tabela 3 que apresenta os principais mecanismos para remoção de poluentes de águas residuárias. Tabela 3: Principais mecanismos para remoção de poluentes no tratamento de águas residuárias Poluente Sólidos

Matéria orgânica

Dimensões Maiores dimensões (maiores que 1cm) Dimensões intermediárias (maiores que 0,001mm) Dimensões diminutas (menores que 0,001 mm) Dimensões superiores a 0,001mm

Gradeamento Sedimentação Adsorção Sedimentação Adsorção Estabilização

Dimensões inferiores a 0,001mm

Adsorção Estabilização

Organismos transmissores de doenças

Radiação ultravioleta Condições ambientais adversas Desinfecção

Principais mecanismos para remoção Retenção de sólidos com dimensões superiores ao espaçamento entre barras. Separação de partículas com densidade superior à do esgoto. Retenção na superfície de aglomerados de bactérias ou  biomassa. Separação de partículas com densidade superior à do esgoto. Retenção na superfície de aglomerados de bactérias ou  biomassa. Utilização pelas bactérias como alimento, com conversão a gases, água e outros compostos inertes. Retenção na superfície de aglomerados de bactérias ou  biomassa. Utilização pelas bactérias como alimento, com conversão a gases, água e outros compostos inertes. Radiação do sol ou artificial Temperatura, pH, falta de aalimento, limento, competição com outras espécies. Adição de algum agente desinfetante, como o cloro.

(BARROS et al., 1995)

 Na escolha e aquisição de mecanismos e tecnologias aplicáveis, e economicamente viáveis, é de fundamental importância que se possa garantir o treinamento e efetiva qualificação do  pessoal que irá operá-los. Outro aspecto relevante a ser considerado antes da identificação de mecanismos e tecnologias de tratamento de efluentes é a adoção de ações visando à redução dos volumes gerados e de suas respectivas cargas poluidoras, conforme já explicitado em 3.4. Deve-se esclarecer que o sucesso na implementação dessas ações depende fundamentalmente da qualificação e motivação das equipes de produção e manutenção de equipamentos, pois a qualificação inadequada e a falta de motivação dessas equipes são as duas principais causas de perdas operacionais, levando à geração de grandes volumes de efluentes e à conseqüente  perda de produtividade das indústrias. Tendo sido apresentados os aspectos de impactos ambientais, objetivos e níveis de tratamento e de eficiência de remoção, apresenta-se agora uma alternativa de fluxograma geral de um sistema de tratamento de efluentes de laticínios. la ticínios.

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Tanque de equalização e acerto de pH

Tratamento Preliminar 

-Grade / Peneiras -Desarenador 

Tratamento Tratamento Primário Primário

Tratamento Secundário

Corpo receptor 

-Caixa de gordura / Flotador  -Decantador primário

Anaeróbio -Lagoa anaeróbia -RAFA ou UASB -Filtro anaeróbio

Aeróbio -Lagoa aeróbia -Lodos ativados -Filtro biológico

Disposição no solo

Tratamento do lodo: -Leito de secagem -Filtro prensa

Figura 2: Fluxograma geral de um sistema de tratamento de efluente, adaptado de MINAS AMBIENTE, 2002

Esse fluxograma apresenta uma concepção geral das tecnologias disponíveis para as indústrias de laticínios, mas deve-se ter em mente que a configuração efetiva a ser adotada por um dado laticínio vai depender dos tipos de efluentes, suas características, volumes gerados e classe do corpo receptor do efluente após tratamento. Independentemente desses fatores, são apresentadas a seguir as diferentes tecnologias do fluxograma proposto. 3.5.2 - Tratamento preliminar

Como dito anteriormente, este tratamento se destina à remoção de material grosseiro, inclusive areia, por meios físicos. Os principais equipamentos utilizados no tratamento preliminar são as grades, peneiras e caixas para deposição de areia ou caixas de desarenação. As grades são normalmente feitas de barras de aço paralelas com aberturas compatíveis com o tamanho dos sólidos que se quer reter. As barras podem ser verticais ou inclinadas. É importante que sejam freqüentemente desobstruídas para evitar que o nível do efluente a montante se eleve de tal forma que se corra o risco de um maior fluxo de maior velocidade, no momento da desobstrução, venha a carrear o material que se planejou reter. As peneiras têm o mesmo objetivo, mas promovem a retenção de material bem mais fino. Após sua separação, os sólidos grosseiros podem ser removidos de forma manual ou por  dispositivos mecânicos e essa remoção tem as seguintes finalidades: - proteger as unidades de tratamento - proteger as bombas e tubulações e - melhorar a qualidade estética dos corpos receptores.

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Especificamente sobre a areia, oriunda principalmente da lavagem de pisos e caminhões na  plataforma de recepção de leite, sua remoção objetiva: - evitar a abrasão nos equipamentos e tubulações, - eliminar ou diminuir a possibilidade de entupimento em tubulações e outras unidades do sistema de tratamento, e - facilitar o transporte do líquido. A figura 3 mostra um desenho para o tratamento preliminar. Nível de efluente Chegada do afluente

Grade Saída do efluente

Caixa de areia Areia sedimentada Tratamento Preliminar 

Figura 3: Desenho de um tratamento preliminar, adaptado de BARROS et al., 1995.

3.5.3 - Tratamento primário

Conforme tabela 2, o objetivo do tratamento primário é a remoção de sólidos em suspensão sedimentáveis e DBO em suspensão (sólidos flutuantes). Para tanto são normalmente usados caixas de gordura e flotadores. As principais finalidades da remoção de gordura são: evitar obstrução de tubulações, evitar aderência nas peças especiais da rede de esgotos, evitar acúmulo nas unidades de tratamento, o que provoca odores desagradáveis e  problemas no funcionamento dos dispositivos de tratamento, e evitar aspectos desagradáveis nos corpos receptores. (MINAS AMBIENTE, 2002, p. 111) • • •

•

3.5.3.1 - Caixas de gordura e flotadores  Nestas caixas o material flutuante de menor densidade como óleos e graxas são removidos na superfície juntamente com parte da matéria orgânica. A remoção, nos laticínios visitados pelo aluno era manual e as caixas eram de pequenas dimensões. As fotos que se seguem, mostram uma caixa de gordura da EMPRESA A e um flotador da EMPRESA B.

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Figura 4 - Caixa de gordura da EMPRESA A

Figura 5 - Flotador da EMPRESA B com raspadores movidos por  correntes

3.5.3.2 - Decantador primário   Neste equipamento, que pode ter forma circular ou retangular, o efluente entra pela parte inferior e é distribuído na superfície por uma haste rotativa ou jorra na parte central do equipamento. Os sólidos suspensos mais pesados que a parte líquida se sedimentam e vão  para o fundo. O material sedimentado é chamado de lodo primário bruto . Este lodo pode ser removido por meio de raspadores ou por sucção por meio de bombas e enviado para tratamento em digestores anaeróbios. Após esses processos e antes da disposição final o lodo deverá ter sua umidade reduzida ao máximo em leitos de secagem, filtro prensa ou ambos. Quando o sistema de tratamento incluir lodo ativado, os decantadores primários   podem deixar de ser usados. Aliás, nenhuma das empresas visitadas pelo aluno usava decantador primário. A figura 6 mostra um esquema simplificado de um tratamento primário. Cx. Gordura / Flotador  Decantador primário

Chegada do afluente

Saída efluente p/ trat. secundário

Efluente

Saída do Lodo decantado

Tratamento preliminar 

Tratamento primário

Figura 6: Esquema simplificado de um tratamento primário, adaptado de BARROS et al., 1995

3.5.3.3 - Tanque de equalização e acerto de pH O tanque de equalização visa à homogeneização, controle de vazão do efluente e, se necessário, acerto de seu pH, antes de ser enviado às etapas seguintes de tratamento. 23

Eventualmente, ele pode ser posicionado após a caixa de gordura e antes do flotador ao qual se fez referência no item 3.5.3.1. Um exemplo de tanque de equalização é mostrado a seguir.

Figura 7 - Tanque de equalização e acerto de pH, da EMPRESA A 3.5.4 – Tratamento secundário

A principal característica do tratamento secundário é a tentativa de se reproduzir as condições naturais de remoção biológica dos poluentes do efluente, mediante estabilização da matéria orgânica, pela ação de microrganismos, através de processos bioquímicos que ocorrem em condições ambientais de temperatura e pH favoráveis. Tem a vantagem de fazê-lo em menor  tempo, menor espaço e sob condições controladas. O tratamento secundário objetiva a remoção dos seguintes poluentes: Matéria orgânica em suspensão fina, remanescente do tratamento primário (DBO suspensa ou particulada); Matéria orgânica na forma de sólidos dissolvidos (DBO solúvel), a qual não é removida no tratamento primário. •

•

Esse tratamento é o único que possui eficiência capaz de atender aos padrões de lançamento da legislação ambiental. O tratamento nessa fase pressupõe as operações do tratamento   preliminar, mas pode prescindir dos equipamentos de tratamento primário. (BARROS et al., 1995)

Como visto no fluxograma mostrado na figura 2, essa etapa de tratamento envolve processos anaeróbios e aeróbios 3.5.4.1 – Processos Anaeróbios a) Lagoa Anaeróbia Esta lagoa é normalmente profunda, variando de 4 a 5 metros. A profundidade tem a finalidade de impedir que o oxigênio produzido na superfície, alcance as camadas mais   profundas da lagoa. A matéria orgânica com maior densidade que a fase líquida se sedimentada no fundo e é estabilizada pela ação de microrganismos em ausência de oxigênio. A ausência de oxigênio se deve ao fato de se lançar grande quantidade de efluente por  unidade de volume da lagoa, produzindo grossa camada de escuma na superfície e impedindo a penetração da luz solar, inibindo o desenvolvimento de algas e a penetração do oxigênio. A eficiência dessa lagoa em relação à remoção de DBO é da ordem de 50 a 70% e a geração de lodo é baixa devido ao longo tempo de permanência do mesmo no fundo da lagoa 24

(aproximadamente 20 anos). Outra característica desta lagoa é a sua pequena área superficial, quando comparada com sua profundidade (von SPERLING, 2005). A figura 8 ilustra a lagoa anaeróbia da EMPRESA C.

Figura 8 – Lagoa anaeróbia da EMPRESA C

 b) RAFA ou UASB – Reator anaeróbio de fluxo ascendente Este reator é também conhecido com dois outros nomes: Reator de fluxo ascendente e manta de lodo e Reator UASB, cuja sigla vem de seu nome em inglês (Upflow anaerobic sludge   blanket). Apesar de o aluno não ter visto esse equipamento em funcionamento em um laticínio, mas considerando que ele foi contemplado no fluxograma geral de tratamento de efluente, mostrado na figura 2, apresenta-se, a seguir, resumo de seu funcionamento, adaptado de MINAS AMBIENTE, 2002. O efluente contendo matéria orgânica entra pelo fundo do reator e sobe encontrando o lodo que está na zona de digestão, onde ocorre a digestão anaeróbia com produção do gás metano. As partículas suspensas aderem à parte inclinada externa, do separador de fases, e ao se acumularem e, em função de seu peso, se desprendem e voltam à zona de digestão e ao fundo do reator.   No corte do equipamento, pode-se ver que os gases são direcionados ao centro do reator,  pelos defletores de gases, e são liberados pela parte superior. Lateralmente, na parte superior  sai também o efluente tratado.

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Saída de Gás

Separador  Trifásico

Efluente Tratado

Defletor de Gases Manta de Lodo

Leito de Lodo Efluente Industrial

Figura 9: Desenho esquemático do Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente, extraído de MINAS AMBIENTE, 2002

Esses reatores podem ser construídos em formas cônica, tronco-cônica, cilíndrica, prismática ou retangular e em diferentes materiais como concreto armado, aço, PVC, fibra de vidro ou cimento amianto. A principal característica desse equipamento é o separador de fases e duas zonas conhecidas como leito de lodo e manta de lodo. No leito de lodo, a concentração em sólidos totais está compreendida entre 40 e 100 g/L. A manta de lodo, por sua vez, é constituída por sólidos em suspensão onde se encontram aderidos microrganismos anaeróbios, cuja atividade é responsável pela degradação da matéria orgânica. À medida que os sólidos que constituem a manta aumentam sua massa, sedimentam-se e passam a constituir o leito de lodo. Periodicamente, o lodo constituinte do leito deve ser retirado e submetido a tratamento adequado. c) Filtro Anaeróbio Este filtro opera normalmente com fluxo ascendente, de forma que o efluente entra pela parte inferior e sai tratado na parte superior. O tratamento do efluente se dá basicamente pela ação de microrganismos aderidos ao meio suporte, que pode ser constituído de pedra britada,  blocos cerâmicos, anéis plásticos, escória, esferas de polietileno, etc, no qual a biomassa fica aderida. Um dos principais problemas operacionais dos filtros anaeróbios é a colmatação ou entupimento do meio suporte. (MINAS AMBIENTE, 2002) Esse filtro opera freqüentemente tratando efluentes de tanques ou fossas sépticas. Trata-se do sistema chamado tanque séptico / filtro anaeróbio, onde o tanque séptico remove a maior parte dos sólidos em suspensão que após sedimentarem sofrem digestão anaeróbia no fundo do 26

tanque, ficando a remoção complementar da DBO por conta do filtro anaeróbio. (von SPERLING, 2005). A figura 10 apresenta um desenho esquemático desse filtro.

Saída de Gás

Efluente Tratado

Meio Suporte Efluente Industrial

Descarte do Lodo

Figura 10: Desenho esquemático de filtro anaeróbio, extraído de MINAS AMBIENTE, 2002

3.5.4.2 – Processos Aeróbios a) Lagoa Aeróbia Lagoas aeróbias são processos de tratamento biológico de efluentes com custo moderado quando comparadas com sistema de lodos ativados. A indústria de laticínios usa, normalmente, lagoas de estabilização aeróbias que podem ser  lagoas facultativas aeradas ou não. Pode-se optar também pelo processo australiano, que associa uma lagoa anaeróbia seguida de uma lagoa facultativa. A adoção desse último  processo apresenta a vantagem de necessitar de uma área inferior àquela de uma única lagoa facultativa (von SPERLING, 1995, apud MINAS AMBIENTE) a.1) Lagoa Aerada Facultativa Esta lagoa difere da lagoa facultativa convencional pelos motivos apresentados abaixo: O oxigênio é fornecido por aeradores mecânicos, enquanto nas lagoas facultativas ele é fornecido pela fotossíntese realizada pelas algas. Exige menor área e menor volume, pois a maior introdução de oxigênio no meio líquido faz com que o volume necessário seja menor assim como o tempo de detenção (5 a 10 dias) e, como conseqüência, menor área. •

•

27

Por outro lado, há uma semelhança com as lagoas facultativas convencionais. Enquanto a energia mecânica gerada pelos aeradores é suficiente para a obtenção do oxigênio, o mesmo não ocorre quanto à manutenção dos sólidos (bactérias e sólidos do esgoto) em suspensão na massa líquida. Esse fato faz com que haja sedimentação da matéria orgânica, formando o lodo no fundo da lagoa, o qual será estabilizado anaerobiamente como numa lagoa facultativa convencional. (von SPERLING, 2005). a.2) Lagoa Facultativa (não aerada) É uma lagoa de fácil operação, já que não possui equipamentos de aeração. Dependendo da   profundidade, pode apresentar 3 zonas distintas: a parte superficial ou aeróbia, o fundo da lagoa ou zona anaeróbia e a parte intermediária ou zona facultativa, onde a estabilização da matéria orgânica se dá por bactérias facultativas que podem sobreviver tanto na presença como na ausência de oxigênio. Essas lagoas têm normalmente profundidade variando de 1,5 a 2,0 metros e larga aplicação em regiões tropicais onde há grandes períodos de insolação, ao logo de todo o ano. Outro aspecto relevante para adoção dessas lagoas, adicionalmente à grande necessidade de incidência de luz solar, é a disponibilidade de áreas com preço competitivo. Nessas lagoas o afluente entra por um lado e sai pelo outro. Face à grande área dessas lagoas, o tempo de detenção do efluente em processo, usualmente é superior a 20 dias. Uma característica dessas lagoas é o equilíbrio entre consumo e produção de oxigênio e gás carbônico na zona aeróbia. Enquanto as bactérias consomem oxigênio e produzem gás carbônico, através da respiração, as algas agem inversamente na realização da fotossíntese. As reações envolvidas são praticamente as mesmas com direções opostas, como mostrado a seguir. Fotossíntese: CO 2 + H2O + Energia solar Matéria Orgânica + O2 Respiração: Matéria Orgânica + O2

CO2 + H2O + Energia

O tratamento de efluentes em lagoas seqüenciadas tem eficiência quase sempre superior a 90% em termos de DBO e é mais barato que outros processos convencionais, mas demanda muita área.

Figura 11 - Lagoa facultativa não aerada, da EMPRESA B, com aproximadamente 7.000 m2

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 b) Lodos Ativados O lodo ativado é o floco produzido num esgoto bruto ou decantado pelo crescimento de  bactérias zoogléias ou outros organismos, na presença de oxigênio dissolvido e acumulado em concentração suficiente graças ao retorno de outros flocos previamente formados no tanque de decantação (JORDÃO e PESSOA, 1995, apud MINAS AMBIENTE, 2002). O sistema de lodos ativados é um tratamento biológico cujo objetivo principal é a remoção da matéria orgânica ainda presente no efluente do tratamento primário. O sistema é normalmente constituído de uma unidade de aeração (Reator aeróbio ou valo de oxidação) e outra de decantação (Decantador secundário). Para aumentar-se a eficiência do sistema, o lodo depositado no fundo do decantador secundário retorna ao aerador. A seguir, aborda-se as principais variações do sistema de lodos ativados.  b.1) Lodos Ativados Convencional – Fluxo Contínuo  Nessa variante, pressupõe-se a existência de um decantador na fase primária de tratamento do afluente. O sistema convencional é constituído de um reator aerado e um decantador  secundário. Parte do lodo do decantador secundário secundário enviado ao ao reator funciona funciona como floculador e a outra parte é encaminhada ao decantador primário.  Nesse sistema a idade do lodo é de 4 a 10 dias e o tempo de retenção do efluente no reator é de 6 a 8 horas. (MOTA, (MOTA , 2000)

Aeradores Efluente do tratamento preliminar 

Decantador  primário

Decantador  secundário

Efluente tratado

Reator 

* * O lodo primário: pode ser encaminhado para um digestor anaeróbio e, em seqüência, a um leito de secagem ou, simplesmente, a um leito de secagem.

Figura 12: Desenho esquemático de sistema de Lodos Ativados Convencional, adaptado de MOTA, 2000 Nota: No sistema convencional, o excesso de lodo deve ser encaminhado para tratamento via adensamento, digestão complementar e desidratação (von SPERLING, 2005).

 b.2) Lodos Ativados de Aeração Prolongada – Fluxo Contínuo  Nesse sistema o tempo de detenção do líquido é bem maior, de 16 a 24 horas e a permanência do lodo no sistema de 20 a 30 dias. Esse sistema não pressupõe existência de decantador   primário e nem unidade de digestão do lodo à frente. Parte do lodo decantado no decantador  secundário é recirculado no reator aerado, para aumentar a eficiência do sistema e parte é encaminhado aos leitos de secagem ou e a uma unidade de adensamento e desidratação. A 29

remoção de DBO nesse sistema é maior que no sistema convencional de lodos ativados, mas apresenta a desvantagem de gastar mais energia elétrica com os aeradores. (MOTA, 2000) Aeradores Decantador  secundário

Efluente do tratamento preliminar 

Efluente tratado

Reator  Retorno do lodo Excesso de lodo para secagem ou adensamento / desidratação

Figura 13: Desenho esquemático de sistema de Lodos Ativados de Aeração Prolongada, adaptado de MOTA, 2000 Nota: No caso de aeração prolongada, o excesso de lodo é encaminhado para tratamento via adensamento e desidratação (von SPERLING, 2005).

Uma das modalidades de aeração prolongada é representada pelos valos de oxidação. Eles são unidades de tratamento biológico que operam com os mesmos princípios básicos do  processo de lodos ativados, com períodos de aeração maiores que os adotados nos sistemas convencionais. (JORDÃO e PESSOA, 1996, apud MINAS AMBIENTE) Os valos de oxidação podem trabalhar interligados com um decantador secundário, que recebe seu efluente e do qual recebem e recirculam o lodo para aumentar sua eficiência do tratamento. Em visita à EMPRESA A, o aluno viu esta instalação funcionando interligada a um decantador secundário, cujas fotos A10 e A11 podem ser vistas no ANEXO, item 8.1. Abaixo, pode-se ver um desenho desse sistema de tratamento. Decantador secundário

Lodo excedente para tratamento

Efluente tratado Retorno do lodo

Aerador  Valo de Oxidação

Efluente industrial

Parede separadora

Figura 14: Desenho esquemático de sistema de Valos de Oxidação, adaptado de von SPERLING (1995), apud MINAS AMBIENTE

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As principais vantagens e limitações do sistema de lodos ativados são mostradas na tabela 4, adaptada de von Sperling (1997), apud MINAS AMBIENTE, 2002. Tabela 4: vantagens e limitações do sistema de lodos ativados

Vantagens Limitações - Elevada eficiência; - Substancial investimento de capital; - Baixos requisitos de área; - Alto custo operacional; - Flexibilidade operacional; - Supervisão contínua; - Boa resistência a cargas de choque; - Necessidade do tratamento do lodo e da sua -Menor possibilidade de insetos e maus disposição; odores. - Possibilidade de ruídos e aerossóis. c) Filtro Biológico Percolador  Trata-se de um de um equipamento para tratamento aeróbio, onde a biomassa cresce aderida a um meio suporte (brita, escória de alto forno, material plástico, etc.). Nesse equipamento, o ar  circula nos vazios do meio suporte, fornecendo oxigênio para a respiração dos microrganismos.   Nesse filtro o efluente é aplicado sob forma de gotas ou jatos lançados na superfície pelo   braço de um distribuidor e percola até o fundo do filtro onde se localizam os drenos. Na   passagem do efluente pela população microbiana aderida ao meio suporte, ocorre a degradação ou estabilização da matéria orgânica. A figura 15 mostra desenho esquemático desse filtro. (MINAS AMBIENTE, 2002) Parede do filtro

Braço do distribuidor  Camada suporte

Efluente Industrial

Distribuidor  rotativo

Sistema de drenagem

Efluente tratado

Figura 15: Desenho esquemático do filtro biológico percolador, extraído de MINAS AMBIENTE, 2002 3.6  –  – Disposição do efluente líquido tratado

As rotas tradicionais de disposição do efluente tratado são o lançamento em corpos de água superficiais e a disposição no solo. O lançamento em corpos de água deve ser precedido de estudo sobre a compatibilidade das características do efluente com a classe do corpo receptor  disponível, conforme já visto no item 3.5.1.

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Quanto à disposição no solo, pode-se considerá-la como uma forma final de tratamento do efluente do sistema de tratamento. A disposição no solo pode se dar por infiltração ou escoamento superficial. O sistema de infiltração se divide em: infiltração lenta (irrigação), infiltração rápida e infiltração subsuperficial. •

•

•

Infiltração lenta: as taxas de aplicação do efluente são baixas. O líquido percola no solo, mas a maior parte é absorvida pelas plantas ou evaporada para a atmosfera. A exigência de área é grande. Infiltração rápida: o liquido é disposto em bacias rasas e percola pelo fundo poroso, sofrendo tratamento. Há menos necessidade de área e as taxas de aplicação são altas e intermitentes para permitir que o solo se restabeleça. (von SPERLING, 1995, apud MINAS AMBIENTE) Infiltração subsuperficial: o efluente é disposto abaixo do nível do solo. Pontos de infiltração são escavados com meio poroso, onde se dá o tratamento.

O sistema de escoamento superficial caracteriza-se pela declividade do solo (de 2 a 8%),  baixa permeabilidade do terreno, baixa percolação e recolhimento do efluente não absorvido  pelo solo e plantas em uma vala localizada localiz ada na parte inferior do terreno. Os capins da rampa de escoamento (ex:   Brachiaria humidicola e Tifton), funcionam como uma barreira ao livre escoamento superficial do efluente no solo, aumentam a retenção de sólidos em suspensão e evitam a erosão. Proporcionam ainda um “habitat” para a biota que facilita a ação dos microrganismos. (von SPERLING, 2005) A seguir, são apresentadas algumas vantagens e limitações do sistema de disposição no solo. Tabela 5: Vantagens e limitações do sistema de disposição no solo

Vantagens - Elevada eficiência de remoção de DBO - Tratamento e disposição simultâneos - Facilidade construtiva e operacional - Baixo custo operacional - Não há lodo a ser tratado.

Limitações - Elevada necessidade de área - Possibilidade de maus odores, insetos e vermes (menos na infiltração subsuperficial) - Relativa dependência do clima - Possibilidade de impacto químico no solo, vegetais e lençol freático

(MINAS AMBIENTE, 2002) 3.6.1 – Análise crítica da disposição do efluente tratado no solo

Para que se possa dispor o efluente tratado no solo, devem ser observados os seguintes itens: características do solo, tipo de cultura existente ou pretendida, volume de efluente a ser  lançado e as características do próprio efluente.   No caso de esgotos domésticos há sempre o risco de contaminação por microrganismos  patogênicos, mas em se tratando de um efluente de laticínios, não haverá nenhum risco nesse aspecto. Evidentemente, essa afirmação é válida para o efluente tratado oriundo do processo  produtivo. Considera-se, portanto, que o esgoto doméstico das unidades administrativas seja coletado e tratado separadamente. Um aspecto limitante da disposição do efluente tratado no solo é a elevada necessidade de área, que é função do volume de efluente a ser lançado. l ançado. Apesar da limitação que o item “área” 32

 possa representar, deve-se considerar que a qualidade do efluente final é excelente e que os custos de implantação e operação são baixos. (von SPERLING, 1995 e EPA, 1973, apud MINAS AMBIENTE). Baseando-se na informação acima, pode-se concluir que a disposição dos efluentes tratados no solo pode ser uma excelente alternativa de efetivo tratamento final, principalmente para os  pequenos laticínios. 3.7 - Sólidos gerados nos processos de tratamento dos efluentes líquidos

Como nas demais indústrias, os laticínios geram resíduos sólidos diversos, tais como: papel,  papelão, plástico, lixo em geral, sobras de alimento e lodo retirado das lagoas, das unidades de decantação (Decantadores primários e secundários) e de filtros e reatores anaeróbios. Um dos focos do presente trabalho se volta para o lodo. De modo geral, o lodo retirado das lagoas tem aproximadamente a seguinte constituição: 89% de água e 11% de sólidos, sendo que, destes sólidos, 10 % são óleos e graxas e o restante, sólidos típicos como, por exemplo,  proteína desnaturada. (Químico responsável pela área de Meio Ambiente das empresas A e B.) O lodo dos decantadores primários (lodo primário) é constituído pelos sólidos em suspensão no efluente. Por sua vez, o lodo dos decantadores secundários (lodo secundário) é composto de microrganismos (biomassa) que se reproduzem às custas da matéria orgânica do efluente. Ambos são retirados continuamente, mas existem outros que permanecem longo tempo no sistema de tratamento. Esse é o caso daqueles localizados no fundo das lagoas, que   permanecem de 5 a 20 anos ou mais e os gerados nos reatores anaeróbios, que podem  permanecer vários meses no sistema de tratamento. (BARROS et al., 1995.) 3.7.1 – Tratamento e disposição do lodo

Como o lodo possui basicamente água e matéria orgânica, seu tratamento visa basicamente a redução de volume, pela redução da umidade, e a redução da matéria orgânica, pela estabilização do lodo. Para a redução de seu volume a alternativa mais barata é a adoção de leitos de secagem. Esta alternativa apresenta, entretanto, a desvantagem de ter sua eficácia drasticamente reduzida em épocas de chuva. Uma opção mais técnica seria a adoção de um sistema constituído de um adensador por  gravidade, um digestor anaeróbio e, finalmente, um filtro prensa ou outro tipo de desidratador  mecânico. Evidentemente, essa opção demanda mais investimento em equipamento e pessoal e não se sabe se seria economicamente viável para a grande maioria dos laticínios existentes em Minas Gerais. Entretanto, essa é uma opção apresentada por BARROS et al, 1995 .  Na figura 16, pode-se ver 4 células ou leitos de secagem, usadas na EMPRESA A

33

Figura 16 - Leitos de secagem de lodo da EMPRESA A

O lodo tratado em qualquer das alternativas pode ser disposto em aterro sanitário, por meio do Serviço de Limpeza Urbana, mas deve-se buscar sempre que possível sua utilização na agricultura como fertilizante e recompositor da camada superficial do solo. Para uso dessa última alternativa, torna-se imprescindível fazer-se uma avaliação da probabilidade de transmissão de doença doença ao homem, via consumo consumo de vegetais (BARROS et al, 1995). Uma alternativa que pode se impor à disposição em aterro sanitário ou no solo, como fertilizante, seria sua doação ou comercialização com indústrias que possam usá-lo como matéria prima em outros processos. Essa última opção não é usada no Brasil, mas o é na Europa.

34

4 – METODOLOGIA A metodologia aplicada contempla as seguintes etapas: a) Identificação das empresas a serem visitadas. Os critérios de seleção se basearam nos seguintes aspectos: facilidade de contato com a direção das empresas, diversidade de tecnologias de tratamento de efluentes empregadas, diferença de porte das indústrias e diversidade dos processos de produção.  b) Definição do escopo das visitas técnicas. Foram programadas visitas aos processos produtivos para se identificar os pontos de geração de efluentes e visita ao sistema de tratamento destes efluentes, com coleta de dados operacionais acerca do resultado do tratamento. c) Apresentação da seqüência operacional dos tratamentos de efluente e dos resultados obtidos. d) Análise crítica e comentários sobre os dados obtidos, tendo-se como referência comparativa os parâmetros da legislação, aplicáveis ao lançamento dos efluentes tratados em cursos de água e no solo.

35

5 – INDÚSTRIAS DE LATICÍNIOS VISITADAS, TECNOLOGIAS USADAS E RESULTADOS DOS TRATAMENTOS DE EFLUENTES LÍQUIDOS Aplicando-se a metodologia planejada, foi possível a identificação de três empresas para serem visitadas. Durante as visitas técnicas o escopo planejado foi integralmente cumprido. Na EMPRESA A, foram realizadas 4 visitas que possibilitaram que o aluno visse em detalhes tanto o processo  produtivo como o sistema de tratamento de efluentes. Na EMPRESA B o aluno teve igual oportunidade, mas a visita se limitou a um único dia. Na EMPRESA C, o aluno só visitou o sistema de tratamento de efluentes porque a produção estava parada no dia da visita. Mesmo assim, e como nas demais empresas, foi possível colher dados importantes do tratamento dos efluentes líquidos. A seguir, são mostrados dados gerais das empresas visitadas, dados operacionais sobre afluente e efluente dos sistemas de tratamento, a seqüência operacional dos tratamentos realizados e análise crítica dos dados obtidos, mediante confrontação dos mesmos com a legislação aplicável para os efluentes tratados a serem lançados l ançados nos corpos d’água ou no solo. 5.1 - Empresa A 5.1.1 – Dados gerais

Matéria prima: A EMPRESA A recebe leite “in natura”, colhido de tanques de refrigeração nas propriedades dos fornecedores, em caminhões próprios da empresa. Os caminhões são isolados termicamente para manter o leite a baixa temperatura de forma a chegar na fábrica sem risco de perda de qualidade, quanto à acidez. Produtos: leite esterelizado, leite em pó, bebida láctea e creme de leite. Hoje mais de 98% de sua produção está concentrada em leite esterelizado e leite em pó. Volume de leite e soro processados: 343.000 litros / dia (Média do ano de 2005) Consumo de Água (Referente a leite e soro): 838.000 litros / dia (Média do ano de 2005)  Número de funcionários: 330 Processo formal de qualificação de pessoal na área ambiental: Não há processo formal objetivando a redução do volume de efluentes e da carga poluidora. 5.1.2 – Constituição do efluente

O efluente é constituído de mistura de água dos procedimentos de limpeza e higienização de utensílios, tubulações e equipamentos, lavagem de pisos em geral, leite de eventual derramamento ou vazamentos em tubulações, sólidos de leite ou de polpa de frutas usadas em  bebidas lácteas, óleos e graxas e esgotos sanitários, etc. Um dado importante para o dimensionamento de qualquer sistema de tratamento de efluentes diz respeito ao consumo de água por litro de leite (ou leite e soro)* processado em um dia. A seguir, pode-se ver o valor médio desse consumo para o ano de 2005. 36

* As indústrias podem também processar soro, quando o recebem de outras indústrias, objetivando produzir soro em pó, ricota, bebidas lácteas, etc. Tabela 6 – Consumo específico médio de água VOL. ÁGUA (m3)

MÉDIA DIÁRIA

838 Consumo médio de água (m 3 )

VOL. LEITE e SORO (m3)

LEITE (m3)

343 2,52

232 3,62

  Na EMPRESA A, as redes de esgotamento sanitário e de efluentes industriais são independentes, mas se encontram à entrada da ETE – Estação de Tratamento de Efluentes.  Nesta estação, a água residuária é submetida ao tratamento físico, biológico e físico-químico, e após essas fases, é lançada no corpo receptor. 5.1.3 – Fluxo de tratamento do efluente líquido da EMPRESA A

Abaixo é mostrada a seqüência operacional do tratamento. Caixa de Gordura

Grade

Afluente Industrial

C. Areia C. Parshall

Tanque de equalização

Lagoa aerada 2 Valo de oxidação

Estação elevatória

Lagoa aerada 1

Tanque de aeração

Decantador  secundário Tanque misturador 

Lagoa de polimento

Lodo Leitos de secagem

Sistema de Lodo Ativado

Floco-decantadores e Filtros

Corpo receptor 

Figura 17 – Fluxograma do tratamento de efluentes da EMPRESA A Nota: O sistema de lodo ativado já existia quando houve necessidade de se implantar as lagoas aeradas face ao aumento da geração de efluentes e maior carga orgânica dos mesmos, oriundos do aumento da produção.

37

5.1.4 – Seqüência operacional do sistema de tratamento

A tabela 7 detalha cada etapa do processo de tratamento adotado pela empresa. Assim como   para as demais empresas visitadas, as fotografias referidas na coluna da direita da tabela  poderão ser vistas no anexo, item 8. Tabela 7: Seqüência operacional do tratamento do efluente na EMPRESA A ETAPAS / EQUIPAMENTOS 1 – Grade 2 - Caixa de areia

3 – Calha Parshall

OBJETIVOS Separar sólidos grosseiros. Permitir deposição de sólidos pesados, no fundo da caixa, antes do tratamento do efluente. Permitir medição da vazão do efluente.

4 – Caixa equalizadora.

Regularizar vazão e características físicoquímicas do efluente.

5 – Caixa de gordura

Separar a gordura sobrenadante, para diminuir a carga orgânica do efluente das lagoas aeradas. Transportar o efluente do tratamento primário  para o tratamento secundário Tratamento biológico aerado do efluente do tratamento primário

(Veja observação no 2 após a tabela) 6 – Estação elevatória

7 – Lagoa Aerada n° 1 (Esta lagoa e a de no 2 entraram em operação em etapa de expansão do sistema inicial de tratamento) 8 – Lagoa aerada n° 2

Tratamento biológico aerado do efluente. Encontra-se a jusante da lagoa aerada 1.

9 – Tanque de aeração (Sistema de lodo ativado) 10 – Valo de oxidação (Sistema de lodo ativado)

Ajudar na estabilização ou oxidação da matéria orgânica. Encontra-se a  jusante da lagoa aerada 2. Ajudar na estabilização ou oxidação da matéria orgânica.

11 – Decantador

Permitir a deposição de

CARACTERÍSTICAS FOTO As grelhas têm espaçamento de 2,5 cm. A A.1 limpeza é manual e diária. A caixa de areia tem aproximadamente 35 A.2 cm de largura por 2,5 metros de comprimento e 40 cm de profundidade. A limpeza é manual e diária. Estreitamento da caixa de areia, com largura A.3 de 3 polegadas. A medida é feita usando-se escala graduada. Pela altura do fluxo, calcula-se a vazão numa matriz de correspondência. Essa caixa tem volume de 60 m3. Sua A.4 alimentação é feita por meio de 4 tubos de 6   polegadas cada, interligados ao canal existente após a Calha Parshall. Essa caixa tem aproximadamente 6 m 2 de A.5 superfície por 1 m de profundidade e foi dimencionada para um tempo de detenção de 20 minutos. Por meio de uma bomba o efluente é  Não há   bombeado para a Lagoa n° 1, situada em foto nível mais elevado, próximo ao laboratório de análises químicas. A lagoa tem área retangular de 31 m x 25 m. A.7 Sua profundidade útil é de 2,5 m. É aerada   por 4 aeradores de superfície de potência total igual a 50 cv. Sua eficiência na eliminação da DBO foi projetada para 50% , mas hoje é inferior a esse valor devido ao aumento da carga orgânica e da vazão dos efluentes. A lagoa n° 2 possui as mesmas dimensões A.8 da anterior. É aerada por 2 aeradores de superfície de potência total igual a 30 cv. Sua eficiência na eliminação da DBO foi também projetada para 50% , mas sua eficiência é igualmente baixa pelo mesmo motivo já explicitado. É parte do sistema de lodo ativado. Possui A.9 as seguintes dimensões: 12 m x 8 m x 3 m de profundidade com dois aeradores de 10 cv. Tanque de superfície retangular na parte central e semi-circular nas laterais, com   parede central e 1 aerador de cada lado da  parede, para permitir a rotação do fluxo de efluente e promover sua oxidação. Tem aproximadamente 400 m 2 de área e  profundidade de 1,25 m. Esse decantador tem aproximadamente 6,55

A.10

A.11

38

(Sistema de lodo ativado)

lodo no fundo do equipamento.

12 – Tanque misturador 

Receber e homogeneizar  o efluente do decantador, com produtos químicos que vão auxiliar a coagulação e decantação do lodo.

13- Floco-decantadores

Reduzir os sólidos em suspensão ainda restantes, a demanda  bioquímica e fósforo sob forma de fosfato.

14 - Filtros de areia

Filtrar o efluente sobrenadante dos flocodecantadores Desnitrificar o efluente.

15-Lagoa de polimento

m de diâmetro com alimentação central e   por baixo. Parte do lodo decantado é  bombeado de volta ao valo de oxidação e ao tanque de aeração aeração e parte é periodicamente periodicamente enviada para 4 células de secagem para controlar a quantidade de material em suspensão, cujo limite é de 6000 mg/L. O  projeto inicial previa 8 células. Esse tanque tem aproximadamente 2 m2 de  Não há superfície por 1 m de profundidade e nele foto são adicionados os seguintes produtos: Policloreto de alumínio (floculante), Polieletrólito (coadjuvante da floculação) e Hidróxido de Sódio (Acerto de pH, para coagulação ideal). Existem 2 equipamentos interligados de A.13 aproximadamente 1,6 m de diâmetro por 4 m de altura. Sua alimentação se dá pela  parte inferior e sobe até a parte superior, sendo submetido a uma chicana formada por  tubos concêntricos. O líquido clarificado é enviado a outro equipamento de mesma dimensão. O líquido clarificado do segundo equipamento é submetido a filtragem em filtros de areia pressurizados. O lodo lodo dessa unidade é bombeado de volta ao sistema de lodo ativado. São 4 filtros com cerca de 0,8 m de A.14 diâmetro e 1,4 m de altura. Lagoa de formato irregular irregular com cerca de A.15 1500 m2 de aérea e 0,8 m de profundidade.   Nela ocorre a redução de sólidos em suspensão, nutrientes e microrganismos.

OBS 1: Esses dados registrados pelo aluno nos dias 13, 15, 20 e 23 de março de 2006, foram gentilmente revisados pelo Químico das Empresas A e B . OBS 2: Segundo o mesmo Químico, a adoção de caixa de gordura, para retenção de óleos/graxas em laticínios, não funciona adequadamente, como ocorre para esgotos domésticos ou tem baixa eficiência devido ao fato de a gordura encontrar-se na forma de emulsão. Devido a esse fato, o tempo de retenção hidráulica, adotado nos projetos que conhece, não tem sido suficiente para permitir a adequada separação da gordura. Alega ainda que normalmente nos sistemas de tratamento de efluentes de laticínios, onde são usadas caixas de gordura em detrimento de uma instalação de flotação, a flotação desses óleos/graxas ocorre nas lagoas aeradas ou no sistema de lodo ativado, tornando-se um grande inconveniente, do ponto de vista operacional, devido à dificuldade de se retirar o material sobrenadante e ao fato de ele gerar cheiro desagradável face à sua putrefação. 5.1.5 – Resultados do tratamento dos efluentes

A seguir é apresentada a tabela 8 com dados do afluente e do efluente da ETE.

39

Tabela 8: Resultados do monitoramento do afluente e do efluente

Período de coleta: 03/2005 a 02/2006 Parâmetro

Valor  mínimo 31

Temperatura (° C)   pH DBO5 944 (mg O2/L) DQO 1416 (mg O2/L) Sólid. Susp. 308 (mg/L) Sólid. Sedim. 0,4 (mg/L) Óleos / Graxas 45 (mg/L) Detergentes 0,10 (mg/L) Vazão 612 (m3/ dia)

Afluente Valor  médio 33

Valor  máximo 34

8,0 1373

9,6 1918

2751

Valor  mínimo 25 10,2

Efluente Valor  médio 26 7,7

Valor  máximo 30 8,0

8,2

19

41

55

5668

60

75

88

381

453

31

46

57

0,8

2,1

0,1

0,1

0,1

105

155

1

9

13

0,17

0,26

0,10

0,10

0,10

767

855

597

748

833

(Tabelas 6, 7 e 8 e foram adaptadas daquelas daquelas cedidas pelo Químico das Empresas Empresas A e B) 5.1.6 – Análise crítica e comentários acerca dos dados da tabela 8

O aspecto relevante da análise a ser feita diz respeito à eficiência do tratamento. Esta eficiência pode ser vista em termos de remoção ou diminuição da concentração dos poluentes do afluente ao sistema de tratamento. A eficiência pode ser medida da seguinte fómula: E = (Ca – (Ca – Ce) x 100 / Ca na qual: E = eficiência do tratamento Ca = Concentração do poluente no afluente Ce = Concentração do poluente no efluente Esta fórmula será aplicada para os seguintes parâmetros: DBO 5, sólidos suspensos, sólidos sedimentáveis e óleos / graxas. Os comentários acerca da eficiência levam em consideração os  parâmetros do COPAM, cujos valores são apresentados na tabela 9. Tabela 9: Parâmetros do COPAM para lançamento em corpo receptor  Sólidos Suspensos Sólidos DBO5 Óleos e Graxas (mg/L) sedimentáveis (mg/L) (mg/L) (mg/L) Limite e/ou 60 Máximo diário = 100 Até 1 50 condição Média mensal = 60 a) Eficiência necessária na remoção da DBO 5 para atender ao limite de concentração definido  pelo COPAM: E = (1373 – 60) x 100/ 1373 = 96% 40

Eficiência obtida: E = (1373 – 41) x 100 / 1373 = 97% . Logo, o valor obtido atende plenamente à legislação.   b) Eficiência necessária na remoção de sólidos suspensos para atender ao limite de concentração definido pelo COPAM: E = (381 – 60) x 100 / 381 = 84% Eficiência obtida : E = (381 – 46) x 100 / 381 = 88%. Logo, o valor médio obtido para o   período de medições atende ao valor limite definido para a média diária. Entretanto, não  podemos afirmar que a concentração máxima diária permitida (100 mg/L) atenda, pois esse dado não foi explicitado pela empresa. É preciso que este dado seja monitorado para servir de evidência objetiva, quando de uma auditoria. c) Eficiência necessária na remoção de sólidos sedimentáveis para atender ao limite de concentração definido pelo COPAM: Torna-se desnecessário fazer-se esse cálculo, porque o valor no efluente já é inferior ao limite permitido. Logo, esse parâmetro atende à legislação estadual. d) Eficiência necessária na remoção de óleos e graxas para atender ao limite de concentração definido pelo COPAM: E = ( 105 – 50) x 100 / 105 = 52% Eficiência obtida E = (105 – 9) x 100 / 105 = 91% . Logo, esse parâmetro atende plenamente a legislação. 5.1.7 – Geração de lodo no sistema de tratamento

A tabela 10, apresenta a geração média mensal de resíduos sólidos. Em negrito está destacada a geração de lodo no sistema de tratamento de efluentes líquidos, para o período 03/2005 a 02/2006 Tabela 10: Taxa média mensal de geração de resíduos sólidos e lodo

PERIODO MENSAL Média

TAXA DE GERAÇÃO (Kg de resíduo / m 3 de leite e soro recebido) r ecebido) Embal. Longa Vida Lixo Papel Plástico Lodo 0,63 0,95 0,86 0,31 4,53

(Fonte: Químico das Empresas A e B) Nota: Como a média diária mensal de recebimento de leite e soro é de 343 m3, conclui-se que a geração de lodo é de 1.554 kg / dia, perfazendo aproximadamente aproximadamente 46 ton/mês. Esse lodo é doado a agricultores da região e quando necessário, necessário, é encaminhado para tratamento final na ETE da COPASA em Ipatinga.

5.2 – Empresa B 5.2.1 – Dados gerais

Matéria prima: A empresa recebe sua matéria prima exatamente como na empresa A. Produtos: A empresa produz leite em pó, queijos diversos e manteiga, nas seguintes  proporções: Leite em pó: 50 % ; Queijo: 30 % e Manteiga: 20 %. Volume de leite processado: 81.335 litros / dia, em 2005. Consumo de água diário: 230.000 litros / dia, em e m 2005 41

 Número de funcionários: 180 Processo formal de qualificação de pessoal na área ambiental: Não há processo formal objetivando a redução do volume de efluentes e da carga poluidora. 5.2.2 - Constituição do efluente

As redes de esgotamento sanitário e de efluente industrial são independentes, mas se encontram à entrada da ETE. Assim, o efluente total é mistura de água de lavagem de pisos, leite e água de limpeza e desinfecção de utensílios, tubulações e equipamentos, leite de derramamento / vazamentos, sólidos de leite, leitelho, óleos e graxas e esgotos sanitários, etc. 5.2.3 – Geração de efluentes e descarte do lodo gerado

Os efluentes são tratados na ETE onde há geração do efluente tratado que é lançado no rio e lodo oriundo de três pontos. São eles: Da caixa de gordura Da instalação de flotação. Do tanque no 2 de aeração. O lodo da caixa de gordura é colocado em bombonas. Aquele oriundo do sistema de flotação é posto em grandes caixas e aquele recolhido no tanque aerado n o 2, em um tanque cilíndrico de aço. Semanalmente um caminhão de uma empresa licenciada e especializada nesse tipo de transporte recolhe o lodo desses locais e o encaminha enca minha à ETE da COPASA em Ipatinga. • • •

Por tratar-se de um sistema de tratamento implantado há poucos anos, o lodo decantado no fundo das lagoas ainda não foi retirado. 5.2.4 – Fluxo de tratamento dos efluentes líquidos da EMPRESA B

Abaixo é mostrada a seqüência operacional do tratamento. Adição de prod. químicos Esgoto sanitário

Flotador 

Despejo industrial

Tanque homogenei zador  desativado

Afluente Bruto

Grade

Desaren ador 

Cx. de gordura

Estação elevatória

Corpo Receptor  Depósito Temporário de Lodo

Disposição do efluente Tratado

Lagoa Escada Lagoa EstabiliEstabilização 2 zação 1

Tanque aerado 2

Tanque de homogenei zação

Tanque aerado 1

Figura 18: Fluxograma do tratamento e efluentes da EMPRESA B

42

5.2.5 – Seqüência operacional do sistema de tratamento

A tabela 11, a seguir, detalha cada etapa do processo de tratamento adotado pela EMPRESA B. Tabela 11: Seqüência operacional do tratamento do efluente na EMPRESA B (Apresenta somente as partes do fluxo que diferem daquelas expressas em tabela correspondente da empresa A). ETAPA/ EQUIPAMENTO 1 – Flotação: Adição de produtos químicos 2 – Flotação: Flotador 3 – Flotação: Caixas de retenção de lodo  primário 4 – Estação elevatória

5 – Tanque de homogeneização ou de equalização.

OBJETIVO Auxiliar a flotação do material sólido Permitir flotação de parte do material sólido do efluente Separar o lodo primário  para diminuir o volume e gastos com o tratamento  posterior do efluente. Bombear o efluente para as etapas seguintes, que se encontram em nível mais elevado e há uns 250 metros, do outro lado do rio. Homogeneizar e ao mesmo tempo aerar o efluente para aumentar o oxigênio dissolvido no mesmo

6 – Lagoa aerada 1

Tratamento aeróbio do efluente

7 – Lagoa aerada 2

Tratamento aeróbio do efluente

8 – Tanque para deposição temporária de lodo.

Formar um volume tal que  justifique a vinda do caminhão coletor.

9 – Lagoa de estabilização 1

Permitir a estabilização da matéria orgânica (lodo sedimentado), pela ação das bactérias. Parte da matéria sobrenadante é também estabilizada por   bactérias. Complementar a estabilização da matéria orgânica sobrenadante  pela ação das bactérias que sobrevivem devido ao oxigênio fornecido pelas algas, no processo de fotosíntese.

10 – Lagoa de estabilização 2

11 – Saída do efluente tratado para descarte no rio

CARACTERÍSTICAS Em um tambor é preparada solução de  policloreto de alumínio. E no outro solução de poli-eletrólito, que por meio de uma  bomba são adicionadas no flotador  O flotador possui duas câmaras de flotação, sendo que cada uma é dotada de raspador  mecânico do sobrenadante. As caixas têm aproximadamente 1,8 m de diâmetro e 1,2 m de profundidade, que recebem o material raspado.

FOTO B.1

A estação é constituída de 2 bombas de 40 cavalos-força cada uma, sendo uma mantida como reserva.

 Não há foto

Tanque circular com diâmetro aproximado de 12 metros e 1,5 m de profundidade. Possui um aerador de 5 cavalos de  potencia. Este tanque recebe retorno do efluente do tanque aerado 2 para aumentar  a eficiência do sistema de tratamento. Tem forma quadrada de aproximada 25 m de lado e possui 4 aeradores com 10 cavalos de potência. Tem as mesmas dimensões do anterior, mas possui somente 2 aeradores de 10 cavalos de potência. O lodo sobrenadante do tanque aerado 2 é retirado diariamente e é depositado neste tanque que possui aproximadamente 8 m3 de capacidade de armazenamento. Lagoa facultativa sem aeração com aproximadamente 7.000 m2 de área e 1,5 m de profundidade. É separada da lagoa estabilizadora no 2 por uma escada, que  promove a aeração do efluente.

B.4

Lagoa sem aeração (De polimento). Possui aproximadamente 3.000 m2 de área e 1,5 m de profundidade. É comum ver patos selvagens nadando nas suas águas, o que é  bom indicativo de qualidade do efluente nesta fase.

B.9

B.2 B.3

B.5 B.6 B.7

B.8

B.10 -

-

43

5.2.6 – Resultados do tratamento dos efluentes A tabela 12, mostra os resultados do monitoramento do afluente e do efluente do sistema de tratamento. Tabela 12: Resultados do monitoramento do afluente e do efluente

Período de coleta: 03/2005 a 02/2006 Parâmetro

Valor  mínimo 29

Temperatura (° C)   pH DBO5 1233 (mg O2/L) DQO 1323 (mg O2/L) Sólid. Susp. 214 (mg/L) Sólid. Sedim. 0,4 (mg/L) Óleos / Graxas 109 (mg/L) Detergentes O,10 (mg/L) Vazão 259 3 (m /dia)

Afluente Valor  médio 31 4,5 1596

Valor  máximo 33 5,4 2325

Efluente Valor  médio 26

Valor  mínimo 24 6,1

7,4

Valor  máximo 27 7,9

8,2

15

36

51

3416

9920 *

30

58

82

396

520

25

46

57

1,1

3,0

0,1

0,1

0,3

165

235

2

9

13

0,18

0,26

0,10 0 ,10

0,10

0,10

339

403

233

305

329

* Resultado anômalo provavelmente devido a uma descarga acidental de soro, potencial izado pelo fato de a amostragem se dar antes do tanque de homogeneização / equalização.

5.2.7 - Análise crítica e comentários acerca dos dados da tabela 12

a) Pela análise dos dados referentes ao pH de saída, percebe-se que houve uma correção do  pH do afluente provavelmente para não haver comprometimento do resultado do tratamento e dos equipamentos, pela possibilidade de corrosão.  b) Eficiência necessária na remoção da DBO 5 para atender ao limite de concentração definido  pelo COPAM: E = (1596 – 60) x 100/ 1596 = 96% Eficiência obtida: E = (1596 – 36) x 100 / 1596 = 98% . Logo, o valor obtido atende plenamente à legislação. c) Eficiência necessária na remoção de sólidos suspensos para atender ao limite de concentração definido pelo COPAM: E = (396 – 60) x 100 / 396 = 85 % Eficiência obtida: E = (396 – 46) x 100 / 396 = 88 %. Logo, o valor médio obtido para o   período de medições atende ao valor limite definido para a média diária. Entretanto, não  podemos afirmar que a concentração máxima diária permitida (100 mg/L) atenda, pois esse dado não foi explicitado pela empresa. É preciso que este dado seja monitorado para servir de evidência objetiva, quando de uma auditoria. d) Eficiência necessária na remoção de sólidos sedimentáveis para atender ao limite de concentração definido pelo COPAM: E = (1,1 – 1,0) x 100 / 1,1 = 9 % 44

Eficiência obtida: E = (1,1 – 0,1) x 100 / 1,1 = 91 % O valor obtido demonstra de forma clara que o parâmetro medido é muitíssimo inferior ao limite permitido pela legislação. e) Eficiência necessária na remoção de óleos e graxas para atender ao limite de concentração definido pelo COPAM: E = ( 165 – 50) x 100 / 165 = 70 % Eficiência obtida E = (165 – 9) x 100 / 165 = 94 % . Logo, esse parâmetro atende plenamente a legislação. 5.3 – Empresa C  5.3.1 – Dados gerais

Matéria prima: A empresa recebe sua matéria prima em caminhões tanque, como nas empresas A e B. Produtos: leite, queijo, manteiga, requeijão e doce de leite pastoso. A produção de queijo é de aproximadamente 90% da produção. Volume de leite processado: 55.000 litros / dia (Média do ano de 2005). Consumo de água: 110.000 litros / dia (Baseado no Consumo Específico de Água constante do PCA).  Número de funcionários: 58 Processo formal de qualificação de pessoal na área ambiental: Não há processo formal objetivando a redução do volume de efluentes e da carga poluidora. O soro gerado na produção de queijo é vendido a outras indústrias. Aquele que não atinge o  padrão de qualidade é armazenado nos silos abaixo e é doado para alimentação animal.

Figura 19 – Tanques para armazenamento de soro para doação

45

5.3.2 – Constituição do Efluente

O efluente industrial é coletado separadamente do efluente sanitário. Este efluente vai direto a uma fossa séptica cujo efluente efluente é enviado a um sumidouro. sumidouro. O efluente do laticínio, como nas demais empresas, é constituído de leite eventualmente derramado e água de limpeza de piso e de limpeza e sanitização de utensílios, tubulações e equipamentos. 5.3.3 – Fluxo de Tratamento dos Efluentes

A EMPRESA C adota dois sistemas de tratamento, um para o esgoto sanitário oriundo dos escritórios e outro específico para o efluente do laticínio propriamente dito, que são mostrados a seguir. a) Tratamento do efluente sanitário Tampa p/ retirada do lodo

Tampa de acesso

Tampa de acesso

Entrada do afluente sanitário

Inflitração no solo Lodo

Fossa séptica Sumidouro

Figura 20 – Tratamento do efluente sanitário por meio de Fossa Séptica e Sumidouro b) Tratamento do efluente do laticínio Peneira/Cx. Gordura/ C.Parshall

Lagoa anaeróbia Lagoa facultativa Lagoa de maturação Lagoa anaeróbia Lagoa facultativa Lagoa de maturação

Casa de bombas Caixa de gordura

Entrada do efluente do laticínio Saída do efluente tratado para o corpo receptor 

Figura 21 – Tratamento do efluente do laticínio por uma seqüência de lagoas

46

5.3.4 - Seqüência operacional do sistema de tratamento em lagoas

Todo o efluente do laticínio vai para uma caixa coletora, localizada no sub-solo. sub-solo. O material sólido aderido às paredes desta caixa é periodicamente retirado e doado a pescadores que, após prensagem, fazem dele boa isca. Da caixa coletora, o efluente é bombeado para tratamento num sistema constituído de 6 lagoas em seqüência, cujo detalhamento é mostrado na tabela 13. Tabela 13: Seqüência operacional do tratamento do efluente

ETAPAS Ponto de chegada do efluente Peneiras e caixa de gordura

OBJETIVO Peneiras: separação do material grosseiro como  plásticos e sólidos em geral. Caixa de gordura: coletar a gordura sobrenadante.

CARACTERÍSTICAS

O efluente cai em 4 peneiras dispostas em “caixas de supermercado”. A gordura do efluente é separada manualmente e é doada para fabricação de sabão. Calha Parshall Facilitar a medição de vazão Estrangulamento da do efluente.  passagem do fluxo. A medida que é feita com uso de régua graduada não tem sido utilizada.. Lagoa Anaeróbia Permitir a estabilização ou É uma lagoa totalmente 1 oxidação da matéria orgânica coberta por escuma que   por meio de bactériasimpede a passagem da luz. anaeróbias.  Não há, portanto, o processo de fotosíntese. Esta lagoa tem 880 m2 de área, por 5 m de profundidade.

FOTO C.1 C.2

C.3

C.4

Escada para aeração

Promover a aeração do Escada de muito degraus e C.5 efluente da lagoa anterior. com desnível de aproximadamente 0,4 m entre um e outro. Lagoa Promover a estabilização ou Esta lagoa tem 800 m2 de C.6 Facultativa 2 oxidação da matéria orgânica área por 3 m de   por bactérias anaeróbias no   profundidade e possui fundo da lagoa e bactérias grande quantidade de algas aeróbias na superfície, que na superfície. respiram o oxigênio gerado no processo de fotosíntese,  pelas algas.. Escada para Promover a aeração do Escada de muito degraus e C.7 aeração efluente da lagoa anterior. com desnível de aproximadamente 0,3 m entre um e outro. Lagoa Maturação Conceitualmente, esta lagoa Esta lagoa tem 800 m2 de C.8 ou Polimento 3 deve promover a remoção de área e 1,5 m de organismos patogênicos.   profundidade. Apresenta grande quantidade de algas na superfície. 47

Lagoa Anaeróbia Tem o mesmo objetivo do da Esta lagoa tem 306 m2 de 4 lagoa 1 área e 3m de profundidade. Apresenta grande quantidade de algas de   pequenas dimensões, se comparadas com aquelas da lagoa 3. Lagoa Tem o mesmo objetivo da Esta lagoa tem 961 m2 de Facultativa 5 lagoa 2 e, pela qualidade área e 1,5 m de superficial da água e baixa   profundidade. A água da  profundidade, trata-se de uma lagoa é relativamente limpa, lagoa aeróbia. tem criação de peixes e muitos patos e gansos habitam esta lagoa. Lagoa de Com este nome, deveria ter o Esta lagoa tem 464 m2 de Maturação ou mesmo objetivo da lagoa área e 1,5 m de Polimento 6 número 3.  profundidade. Coleta de Monitorar a qualidade do efluente tratado efluente tratado.

C.9

C.10

C.11 C.12

 Nota 1: Os nomes e dimensões das lagoas foram tirados do PCA que nos foi disponibilizado   pela Direção da EMPRESA C. Observa-se que as lagoas formam um duplo conjunto, em seqüência, sendo que cada um é constituído de: Lagoa anaeróbia – Lagoa facultativa – Lagoa de maturação.  Nota 2: Se o aluno tivesse de propor um sistema de tratamento, preservando o número atual de lagoas, ele proporia o duplo conjunto em paralelo ou a seguinte seqüência: Lagoas de estabilização (Lagoa anaeróbia – Lagoa facultativa) e 4 Lagoas de maturação ou polimento,  porque além de promoverem a remoção de eventuais organismos patogênicos, as lagoas de maturação / polimento complementariam a remoção da DBO. 5.3.5 - Resultados do tratamento do efluente

Este efluente tem as características mostradas na tabela que se segue, cujos valores são da análise apresentada ao aluno quando de sua visita em 30/03/2006. Tabela 14: Informações sobre o afluente e efluente da EMPRESA C

PARÂMETROS Temperatura (°C)   DBO5 (mg/L) DQO (mg/L) Sólidos em suspensão (mg/L) Sólidos sedimentáveis

AFLUENTE NA ENTRADA DA LAGOA 1* 24 pH 767 2313 282

EFLUENTE DA LAGOA 6 / LANÇAMENTO NO CÓRREGO*

≤ 0,3

≤ 0,3

22 7,02

9,08 2,2 18 14

48

(mg/L) Óleos e graxas (mg/L) Detergentes (Surfactantes aniônicos) (mg/L)

243

2

0,25

≤ 0,06

* Dados fornecidos pela Direção da empresa e pela Gerente Geral, extraídos do relatório ambiental entregue por empresa prestadora de serviços de controle ambiental, na semana da visita do aluno. 5.3.6 - Análise crítica e comentários acerca dos dados da tabela 14

a) Pela análise dos dados referentes ao pH do efluente, acredita-se que a atividade fotossintética possa ter contribuído para um valor mais elevado do mesmo, superando ligeiramente a faixa (6,5 a 8,5 ± 0,5) definida pelo COPAM.  b) Eficiência necessária na remoção da DBO 5 para atender ao limite de concentração definido  pelo COPAM: E = (767 – 60) x 100/ 1596 = 92 % Eficiência obtida: E = (767 – 2,2) x 100 / 767 = 100 % . Logo, o valor obtido atende plenamente à legislação. c) Eficiência necessária na remoção de sólidos suspensos para atender ao limite de concentração definido pelo COPAM: E = (282 – 60) x 100 / 282 = 79 % Eficiência obtida E = (282 – 14) x 100 / 282 = 95%. Logo, o valor médio obtido para o período de medições atende ao valor limite definido para a média diária. Entretanto, não podemos afirmar que o valor obtido atenda à concentração máxima diária permitida (100 mg/L), pois esse dado não foi explicitado pela empresa. É preciso que este dado seja monitorado para servir de evidência objetiva, quando de uma auditoria. d) Eficiência necessária na remoção de sólidos sedimentáveis para atender ao limite de concentração definido pelo COPAM: torna-se desnecessário avaliar a eficiência de remoção  porque o valor deste parâmetro, no afluente, já é inferior ao limite definido pelo COPAM,  para o efluente que é de 1 mg/L. e) Eficiência necessária na remoção de óleos e graxas para atender ao limite de concentração definido pelo COPAM: E = ( 243 – 50) x 100 / 243 = 79% Eficiência obtida E = (243 – 2) x 100 / 243 = 99% . Logo, esse parâmetro parâmetro atende plenamente a legislação. legislação. Embora as eficiências obtidas sejam bem elevadas, ressalta-se que as mesmas tiveram origem em uma única amostra e podem não expressar a realidade média do tratamento e/ou dos valores diários. 49

6 – CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES A publicação do livro Controle Ambiental nas Pequenas e Médias Indústrias de Laticínios, do Projeto Minas Ambiente, tem contribuído de forma significativa para a melhoria da conscientização do empresariado. A adoção de caixa de gordura, para retenção de óleos/graxas, tem baixa eficiência , pelo menos nos laticínios visitados. Acredita-se que esta baixa eficiência esteja ligada ao fato de a gordura dos laticínios encontrar-se na forma de emulsão. emulsão. Em contraposição a esse fato, a adoção de uma unidade de flotação no sistema de tratamento tem-se mostrado eficiente na remoção de gordura, evitando excesso de material sobrenadante nas lagoas aeradas. Os sistemas de tratamento de efluentes dos laticínios A e B se mostraram eficientes no atendimento à legislação, quanto aos valores limites de concentração definidos pelo COPAM. Apesar de o texto apresentar somente os valores superiores, inferiores e médios, para os   principais parâmetros de controle ambiental desses dois laticínios, o aluno pôde atestar  também a eficiência do tratamento em relação aos valores máximos diários dos referidos  parâmetros. Quanto à EMPRESA C a mesma eficiência se confirmou em relação aos valores apresentados em um único relatório disponibilizado ao aluno. Não se pode, portanto, fazer-se nenhuma afirmação, baseada em evidência objetiva, de que o sistema de tratamento visitado atenda de forma contínua aos parâmetros da legislação. O volume de efluentes gerado nas empresas pode ser consideravelmente diminuído com reflexos diretos nas dimensões dos sistemas de tratamento, de vez que foi constatado que nenhuma das empresas visitadas possui um processo ou programas formais de conscientização, qualificação e motivação dos funcionários das áreas gerenciais, operacionais, de manutenção e controle da qualidade para a redução e controle controle de volumes de efluentes efluentes e de suas cargas poluidoras. Face às conclusões acima, pode-se recomendar as seguintes ações: •

•

•

Investir na conscientização, qualificação e motivação da mão de obra gerencial, operacional, de manutenção e de controle da qualidade, de forma planejada, contínua e  persistente, de forma a diminuir a geração de efluentes e de suas cargas poluidoras. Conscientizar a equipe de que só faz sentido produzir se for de forma sustentada, em que o consumo dos recursos naturais nos dias de hoje não venha comprometer seu uso  pelas futuras gerações. Medir, monitorar e melhorar resultados dos sistemas de tratamento de efluentes líquidos e dos sólidos resultantes, de forma a atender continuamente à legislação ambiental quantos aos valores máximos diários e médios mensais .

Adicionalmente pode-se fazer uma recomendação não específica às empresas visitadas, mas de aplicação geral: •

Ver os resultados das auditorias e fiscalizações ambientais como indicativos de oportunidades para se melhorar a conduta de respeito e preservação do meio ambiente, mediante um tratamento mais eficaz dos efluentes industriais.

50

7 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 7.1 – BARROS, Raphael T. de V. et al., Manual de saneamento e proteção ambiental para os município, volume II – DESA – UFMG, U FMG, 1995, cap. 5, p.143 - 160 7.2 – BRAGA, Benedito et al., Introdução à Engenharia Ambiental, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária, 2004, p. 122123 7.3 – BRAILE, P. M e CAVALCANTI, J. E. W. A, Manual de Tratamento de Águas Residuárias Industriais, 1979, p.139 a 154 7.4 – CONAMA – RC 274/2000: sistemáticas de avaliação da qualidade ambiental das águas. 7.5 - CONAMA – RC N° 357/2005: classificação de corpos de água e diretrizes para seu enquadramento / condições e padrões de lançamento de efluentes. 7.6 – COPAM – DN N° 010/1986: normas e padrões para qualidade das águas e lançamento de efluentes nas coleções de água, para o Estado de Minas Gerais. 7.7 - GREIG e HARRIS, 1983; MELLO, 1987, citados por Minas Ambiente, 2002, cap 4,  p.81. 7.8 – MAPA - IN 51, 2002: Regulamentos técnicos de produção, identidade, qualidade, coleta e transporte de leite 7.9 - MINAS AMBIENTE. Controle Ambiental nas Pequenas e Médias Indústrias de Laticínios, Projeto Minas Ambiente, 2002, cap 1, p.19-26; cap 2, p.27-47; cap 4, p. 81-96; cap 5 p.97 - 136; 7.10 - MONTES, ADOLFO LEANDRO, citado por TOMELIM, BÁRBARA e PEPLAU, PATRÍCIA, na revista Leite & Derivados, maio-junho de 2005, Edição n° 84. 7.11 – MOTA, SUETÔNIO, 2000 – Introdução à Engenharia Ambiental, cap. 7, p. 265 – 276. 7.12 – SCARLATELLI, FERNANDO PROCÓPIO, 1996 – Pesquisador da EMBRAPA: O que é o leite ácido? 7.13 – VON SPERLING, M. (2005). Princípios do tratamento biológico de águas residuárias. Vol. 1. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental – UFMG. 3ª ed. 452 p.

51

8 - ANEXOS 8.1 – Fotografias da seqüência operacional de tratamento de efluentes da empresa A

A.1 - Grade recebendo descarte dos efluentes diretamente do laticínio. Em tubulação anterior  a esta, existe a chegada do afluente sanitário, na mesma calha.

A.3 – Calha Parshall e régua graduada.

A.5 – Caixa de gordura

A.2 – Caixa de areia

A.4 – Caixa equalizadora

A.7 – Lagoa Aerada 1 OBS: Não há foto A.6

52

A.8 – Lagoa Aerada 2

A.9 – Tanque de Aeração

A.10 – Valo de Oxidação

A.11 – Decantador secundário

A12 – Leito de secagem de lodo

A.13 e 14 – Floco-decantadores (cilindros maiores) e Filtros de Areia (Cilindros menores).

53

A.15 – Lagoa de Polimento ao fundo

54

8.2 – Fotografias da seqüência operacional de tratamento dos efluentes da EMPRESA B

OBS: Não foram tiradas fotografias dos equipamentos de tratamento preliminar, constituído de Grade, Caixa de Areia e Caixa de Gordura pelo fato de já terem sido apresentadas para a EMPRESA A.

B.1 – Tambores para adição de produtos químicos e unidade de flotação ao fundo.

B.3 – Caixas receptoras de lodo

B.5 – Lagoa aerada 1, com 4 aeradores

B.2 – Unidade de flotação com pás raspadoras de lodo comandadas por  corrente.

B.4 – Tanque de homogeinização / equalização. Possui 1 aerador. Na direita, tubulação despejando retorno de efluente da lagoa aerada 2.

B.6 – Lagoa aerada 2, com 2 aeradores

55

B.7 – Tanque para depósito temporário de lodo ao fundo, vendo-se carrinho de mão para transporte de lodo e rampa de acesso ao tanque.

B.9 – Escada de aeração do efluente da lagoa de estabilização 1 e lagoa de estabilização 2 ao fundo.

B.8 – Lagoa de estabilização 1 (sem aeração)

B.10 – Saída do efluente tratado que é lançado no corpo receptor.

56

8.3 – Fotografias da seqüência operacional do tratamento dos efluentes da EMPRESA C 

C.1 – Ponto de chegada do efluente bombeado da caixa de subterrânea de homogeneização

C.3 – Calha Parshall e Lagoa Anaeróbia 1

C.2 – Caixa de gordura. O efluente cai e passa inicialmente pelas peneiras existentes dentro das 4 caixas com o objetivo de reter o material grosseiro.

C.4 – Lagoa Anaeróbia 1 O efluente é lançado no meio da lagoa a cerca de 1 m de profundidade.

C.6 – Lagoa Facultativa 2 C.5 – Escada para aeração do efluente da lagoa anaeróbia

57

C.7 – Escada de aeração do efluente da lagoa facultativa 2

C.9 – Lagoa Anaeróbia 4

C.11 – Lagoa de Maturação ou Polimento 6. Nesta lagoa há grande quantidade de peixes.

8 – Lagoa de Maturação ou Polimento 3

C.10 – Lagoa Facultativa 5 Nesta lagoa há criação de patos e gansos para combate aos caramujos

C.12 – Coleta de amostra do efluente tratado, oriundo da lagoa 6.

58