efluentes laticinios

7/26/2019 efluentes laticinios

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1Universidade Salvador UNIFACS, Escola de Engenharia e TI. E-mail para contato:[email protected], [email protected]

XIV SEPA - Seminrio Estudantil de Produo Acadmica, UNIFACS, 2015.http://www.revistas.unifacs.br/index.php/sepa

GERENCIAMENTO E TRATAMENTO DE EFLUENTES LQUIDOS DAPRODUO DE IOGURTES COM DIMENSIONAMENTO DE UMA ESTAO DE

TRATAMENTO DE EFLUENTES

Isis de Santana Oliveira1

George de Souza Sustafa1

ResumoA produo de iogurtes gera grande quantidade de efluentes lquidos de elevada quantidade de matriaorgnica, que podem causar impactos ambientais se no tiverem tratamento adequado. Ogerenciamento e tratamento destes efluentes lquidos por meio do dimensionamento de uma Estaode Tratamento de Efluentes (ETE), garante reduo dos impactos ambientais. O dimensionamento daETE, utilizando o mtodo de lodo ativado convencional, apresenta uma eficincia mdia de 90% naremoo de DBO e DQO, e poder remover diariamente 0,08 m de areia, cerca de 5.686,29 kg deDBO, e produzir 5,32 m de lodo seco a partir de vazo mdia calculada de 2.030 m/dia de efluentescom 6.318,10 kg DBO/dia.

Palavras-chave:Produo de iogurtes; Efluentes lquidos; Matria orgnica; Tratamento, ETE.

AbstractYogurt manufacturing generates a large amount of wastewater with a high amount of organic matter,which may generate environmental impacts if they do not have appropriate treatment of wastewaterand discharge them directly into receiving water bodies without previous treatment. The managementand treatment of this wastewater through the design of a Wastewater Treatment Plant (WWTP)contributes to reducing environmental impacts. The WWTP design using a conventional activatedsludge method, has an average efficiency of 90% on the removal of BOD and COD, and can dailyremove 0.08 m of sand and about 5,686.29 kg of BOD and produce 5.32 m of dry sludge from anaverage inflow of 2,030 m per day of wastewater with 6,318.10 kg BOD per day.

Keywords:Yogurt manufacturing; Wastewater; Organic matter; Treatment; WWTP.

1 OBJETIVO

1.1

Objetivo geral

O estudo proposto neste trabalho tem a finalidade de apresentar solues para o

gerenciamento e tratamento de efluentes lquidos provenientes da produo de iogurtes por

meio do dimensionamento de uma Estao de Tratamento de Efluentes (ETE), garantindo

benefcios indstria e ao meio ambiente com a diminuio dos impactos ambientais.


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http://www.revistas.unifacs.br/index.php/sepa

1.2 Objetivos especficos

Apresentar o processo de produo de iogurtes, os respectivos efluentes lquidos

gerados e impactos ambientais causados pelo descarte inadequado destes efluentes;

Dimensionar uma ETE para tratamento dos efluentes lquidos.

2

INTRODUO

Os processos industriais tradicionais emitem grandes quantidades de rejeitos

industriais, caracterizados como perdas do processo, na forma de efluentes lquidos, resduos

slidos e emisses gasosas; que podem causar grandes impactos ambientais quando

descartados no meio ambiente fora dos padres estabelecidos pela legislao ambiental

vigente. Os efluentes lquidos so um dos maiores poluidores dos corpos dgua e, diante da

crescente preocupao mundial com a qualidade dos recursos hdricos e exigncias do

desenvolvimento sustentvel, as empresas necessitam minimizar os impactos ambientais da

sua produo. A implantao de uma ETE, possibilitar o tratamento dos efluentes gerados,

adequando os despejos industriais dentro dos padres estabelecidos pela legislao ambiental,

que no caso dos efluentes de laticnios, ter a carga orgnica reduzida.

A indstria de alimentos um dos setores que mais consomem gua e gera efluentes

lquidos por unidade de produo. O ramo de laticnios, um dos principais segmentos do

setor, produz significante quantidade de efluentes lquidos, e com elevada quantidade de

matria orgnica. Estes efluentes so originados nas diversas etapas do processo produtivo,

esgotos sanitrios e rea industrial. Estes efluentes contm quantidades residuais de leite e

derivados, detergentes, desinfetantes, areia, acar, pedaos de frutas e essncias,

correspondendo a efluentes de elevada demanda bioqumica de oxignio (DBO) e demanda

qumica de oxignio (DQO), alm de contar com a presena de lipdios, nitrognio, fsforo,

leos e graxas em sua constituio (SILVA, Ana, 2010).

Dentre os principais produtos do setor lcteo, o iogurte pode ser considerado o produtofermentado mais importante no mercado brasileiro, depois do queijo. A produo de iogurte

vem crescendo continuamente devido ao alto consumo por suas propriedades nutritivas e por

ser um produto mais digervel que o leite pelo baixo teor de lactose, alm da grande variedade

nas linhas de produtos desenvolvidas a cada ano (IBGE, 2014). No Brasil, o consumo de

iogurte per capita alcana uma margem de 7 kg/habitante/ano, que baixo em relao a outros


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pases como a Argentina, que consome mais que o dobro (MILKPOINT, 2015). Isto mostra

que o pas apresenta um grande potencial de crescimento no mercado de iogurtes. Na stima

edio do Dairy Index da Tetra Pak, o aumento do consumo global de produtos lcteos

dever ser de 36% at 2024, o que implica em maior processamento de leite, correspondendo

a cerca de 710 milhes de toneladas de leite lquido processados (TETRA PAK, 2014).

Esse cenrio alerta que com o aumento da demanda, a produo de lcteos, como o

iogurte, ir se acelerar e haver tambm um aumento na quantidade de efluentes lquidos

gerados, justificando a implantao de unidades de tratamento desses efluentes para

minimizar os impactos ambientais.

3

REVISO BIBLIOGRFICA

3.1

Indstria de laticnios

Nos ltimos 10 anos, a produo de leite no Brasil cresceu quase 50%, e segundo

nmeros divulgados pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica (IBGE), a

industrializao do leite foi 6,26 bilhes de litros em 2014, aumento de 4,9% de sobre o

mesmo perodo de 2013. A maior parte da produo brasileira de laticnios est concentrada

na regio Sudeste, correspondendo aos maiores mercados consumidores e indstrias do ramo.

O estado de Minas Gerais responsvel pela maior parcela, e correspondeu a cerca de 76% da

produo da regio Sudeste e 27,4% da produo nacional no 2 trimestre de 2014 (IBGE,

2014).

A indstria de laticnios responsvel por processar um nico insumo bsico, o leite, e

gerar uma gama de produtos lcteos. O leite bovino possui cerca de 87,4% de gua, 4,7% de

lactose, 3,9% de gordura, 3,3% de protenas e 0,7% de minerais (TAMIME; ROBINSON,

2007). Segundo a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria Embrapa, a densidade do

leite , em mdia, 1,032 g/ml, podendo variar entre 1,023 e 1,040 g/ml, sendo assim, 1 L de

leite equivale a 1,032 kg (EMBRAPA, 2015). A composio do leite variada, e depende da

espcie, raa, metabolismo, alimentao, e tipo de criao do animal. A maior partedo leite empregado na fabricao de produtos lcteos de origem bovina, porm encontra-se

no mercado grande variedade de produtos produzidos com leite de outros mamferos, como

a cabra e ovelha e, em alguns pases, a bfala e a camela (camelo fmea), dentre outros

animais (MAGANHA, 2008).


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Os produtos lcteos podem ser classificados basicamente em lcteos fermentados e

no-fermentados. Os produtos lcteos no fermentados so alimentos processados do leite,

que passam por alguns processos de separao de contedos graxos, dessecao,

pasteurizao, adio de nutrientes etc.; mas no so expostos a um processo de fermentao.

Estes produtos so empregados como alimentos bsicos, tal como o leite e a manteiga. Os

produtos lcteos fermentados so alimentos que, alm do pr-tratamento do leite, sofrem

processo fermentativo por ao de bactrias da famlia Lactobacillales (bactrias do cido

ltico). Dentre os produtos lcteos fermentados, destacam-se o iogurte e queijo.

3.2 Produo de iogurtes

Entende-se por iogurte o produto obtido pela fermentao do leite por ao de duas

espcies de bactrias, a Lactobacillus bulgaricuse Streptococos thermophilus, sobre o leiteintegral, desnatado ou padronizado. A origem do iogurte ainda no clara, alguns

historiadores acreditam que o iogurte surgiu na Antiguidade, na regio dos Blcs, onde o

leite de animais era armazenado em recipientes de barro ou sacos feitos de pele de cabra, e

quando expostos ao calor da temperatura ambiente ou exposio ao sol, bactrias cidas

fermentavam o leite e o transformavam em iogurte (SILVA; AMANDA, 2013).

O mercado de iogurtes vem crescendo significativamente nos ltimos anos devido

grande procura por alimentos naturais, pois visto como um alimento naturalmente

saudvel, rico em protenas, vitaminas e minerais, com caractersticas nutricionais. O iogurte um produto de refeio rpida e de fcil assimilao pelo organismo, e contm todos os

constituintes nutricionais do leite, e possui baixo teor da lactose (acar do leite), que

reduzida durante a fermentao, revelando-se vantajoso para quem possui deficincia da

enzima lactase e intolerncia ao leite in natura (SILVA et al., 2010).


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Tabela 1 - Classificao dos tipos de iogurte

Tipo de classificao Tipo de iogurte Descrio

De acordo com oprocesso de elaborao,consistncia e textura

Iogurte tradicional(set yogurt)

O processo de fermentao ocorre dentro daprpria embalagem, no sofre homogeneizao eo resultado um produto firme, mais ou menosconsistente

Iogurte batido(stirred yogurt)

O processo de fermentao ocorre emfermentadeiras ou incubadoras com posteriorquebra do cogulo

Iogurte lquido(fluid yogurt)

O processo de fermentao realizado emtanques; comercializado em embalagensplsticas tipo garrafa ou do tipo cartonadas

De acordo com apresena deflavorizantes

Iogurte natural Ausncia de flavorizantes

Iogurte com frutas Adio de frutas naturais ou polpas

Iogurte com aromas Presena de flavorizantesFonte: Adaptado de Tamime e Robinson (2007).

O iogurte um produto de grande flexibilidade, e por isso os fabricantes podem criar

produtos que atendam s diferentes necessidades dos consumidores, podendo apresentar

caractersticas probiticas, diferentes teores de gordura, alm de diversos sabores. As

variaes entre os diferentes tipos de iogurtes encontrados no mercado so decorrentes de

algumas diferenciaes ocorridas nas etapas do processo de fabricao, que conferem

caratersticas diferenciadas para cada tipo. A classificao dos tipos de iogurte pode ser

definida como apresentada na Tabela 2, conforme Tamime e Robinson (2007).

3.2.1 Processo de produo

O processo de produo de iogurte tem evoludo ao longo dos sculos. Os

equipamentos necessrios para a fabricao de iogurtes variam em relao ao tipo de iogurte

produzido, escala de produo e o nvel de tecnologia aplicada. O iogurte pode ser produzido

em pequena, mdia e em grande escala, sendo a ltima referente produo industrial

(TAMIME; ROBINSON, 2007). Atualmente, h produtores de pequeno, mdio e grande

porte que empregam diferentes tipos de processos produtivos e equipamentos, de acordo comseu perfil e demanda de mercado.


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Figura 1 - Fluxograma geral de produo de iogurte

Fonte: Maganha (2008)

A seleo da matria prima a primeira etapa da produo de iogurte. As principais

matrias primas para a produo de iogurtes so o leite, o leite em p, acar e frutas. O leite

deve ter as suas caractersticas controladas, com baixa contagem de bactrias, no deve conter

enzimas e substncias que atrapalhem a ao dos microrganismos fermentadores, como

inibidores de enzimas, contaminantes e antibiticos (SILVA et al, 2010). Na Figura 1 apresentado um fluxograma geral e simplificado da produo de iogurte. As etapas bsicas de

processamento do leite podem sofrer pequenas variaes de acordo com o tipo de iogurte a ser

fabricado, e so descritas a seguir (DANONE, 2015):


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I.Mistura O leite padronizado no teor de gordura desejvel e so adicionados os

ingredientes para produo de iogurte.

II.

Homogeneizao Os produtos com gordura passam por um homogeneizador, sob

alta presso, para serem homogeneizados e reduzir o tamanho dos glbulos de

gordura, obtendo um produto de consistncia lisa e cremosa.

III.

Pasteurizao Toda a mistura aquecida no pasteurizador a uma temperatura

suficiente para eliminar todas as bactrias indesejveis e seguir para a fermentao.

IV.

Fermentao O leite coagulado. A lactose transformada em cido lctico

(agente da coagulao do leite), por ao de duas bactrias:Lactobacillus bulgaricus

e Streptococcus thermophilus. A fermentao ocorre a uma temperatura de 42 a 43C

durante aproximadamente 4 horas.

V.

Resfriamento Quando o produto atinge a acidez desejada ele resfriado e enviado aoutro tanque hermtico.

VI.Adio de base frutas O produto recebe a polpa de frutas ou pedaos de frutas.

VII.

Embalagem e conservao O iogurte envasado em recipientes esterilizados. A

temperatura ideal para conservao do iogurte varia de 1 a 10C e seu tempo de

validade de cerca de 35 dias.

Antes da pasteurizao e padronizao, o leite que chega na unidade de processamento

passa por um eliminador de ar e um filtro para remoo de ar e impurezas (TAMIME;ROBINSON, 2007). A Figura 2 representa um diagrama de fluxo do processamento do leite

para fabricao de iogurte batido em escala industrial. O fluxo entre os equipamentos

numerados de 1 a 5 corresponde ao pr-tratamento geral do leite, que comum a produo de

qualquer um dos tipos de iogurte para padronizao e pasteurizao (TAMIME, 2006).


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Figura 2 - Diagrama de linha de produo de iogurte batido (stirred yoghurt)

1-Tanque equilbrio; 2-Trocador de placas; 3-Evaporador; 4-Homogeneizador; 5-Serpentina; 6-Tanques decultivo; 7-Tanques de incubao/fermentao; 8-Refrigerador de placas; 9-Tanques de amortecimento; 10-

Tanque de frutas/flavorizante; 11-Agitador em linha; 12-Mquina de envaze.

Fonte: Tamime (2006)

3.3

Efluentes lquidos

Segundo Maganha (2008), o consumo mdio de gua no setor de laticnios est entre

1,0 e 6,0 litros de gua/kg de leite recebido. Na produo de leite e iogurtes, esse consumo

pode variar entre 0,6 a 4,1 litros de gua/litro de leite processado, incluindo gua de

resfriamento, o que gera cerca de 3L de efluente/kg de leite processado. Parte desta gua

consumida utilizada no processamento (resfriamento, gerao de vapor etc.), e a maior parte

utilizada na limpeza de superfcies que entram em contato com o iogurte, como tanques de

fermentao, mquinas de envasamento, etc. Estes efluentes apresentam alto teor de

orgnicos, nitrognio e fosforo (principalmente em funo do uso de produtos para limpeza e

desinfeco), grandes variaes no pH (residuais de solues acidas e alcalinas das operaes

de limpeza), e variaes na temperatura provocadas por etapas especificas do processamento

(MAGANHA, 2008).

Esses efluentes lquidos apenas podem ser descartados no meio ambiente aps

sofrerem tratamento adequado para se encaixarem dentro dos padres estabelecidos pela


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legislao ambiental vigente. A maior preocupao decorrente da alta concentrao de

matria orgnica, com elevada DBO e DQO, que so parmetros para a quantificao do

potencial poluidor dos efluentes industriais. Quanto maior a quantidade de matria orgnica,

maior ser o consumo de oxignio para oxidao da matria orgnica e menor ser a

disponibilidade de oxignio dissolvido na gua, o que pode causar impactos ambientais que

comprometem a vida aqutica.

No Brasil, o Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA, por meio da

Resoluo n 430/2011, estabelece padres e limites de lanamento de efluentes. As

principais condies para lanamento de efluentes no corpo receptor previstas so:

a)

pH entre 5 a 9;

b)

Temperatura: inferior a 40C, sendo que a variao de temperatura do corpo receptor

no dever exceder a 3C no limite da zona de mistura;c)

Materiais sedimentveis: at 1 ml/L em teste de 1 hora em cone Inmhoff. Para o

lanamento em lagos e lagoas, cuja velocidade de circulao seja praticamente nula,

os materiais sedimentveis devero estar virtualmente ausentes;

d)

Regime de lanamento com vazo mxima de at 1,5 vez a vazo mdia do perodo de

atividade diria do agente poluidor, exceto nos casos permitidos pela autoridade

competente;

e)

leos e graxas:

1.

leos minerais: at 20 mg/L;2.

leos vegetais e gorduras animais: at 50 mg/L;

f)

Ausncia de materiais flutuantes;

g)

DBO 5 dias a 20C: remoo mnima de 60% de DBO.

Essa resoluo, contudo, no faz referncia ao parmetro de DQO, estabelecendo

apenas a Demanda Bioqumica de Oxignio (DBO). Os limites de DQO so estabelecidos em

algumas legislaes ambientais estaduais (BADO; PERCIO; LINDINO, 2013). No estado de

Minas Gerais, onde se concentra a maior parcela de estabelecimentos do setor, a Deliberao

Normativa Conjunta COPAM/CERH-MG N 1/2008 estabelece alguns critrios delanamento de efluentes no que diz respeito ao teor de DQO presente, e admite que os

efluentes lanados podem possuir um teor de DQO de at 180 mg/L ou:

a)

Tratamento com eficincia de reduo de DQO em no mnimo 55% e mdia anual

igual ou superior a 65% para sistemas de esgotos sanitrios e de percolados de aterros

sanitrios municipais; e


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b) Tratamento com eficincia de reduo de DQO em no mnimo 70% e mdia anual

igual ou superior a 75% para os demais sistemas.

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AUDITORIA HDRICA

Para apresentar solues para o gerenciamento e tratamento de efluentes lquidos de

produo de iogurtes, necessria a realizao de uma auditoria hdrica para identificao,

quantificao e qualificao destes efluentes. A quantificao e qualificao desses efluentes

variam de acordo com a qualidade do leite utilizado, das operaes de processamento e

tecnologia utilizada para a higienizao das instalaes e equipamentos.

Tradicionalmente, a qualificao de efluentes de indstrias de laticnios feita por

meio da anlise de DQO, feita no laboratrio da ETE atravs de amostras coletadas do

efluente, pois o tratamento feito com base na quantidade de carga orgnica do efluente, para

reduo da mesma. A Tabela 4 apresenta as caractersticas fsico-qumicas mdias de

efluentes lquidos da produo de leite pasteurizado e iogurte. A quantificao dos efluentes

do processo feita em relao a vazo total de efluentes que chega ETE. A quantificao do

efluente geralmente feita com medidores colocados na Calha Parshall equipamento

aplicado na medio contnua de vazo em ETE's na entrada da ETE.

Tabela 2 - Caractersticas fsico-qumicas mdias de efluentes lquidos de industrias de leite

pasteurizado e iogurte

Parmetros Valores Unidade

DBO5 3.420 mg/L de efluente

DQO 4.430 mg/L de efluente

Slidos em suspenso totais SST 420 mg/L de efluente

Slidos totais ST 3.300 mg/L de efluente

Slidos sedimentveis 1 mg/L de efluente

Nitrognio total 86,2 mg/L de efluente

Fsforo total 14,2 mg/L de efluenteleos e graxas 575 mg/L de efluente

Temperatura 31 C

Carga especfica de DBO5 14,02 Kg de DBO5/t de leite

Fonte: CETESB (1990) citado por Gomes (2006).

Alm dos efluentes provenientes do processamento e da limpeza, outros efluentes

tpicos de processos industriais podem ser encontrados na produo de iogurte, e devem ser


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considerados na auditoria hdrica. Mustafa (1988) apresenta a relao e descrio resumida

dos efluentes tpicos mais comuns encontrados em processos industriais. A qualificao e

quantificao dos efluentes lquidos pode ser estimada atravs de um balano de massa que

considera os ndices tpicos de gerao de rejeitos industriais e a taxa de gerao de efluentes

em uma unidade industrial de produo de iogurte que, de acordo com Maganha (2008),

representa cerca de 3L de efluente/L de leite processado. Para esta quantificao, foi

considerada uma unidade de produo hipottica com capacidade de 1000 t/dia de produo

de iogurte, que processa diariamente 1000 m de leite, e consome cerca de 3000 m de

gua/dia.

A Tabela 5 apresenta a relao dos efluentes lquidos da produo de iogurtes de uma

planta hipottica e quantificao estimada destes efluentes. De acordo com Mustafa (1998), os

efluentes lquidos podem ser classificados de acordo com suas caractersticas fsico-qumicasem inorgnicos (caractersticas inorgnicas) ou orgnicos (contaminados com compostos

orgnicos), e de acordo com o regime de fluxo em contnuo (continuamente gerados) ou

intermitente (gerados em operaes pontuais ou anormais).

Tabela 3 - Relao dos principais efluentes lquidos de uma planta de produo de iogurtes

Efluentes Classificao OrigemGerao

(L/t de produto)Purga de torre deresfriamento

Inorgnico/ Contnuo Torre de resfriamento 250

Purga de caldeira Inorgnico/ Contnuo Sistema de gerao de vapor 175

Efluente de trocainica

Inorgnico/ ContnuoTratamento de gua(desmineralizao)

30

Drenagem de guade processo

Orgnico/ Contnuo Processamento e limpeza 1.275

Drenagem detanque

Orgnico/ Contnuo Tanques de armazenamento 25

Vazamento de gua Inorgnico/ Intermitente Flanges, vlvulas e tubulaes 300

gua de selagem debomba

Orgnico/ Intermitente Bombas 600

Chuva coletada na

rea industrial (1) Orgnico / Intermitente rea industrial 270Condensado depurgador

Inorgnico/ Contnuo Purgadores das tubulaes 10

Esgoto sanitrio (2) Orgnico/ ContnuoSanitrios, refeitrio e demaisreas administrativas

65

TOTAL 3000Fonte: Elaborao prpria

(1) A rea industrial considerada foi de 60.000 m; e o ndice pluviomtrico mdio de 2000 mm/ano.

(2) Foi considerado uma fbrica com 540 funcionrios, a uma gerao de 120 L de esgoto/dia/funcionrio.


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Segundo Gomes (2006), as guas provenientes dos sistemas de gerao de vapor e

resfriamento/refrigerao, so usadas em sistemas de recirculao, e por isso no participam

da quantificao dos efluentes lquidos gerados na planta de iogurtes. A maior parte do

volume da gua de processo deve-se aos processos de limpeza. O soro, gerado durante o

processamento do leite, pode ser aproveitado como matria-prima para a fabricao de alguns

produtos lcteos, porm, quando no aproveitado, o soro descartado como efluente

industrial, contribuindo para a elevada carga orgnica do efluentes lquidos.

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GERENCIAMENTO E TRATAMENTO DOS EFLUENTES LQUIDOS

Figura 3 - Sistemas de efluentes lquidos

CORPO RECEPTORCalha

Parshall

ETE

Sistema Inorgnico

Sistema Orgnico

guas pluviais do ISBL

Esgoto sanitrio

guas pluviais do ISBL

Fonte: Elaborao prpria

Tradicionalmente, as indstrias de laticnios apenas consideram trs tipos de efluentes

e os dividem em dois sistemas distintos que so: o sistema de efluentes do processo, que

engloba toda a gua utilizada no processamento e limpeza; e outro sistema independente para

esgoto sanitrio e guas pluviais, este encaminhado rede municipal de tratamento de

esgoto (GOMES, 2006). Porm, alm destes, devem ser considerados os demais efluentes

identificados na auditoria hdrica. O gerenciamento eficaz destes efluentes pode garantir uma

reduo de custos, no que diz respeito a tecnologia de tratamento empregada, j que alguns

efluentes no necessitam serem enviados ETE para tratamento, como o caso dos efluentes

de caractersticas inorgnicas. Um diferente arranjo dos sistemas de efluentes apresentado

na Figura 3.


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TRATAMENTOPRELIMINAR

Remoo deareia e slidos

grosseiros

TRATAMENTOPRIMRIO

Remoo deslidos emsuspenso

TRATAMENTOSECUNDRIO

Remoo dematriaorgnica

TRATAMENTOTERCIRIO

Tratamento dafase slida edesinfeo

Os sistemas de efluentes inorgnicos e guas pluviais do ISBL, so compostos

basicamente de gua, este tipo de efluente pode ser despejado nos corpos receptores sem

necessidade de tratamento prvio, passando apenas por alguns processos fsicos para remoo

de slidos e correo de pH (MUSTAFA, 1988). Desta forma, apenas os efluentes com

caractersticas orgnicas (drenagem de gua de processo e tanques, gua de selagem de

bomba, esgoto sanitrio e chuva coletada na rea industrial, que para este projeto foi estimada

como sendo 40% do total de guas pluviais) sero enviados ETE.

A escolha do tratamento de efluentes est relacionada s condies mnimas

estabelecidas pela legislao vigente para a qualidade da gua dos corpos receptores, em

funo de sua utilizao. Tradicionalmente, os mtodos utilizados em ETEs incorporam

tratamentos fsico-qumicos e biolgicos, e geralmente seguem as sequncias bsicas de

tratamento preliminar, tratamento primrio, tratamento secundrio e tratamento tercirio,Figura 4.

O mtodo mais empregado para tratamento secundrio o de lodo ativado

convencional, que possui eficincia entre 85 a 95% em remoo de DBO (ALMEIDA;

PELETEIRO, 2014), o que garante o cumprimento das normas de despejo de efluentes em

corpos receptores, que exige remoo mnima de 60% de DBO. Este sistema composto

basicamente por tanque de aerao, o decantador secundrio e recirculao de lodo.

Figura 4 - Sequncias bsicas de tratamento de efluentes


5.1

Dimensionamento da ETE com sistema de lodo ativado convencional

Para dimensionamento da ETE, sero utilizadas as recomendaes da Norma ABNT

NBR 12.209/2011, que estabelece critrios e condies recomendadas para elaborao de

projeto hidrulico e de processo de ETE, e os clculos de projeto sero feitos com base nos

dados e metodologia apresentados por Crespo (2003). As unidades dimensionadas para a ETE

com sistema de lodos ativados convencional so apresentadas na Figura 5.


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Figura 5 - Desenho esquemtico da ETE com sistema de lodo ativado convencional

EFLUENTE BRUTO

ADENSADORA FLOTAO

REATOR ANAERBIO

GRADEAMENTO

GROSSO

GRADEAMENTO

FINO

CORPO

RECEPTOR

CENTRFUGA

DESARENADOR

Lodo seco

TANQUE DECLORO

DECANTADORPRIMRIO

TANQUEDE AERAO

DECANTADORSECUNDRIO

Efluente clarificado

Lodo excedente

ADENSADORA GRAVIDADE

Lodo de recirculao

Lquido da drenagem Sobrenadante

Sobrenadante


De acordo com a Norma ABNT NBR 12.209/2011, o dimensionamento das unidades

de tratamento de uma ETE deve ser feito com base nos parmetros de vazes afluentes

mxima e mdia, demanda bioqumica de oxignio (DBO) e a demanda qumica de oxignio

(DQO) e slidos totais em suspenso (SST), apresentados anteriormente na Tabela 4. A vazo

mdia estimada foi de 2.030 m/dia, e a vazo mxima foi considerada como sendo 30%

acima da vazo mdia, correspondendo a 2.639 m/dia. A Tabela 6 apresenta resultados dos

parmetros bsicos de projeto de um sistema de lodo ativado calculados para efluentes da

produo de iogurtes. Para atender as solicitaes do processo, so necessrias algumas

estruturas de apoio operacional aos tanques de aerao, como uma Estao elevatria de

recirculao de lodo; Estao elevatria de lodo excedente; Calha Parshal para lodo de

recirculao e excedente.

Tabela 4 - Dimensionamento da ETE Parmetros bsicos calculados

GRADEAMENTOGradeamento grosso Grades verticais e barras com abertura livre entre 5 a 15 cm

Gradeamento fino Grades verticais e barras com abertura livre entre 1 a 5 cm

DESARENADOR - Retangular (2 unidades)rea de cada desarenador 2,20 m

Profundidade total 1,46 m

Volume de areia 0,08 m/dia

Reteno de slidos em suspenso 110,84 kg SST/dia

Eliminao da DBO DesprezvelFonte: Elaborao prpria


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Tabela 4 - Dimensionamento da ETE Parmetros bsicos calculados (cont.)

DECANTADOR PRIMRIO - Circular (2 unidades)Volume de cada decantador 175,93 m

rea do decantador 14,66 m

Dimetro do decantador 8 mProfundidade 3,5 m

Tempo de deteno 2, 9 < t< 3,2 h

Carga hidrulica sobre o vertedor efluente 101,51 m/m.dia

Slidos em suspenso retidos 598, 56 kg SST/dia

Lodo retido por decantador 0,41 m/h

Profundidade do cone invertido 0,33 m

Volume para acumulao de lodo 5,60 m

ADENSADOR A GRAVIDADErea do adensador 4 m

Volume do adensador 14,73 m

Slidos contidos no lodo efluente (85% de recuperao) 508,77 kg SS/dia

Lodo efluente do adensador 8,23 m/dia

Tempo de deteno 18 h

gua de diluio 59 m/dia

TANQUE DE AERAO Quadrado (2 unidades)Volume de cada tanque 9,827 m

Oxignio 8.529,4 kg O2/dia

Potncia instalada 366, 6 cv

rea total 2.468 m

N de Aeradores/ Potencia individual 18 aeradores/ 20 cv de potncia cada

rea de influncia de cada aerador 137, 11 mPotncia total do equipamento 268,45 kW

Lodo excedente 2.250,82 kg SS/dia

Carga orgnica removida no processo (90%) 5.686,29 kg DBO/dia

ADENSADOR A FLOTAOrea do adensador 47, 40 m

Vazo de lodo encaminhada ao digestor 44,13 m/dia

Slidos enviados ao digestor 2.250,82 kg SS/dia

Fluxo de ar 18, m

Profundidade do adensador 3 mFonte: Elaborao prpria


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Tabela 4 - Dimensionamento da ETE Parmetros bsicos calculados (cont.)

DECANTADOR SECUNDRIO Circular (2 unidades)Volume do decantador 146, 24 m

rea do decantador 36, 25 m

Dimetro do decantador 7 mProfundidade 3,8 m

Comprimento mnimo do vertedor efluente 3,5 m

Tempo de deteno 3,46 h

DIGESTOR ANAERBIO (4 unidades)Volume de cada digestor 572,08 m

Dimetro 10 m

Profundidade 7 m

Potncia de homogeneizao para cada digestor 3,89 cv

Total de slidos em suspenso no lodo digerido efluente 1.750,43 kg SS/dia

Vazo do lodo digerido 32,60 m/dia

Produo de gs 420 m/dia

DESAGUAMENTO DO LODOConsumo dirio de polmeros 13,30 kg/dia

Produo do lodo desaguado (lodo seco) 1.676,21 kg/dia

Carga de lodo seco 5,32 m/diaFonte: Elaborao prpria

Para dimensionamento do digestor anaerbio, foram considerados trs digestores

primrios convencionais com homogeneizao e sem aquecimento mecnico e um digestor

secundrio sem homogeneizao. Entre as diversas possveis solues para a destinao do

lodo seco, podem-se destacar o envio para aterros sanitrios; a incinerao e usos agrcolas

diversos.

6CONCLUSES

O processo de tratamento de efluentes da unidade de produo de iogurtes hipottica

avaliado, utilizando lodo ativado convencional, apresenta-se como mtodo satisfatrio, por

apresentar eficincia mdia de 90% na remoo de DBO e DQO, que atende satisfatoriamente

a legislao vigente estabelecida pelo CONAMA, que exige remoo mnima de 60% deDBO. O arranjo da rede de sistemas de efluentes propostos apresentou-se de forma eficiente

como alternativa de gerenciamento efluentes, pois s so enviados ETE para tratamento os

efluentes com caractersticas orgnicas, que necessitam de tratamento antes de lanados no

corpo receptor. Isso reduz os custos de tratamento pois reduz a quantidade de efluentes que

so enviados ETE.


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Durante o dimensionamento da ETE, alguns equipamentos foram projetados em

duplicata, operando em paralelo, para evitar parada total da unidade ao prever possveis

paradas de manuteno do equipamento. As duas unidades de desarenao removem

diariamente 0,08 m de areia, com 2,20 m de rea cada. Cada decantador primrio, com

volume de 175,9 m, retm 0,41 m de lodo/h, garantindo a remoo de 598, 56 kg de slidos

em suspenso por dia. Os dois tanques de aerao removem diariamente cerca de 5.686,29 kg

de matria orgnica, expressa em DBO, utilizando 8.529,4 kg O2/dia. No decantador

secundrio, parte do lodo sedimentado recirculado para o tanque de aerao para aumento

da eficincia, enquanto a fase lquida envia a tanques de cloro para clarificao, antes de ser

despejado no corpo receptor. O digestor anaerbio digere 32,60 m de lodo por dia, com

1.750,43 kg de slidos resultantes no lodo, produzindo diariamente 420 m de gs por dia,

podendo ser explorado para produo de energia eltrica. A quantidade de lodo secoproduzida diariamente de 5,32 m. A disposio final do lodo desidratado pode ser feita em

um caminho com carga de 6 m, em apenas uma viagem.

Como forma de reduo no consumo de gua, a adoo de algumas estratgias de

gesto de recursos atua positivamente na reduo da gerao de efluentes lquidos e outras

perdas do processo. Entre algumas estratgias, podem ser adotadas algumas atitudes de

mudana dentro da planta industrial com melhorias dos procedimentos operacionais como a

realizao de balanos materiais para quantificao de perdas e identificao dos locais de sua

ocorrncia, otimizar as operaes de limpeza para reduo da gerao de efluentes e realizarmanuteno preventiva para maquinas, equipamentos e instalaes. Adequar processos ao

conceito de tecnologias limpas garante a reduo de impactos ambientais e reduo de custos

devido, alm de alguns aspectos relacionados a garantia de certificaes e qualidade

ambiental de seus produtos.

REFERNCIAS

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