Baixe Eficiência do tratamento de efluentes líquidos industriais: abatedouro de bovinos e outras Manuais, Projetos, Pesquisas em PDF para Engenharia Ambiental, somente na Docsity!
21, 22 E 23 DE SETEMBRO DE 2016
AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DO TRATAMENTO DE EFLUENTES LÍQUIDOS
INDUSTRIAIS DE UM ABATEDOURO DE BOVINOS
Ozanan de Almeida Dias
(1)
; Fernanda Silva Aguiar
(2)
; João Paulo Fernandes Tiago
(3)
(1)
Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável – SEMAD/MG, Gestor Ambiental.
Montes Claros, Minas Gerais, Brasil.ozanan.dias@meioambiente.mg.gov.br. (38) 3224-7500. Avenida José
Corrêa Machado, 900, Ibituruna, Montes Claros, Minas Gerais, CEP 39401-832.
(2)
Faculdades Santo Agostinho –
FASA, graduando em Engenharia Ambiental e Sanitária. Montes Claros, Minas Gerais, Brasil.
fernandaaguiarmel@hotmail.com. (38) 3690-3600. Avenida Osmane Barbosa, 937, JK, Montes Claros, Minas
Gerais, CEP 39404-3600.
(3)
Faculdades Santo Agostinho – FASA, graduado em Engenharia Ambiental, Montes
Claros, Minas Gerais, Brasil. j_paulo133@hotmail.com. (38) 3690-3600. Avenida Osmane Barbosa, 937, JK,
Montes Claros, Minas Gerais, CEP 39404-3600.
Eixo temático: Gerenciamento de Resíduos Sólidos e Líquidos
RESUMO – As agroindústrias frigoríficas e de abatedouros possuem amplo potencial
poluidor, pois suas atividades geram grandes volumes de resíduos sólidos e de
efluentes líquidos altamente prejudiciais ao meio ambiente. Nesse sentido, é de
suma importância avaliar a eficiência da estação de tratamento de efluentes – ETE
empregado na agroindústria, com o intuito de monitorar e tomar as ações
pertinentes para que instalações de tratamento alcancem o seu melhor desempenho
operacional. Diante do exposto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a
eficiência do tratamento da ETE utilizada em um abatedouro de bovinos, podendo
assim analisar qual a melhor opção de disposição final do efluente tratado. Para o
desenvolvimento desse trabalho, foram coletadas amostras simples do afluente e
efluente da ETE, para que fossem realizadas as análises físico-químicas dos
seguintes parâmetros: pH, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda
química de oxigênio (DQO), sólidos suspensos totais (SST), sólidos sedimentáveis
(Ssed), nitrogênio total, nitrogênio amoniacal e fósforo total. Os resultados indicaram
que a ETE utilizada no abatedouro, se mostrou eficiente para remoção de poluentes
orgânicos, contudo, foi insatisfatório na remoção SST e nitrogênio amoniacal.
Portanto, é conclusiva que a melhor opção de disposição final do efluente tratado é a
aplicação no solo, uma vez que os resultados de SST e nitrogênio amoniacal não
alcançaram os padrões fixados na legislação, para que o efluente fosse lançado em
corpos d’água.
Palavras-chave : Águas residuárias. Remoção de poluentes. Reatores anaeróbios.
ABSTRACT – The Refrigerating agribusinesses and Abattoirs have extensive
pollution potential because their activities generate large volumes of solid waste and
wastewater highly damaging to the environment. Therefore, it is of paramount
importance to assess the efficiency of the wastewater treatment plant - WWTP
employed in the agricultural industry, in order to monitor and take appropriate actions
so that treatment facilities reach their best operating performance. Given the above,
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this study aims to evaluate the WWTP treatment efficiency used in a cattle
slaughterhouse, thus being able to analyze the best final disposal option of the
treated effluent. For the development of this work, single samples were collected
from the influent and effluent of the WWTP, so that the physical and chemical
analysis of the following parameters were performed: pH, biochemical oxygen
demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), suspended solids Total (SST),
sedimented solids (Ssol), total nitrogen, ammonia nitrogen and total phosphorus. The
results indicated that the WWTP used in the abattoir, was efficient for removing
organic pollutants, however, was unsatisfactory in removing TSS and ammonia
nitrogen. Therefore, it is conclusive that the final disposal of the treated effluent
option is the application on the ground, since the results of TSS and ammonia
nitrogen did not reach the standards set by law, so that the effluent was released into
water bodies.
Keywords : Residuary waters. Removal of pollutants. Anaerobic reactors.
Introdução
A expansão agroindustrial para atender à necessidade das presentes
gerações, busca suprir a demanda de alimentos para uma população crescente, e
tem por conseqüência agressões danosas aos ecossistemas, principalmente aos
hídricos. Nesse cenário, os abatedouros possuem amplo potencial poluidor, pois
suas atividades geram demasiado volume de resíduos sólidos e de efluentes
líquidos altamente prejudiciais ao meio ambiente (PACHECO, 2006).
Nos frigoríficos, assim como nos abatedouros, há um grande consumo de
água em seu processo industrial, sobre tudo nas operações de matança, lavagem de
máquinas e equipamentos, resultando dessa forma, elevado volume de efluentes
líquidos. Segundo a UNEP (2000), cerca de 80 a 95% da água utilizada nesse tipo
de agroindústria é descartada como efluente. Essas águas residuárias têm uma alta
proporção de carga orgânica, além do acentuado teor de nitrogênio e fósforo,
decorrente principalmente da presença de sangue, gordura, aparas de carne,
esterco, conteúdo ruminal e intestinal dos animais abatidos (PACHECO, 2006).
Tendo em vista as características dos efluentes de abatedouros, usualmente
são utilizados processos biológicos para o seu tratamento, como por exemplo, o uso
dos reatores UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactors). Também conhecido
como Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente e Manta de Lodo, sendo essa a
denominação proveniente da tradução para o português (CHERNICHARO, 2007).
Nos processos biológicos, a remoção dos poluentes é realizada por
mecanismos biológicos, através da ação metabólica e da floculação de partículas,
sendo empregado geralmente no nível secundário do tratamento (LEME, 2014). Tem
como principal objetivo a remoção da matéria orgânica, seja ela dissolvida
(Demanda Bioquímica de Oxigênio - DBO solúvel ou filtrada), a qual não é removida
no tratamento primário, ou em suspensão (DBO suspensa ou particulada) cujos
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Figura 1 - Componentes da Estação de Tratamento de Efluentes Líquidos – ETE.
Fonte: GRATT Indústria de Máquinas Ltda, 2014.
No que diz respeito à avaliação da eficiência da ETE utilizada no abatedouro,
para o desenvolvimento do trabalho foi realizado coleta das águas residuárias antes
dos equalizadores (afluente) e após o decantador (efluente). Então, as amostras
simples foram encaminhadas para um laboratório credenciado pela Fundação
Estadual de Meio Ambiente de Minas Gerais – FEAM, para que fossem realizadas
as análises físico-químicas dos seguintes parâmetros: pH, demanda bioquímica de
oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO), sólidos suspensos totais
(SST), sólidos sedimentáveis (Ssed), nitrogênio total, nitrogênio amoniacal e fósforo
total.
Para calcular a porcentagem ou eficiência da remoção do poluente,
empregou-se o modelo proposto por Von Sperling (2014), o qual está expresso na
Equação 01. Ademais, para analisar a melhor forma de disposição do efluente
tratado, tomou-se como referência a Deliberação Normativa - DN Conjunta do
Conselho de Política Ambiental de Minas Gerais/Conselho Estadual de Recursos
Hídricos – COPAM/CERH-MG nº 01 de 05 maio de 2008, a qual estabelece
as condições e padrões para o lançamento de efluentes em corpos d’água (MINAS
GERAIS, 2008).
Equação 01
E =
C
0
- C
e
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Onde:
E = eficiência de remoção (%)
C
0
= concentração afluente do poluente (mg. L
C
e
= concentração efluente do poluente (mg. L
Resultados e Discussão
Todo o efluente gerado no abatedouro é separado por linhas de tubulações.
Os domésticos provenientes das residências e refeitórios, assim como os sanitários,
são lançados na linha marrom, os quais são tratados no sistema tanque séptico,
seguido de filtro anaeróbio e sumidouro. Já os efluentes gerados nas instalações
destinadas ao abate, excetuando as áreas de vômito, bucharia e triparia, são
direcionados à linha vermelha. Aqueles provenientes do curral de espera, área de
vômito, bucharia e triparia são lançados na linha verde.
A linha vermelha e verde, correspondente aos efluentes líquidos industriais,
sofre tratamentos preliminares específicos, estritamente físicos, como peneiramento
e desaneramento. Logo em sequência são direcionadas conjuntamente para o
equalizador. Objetivando reduzir a carga orgânica do efluente, o sangue da sangria
não é direcionado para linha vermelha, sendo o mesmo coletado na calha de sangria
e destinado para um tanque de refrigeração para posteriormente ser coletado e
utilizado como subprodutos em graxarias.
Os efluentes do equalizador são bombeados para o flotador retangular a ar
dissolvido. Esse por sua vez, consiste em um mecanismo físico-químico, projetado
especialmente para efetuar a remoção de sólidos, sejam eles sólidos suspensos
totais e DBO particulada. Os sólidos removidos nesse flotador, assim como todo o
lodo gerado na ETE são direcionados para o leito secagem e/ou decantador
centrífugo para serem desaguados. Já a fração líquida do flotador é direcionada
para reator UASB, seguido de filtro aerador e decantador para remoção da DBO
remanescente.
No que se referem aos resultados das análises físico-químicas do afluente e
efluente da ETE do abatedouro, estes estão demonstrados abaixo (Tabela 01). De
maneira geral, o sistema de tratamento adotado se mostrou eficiente para remoção
de poluentes orgânicos, contudo, foi insatisfatório na remoção SST e nitrogênio
amoniacal, não alcançando os padrões fixados na DN Conjunta COPAM/CERH-MG
nº 01/2008.
Os SST de águas residuárias de abatedouros consistem em sua maior parte
em carga orgânica. Essa substância quando lançada em desacordo com a
capacidade suporte do corpo d’água, implica no consumo do oxigênio dissolvido da
água por parte dos microrganismos decompositores da matéria orgânica (VON
SPERLING, 2014b). Já o nitrogênio, na conversão de amônia a nitrito e deste a
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(2003) testaram um reator UASB com capacidade de 01 m³, com carga orgânica
aplicada variando de 13 a 39 kg DQO/m3/d e tempo de detenção hidráulico – TDH
de 2 a 7 horas, observaram uma porcentagem de remoções de DQO de 75% a 90%
para afluentes com DQO de 3000 a 4500 mg. L
apresentados, pode-se notar a elevada capacidade de remoção de matéria orgânica
dos reatores UASB, mesmo com afluentes com altas cargas orgânicas.
Os valores altos no decaimento, tanto da DBO quanto DQO, foram obtidos
tendo em vista a configuração da ETE, que tem como tratamento primário o flotador
a ar dissolvido, agindo como um bom removedor da DBO particulada. Além disso, o
emprego do filtro aerado seguido de decantador como pós-tratamento do UASB,
exerceu de forma satisfatória a função de eliminar a DBO solúvel remanescente.
Comenta Von Sperling (2014a) que o percentual de eficiência na remoção de DBO
em reatores UASB situa-se em torno de 70%, sendo recomendada alguma forma de
pós-tratamento para atingir uma maior eficiência.
No que se refere aos SST, verifica-se que apesar do tratamento alcançar a
eficiência de 64,47%, o efluente não atinge condições ideais para o lançamento em
corpos d’água. Foram encontrados 108,0 mg. L
de SST no efluente, quantidade
superior ao limite máximo estabelecido na DN COPAM/CERH-MG nº 01/2008, que
institui o máximo de 100,0 mg. L
- . De acordo com Rodrigues et al. (2015) os
reatores UASB possuem limitação na remoção de sólidos, ainda mais quando o
afluente recebe elevada quantidade de sólidos suspensos.
O resultado encontrado indica que as condições operacionais de TDH e
velocidade ascensional imposta ao reator UASB, podem ter favorecido o arraste de
material insolúvel remanescente do afluente. Além disso, pode ter ocorrido o arraste
de material particulado mais fino, proveniente do leito do lodo, uma vez que mesmo
o afluente passando pelo filtro aerado e decantador o efluente não alcançou valores
inferiores ao determinado na legislação de Minas Gerais.
Diferentemente dos SST, os Ssed alcançaram uma expressiva remoção na
ordem de 99,9%. Já era de se esperar essa elevada eficiência, haja a vista a
configuração da ETE, que tem como tratamento primário o flotador ar dissolvido e
como pós UASB o filtro aerado seguido de decantador, mecanismos altamente
eficazes na remoção de sólidos filtráveis. Além do mais, o fluxo ascendente do
afluente no reator UASB permite maior sedimentabilidade dos sólidos no leito de
lodo, resultando no efluente com baixas cargas de Ssed.
No que diz respeito ao nitrato total, para esse parâmetro a DN Conjunta
COPAM/CERH-MG nº 01/2008 fixa o limite máximo de 10 mg. L
presente no
efluente para o seu lançamento em corpos d’água. A ETE obteve um satisfatório
resultado, atingindo uma porcentagem de remoção de 95,5%, chegando a um
efluente com carga de 2,4 mg. L
, bem abaixo do limite máximo estabelecido em
Minas Gerais.
De forma contrária ao nitrato total, a remoção do nitrogênio amoniacal não
chegou a nenhuma eficiência. O tratamento adotado, ao invés de remover esse
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poluente, fez foi aumentar sua concentração. Foram quantificados 24,7 mg. L
no
afluente e 138,5 mg. L
no efluente, perfazendo um aumento expressivo de 560%.
Devido à alta carga orgânica do afluente e sua consequente conversão, fez com que
a taxa de nitrogênio amoniacal aumentasse ao invés de reduzir, chegando ao ponto
que, mesmo empregado o pós-tratamento com filtro aerado e decantador, não foi
suficiente para diminuir a carga.
Rodrigues et al. (2014) ao avaliar o reator anaeróbio no tratamento de
efluentes de frigorífico, encontrou o aumento de até 100% das taxas de nitrogênio
amoniacal no efluente após o reator UASB. Nessa situação, os autores
evidenciaram a necessidade de pós-tratamento, além disso, recomendaram a
fertirrigação como disposição final do efluente tratado, uma vez que a remoção de
níveis altos de nutrientes não é necessária nessa forma de reuso.
Beline (2012) explica que esse aumento do nitrogênio amoniacal ocorre,
tendo em vista que o processo de amonificação consiste na conversão biológica do
nitrogênio orgânico, presente na matéria orgânica das águas residuárias, em
nitrogênio amoniacal (BELINE, 2012). Chernicharo (2007) comenta que o uso dos
reatores anaeróbios, nos casos em que é requerida elevada remoção de nutrientes,
deve ser visto com muito cuidado, haja vista que os sistemas anaeróbios
apresentam boa remoção de matéria orgânica biodegradável e, praticamente,
nenhuma eficiência em remoção de nitrogênio e fósforo.
O limite máximo de nitrogênio amoniacal fixado na DN Conjunta
COPAM/CERH-MG nº 01/2008 é de 20 mg. L
, muito abaixo do valor encontrado no
efluente do abatedouro, portanto, não alcançou parâmetro desejado para o
lançamento em corpos d’água. Por sua toxidade e requerimento de oxigênio do meio
hídrico, o nitrogênio amoniacal deve ser obrigatoriamente removido das águas
residuárias (RITTMANN e MCCARTY, 2001).
A remoçãodo nitrogênio por tratamento biológico é difícil, sendo indicado uso
de tratamento convencional, seguido por processos químicos e físicos (uso de
coagulantes e floculantes). Nesse sentido, o processo que se destaca na remoção
de nitrogênio é o sistema composto por reator aeróbio/anaeróbio que promova as
etapas de amonificação, assimilação, nitrificação e desnitrificação, seguido de lagoa
de estabilização, filtro percolador e processos físico-químicos (ASSUNÇÃO, 2009;
NUNES, 2012).
Quando o objetivo do tratamento do efluente também é a boa remoção do
nitrogênio, Chenircharo (2007) recomenda que o reator anaeróbio deva ser usado
para tratar até 50% do esgoto bruto afluente à ETE, devendo o restante ser
encaminhado diretamente ao tratamento biológico, objetivando a nitrificação e a
desnitrificação, de modo a se ter matéria orgânica suficiente para a desnitrificação.
Durante o tratamento biológico, a maior parte do nitrogênio orgânico
particulado é transformada em amônia e outras formas inorgânicas. Uma porção da
amônia é assimilada para dentro do material celular da biomassa. Sendo que,
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ASSUNÇÃO, F.A.L. Estudo da remoção de nitrogênio, com ênfase na volatilização
de amônia, em lagoas de polimento de efluentes de reatores UASB tratando esgotos
urbanos de Belo Horizonte/MG. 2009. 105p. Dissertação (Mestrado em
Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos) – Universidade Federal de Minas
Gerais.
BELINI, A.D. Avaliação do comportamento de um reator anaeróbio aeróbio de leito
fixo submetido à variação de carga hidráulica tratando efluente de abatedouro
bovino. 2012. 57p. Monografia (Bacharelado em Engenharia Ambiental) -
Universidade Tecnológica Federal do Paraná.
CHERNICHARO, C.A.C. Reatores anaeróbios. 2
a
ed. Belo Horizonte. Departamento de
Engenharia Sanitária e Ambiental/UFMG, 2007. 380 p.
ESTEVES, F.A. Fundamentos de Limnologia. 3ª ed. Rio de Janeiro. Editora
Interciência Brasil, 2011. 790 p.
LETTINGA G.; VAN VELSEN, A.F.M.; HOBMA, S.W.; ZEEUW, W.; KLAPWIJK, A.
Use of the up flow sludge blanket (USB) concept for biological wastewater treatment,
especially anaerobic treatment. Biotechnology and Bioengineering, v.4, n.22, p.699-
LEME, E.J.A. Manual prático de tratamento de águas residuárias. 2
a
ed. São Carlos.
EdUFSCar, 2014. 599p.
MINAS GERAIS (Estado). Deliberação normativa conjunta Conselho de Política Ambiental
de Minas Gerais/Conselho Estadual de Recursos Hídricos do Estado de Minas Gerais-
COPAN/CERH-MG nº. 01, de 05 de maio de 2008. Dispões sobre a classificação dos corpos
de água e diretrizes para o seu enquadramento, bem com estabelece as condições e
padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências. Diário executivo de Minas
Gerais, Belo Horizonte, BH, 13 de maio de 2008. Disponível em:
http://www.siam.mg.gov.br/sla/download.pdf?idNorma=8151. Acesso em: 17 de fev. de
NUNES, J.A. Tratamento físico-químico de águas residuárias industriais. 6
a
ed.
Aracaju. Gráfica Editora J. Andrade, 2012. 315p.
PACHECO, J.W. Guia técnico ambiental de abates (bovino e suíno). São Paulo. CETESB,
- 98p.
PEDRELLI, T.D. Avaliação do sistema de lagoas de estabilização para o tratamento das
águas residuárias de Balneário Camboriú/SC. 1997. 171p. Dissertação (Programa de Pós-
Graduação em Engenharia Ambiental) – Universidade Federal de Santa Catarina.
21, 22 E 23 DE SETEMBRO DE 2016
TORKIAN, A.; EQBALI, S.J.; HASHEMIAN, S.J. The effect of organic loading rate on
the performance of UASB reactor treating slaughterhouse effluent. Resources,
Conservation & Recycling, v.40, n.01, p.1-11, 2003.
UNEP - United Nations Environment Programme & Danish Environmental Protection
Agency. Cleaner Production Assessment in Meat Processing. Dinamarca. UNEP,
- 83p.
RITTMANN, B.E.; MCCARTY, P.L. Environmental Biotechnology: principles an
applications. McGraw-Hill Book. New York, 2001. 768p.
RODRIGUES, L.S.; SPELTA, A.C.F.; SANTOS R.P.; LIMA, C.A.; DUTRA,
J.C.F.; SILVA, I.J. Avaliação de reator anaeróbio de manta de lodo (UASB) no
tratamento de efluentes de frigorífico. B. Indústr. Anim, Nova Odessa, v.71, n.4,
p.365-370, 2014.
RODRIGUES, L.S.; SANTOS, R.P.; LIMA, C.A.; SILVA, I.J. Eficiência de reator
anaeróbio UASB precedido de decantor digestor na remoção de matéria orgânica e
sólidos em efluentes do abate de bovinos. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE
ENGENHARIA AGRÍCOLA, 44., 2015, São Pedro. Anais... São Pedro, XLIV
COMBEA, 2015.
VON SPERLING, M. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 3
a
ed.
Belo Horizonte. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental/UFMG, 2014a. 452p.
VON SPERLING, M. Estudo de modelagem da qualidade da água de rios. 2
a
ed. Belo
Horizonte. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental/UFMG, 2014b. 592p.
