Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Ambiental
TÍTULO: AVALIAÇÃO DE UM SISTEMA DE ELTROFLOCULAÇÃO NO TRATAMENTO DE EFLUENTE DE LATICÍNIO
AUTORES: Freitas, T.K.F.S. (UEM) ; Geraldino, H.C.L. (UESB) ; França, B.M. (UEM) ; Garcia, J.C. (UEM) ; Simionato, J.I. (UESB/UTFPR)
RESUMO: A produção de leite no Brasil é de aproximadamente 32 bilhões de litros, sendo o
estado do Paraná o terceiro maior produtor com 11,9%. Estima-se que para cada
litro de leite beneficiado sejam gerados cerca de 2,5 L de efluente. O objetivo
do estudo é realizar o tratamento do efluente de laticínio através da técnica de
eletrofloculação utilizando um sistema de bancada. O ensaio foi realizado
utilizando uma fonte de 10 A e eletrodos de ferro. Foram realizadas variação de
pH, intensidade de corrente e tempo de eletrólise. A eficiência do tratamento foi
comprovada por meio de análise de turbidez, cor e DQO. As condições foram
otimizadas para pH 5,0, tempo de 40 min e 1,5 A pois apresentaram as maiores
porcentagens de redução de DQO (51.79%), turbidez (> 95%) e cor (72,45%).
PALAVRAS CHAVES: eletrofloculação; efluente; laticinio
INTRODUÇÃO: O Brasil é o 5° colocado no ranking mundial de produção de leite. Em 2011 o país
produziu cerca de 32 bilhões de litros, sendo que o Paraná é o 3° Estado com
maior produção com cerca de 11,9% (IBGE, 2011).
O volume de água necessário para o beneficiamento do leite coloca as indústrias
de laticínios como uma das principais geradoras de efluentes industriais.
(CAMPOS et al. 2004).
Segundo DOMINGUES et al. (1999) a produção de queijo é responsável pela geração
de grande quantidade de efluente. Para cada quilo de queijo produzido gera-se
cerca de 27-55 Kg de soro. Na produção de queijos gera-se de 3-4 L de água
residuária para cada litro de leite processado (MACHADO, 2001).
Esses constituem um grave problema ambiental devido a sua elevada carga orgânica
e difícil biodegradabilidade, logo, apresentam uma elevada DBO e DBO. Estas são
consequência da grande quantidade de lipídios, carboidratos e proteínas. Quando
lançados em corpos d’água sem tratamento adequado, reduzem drasticamente a
concentração de oxigênio dissolvido e colocam em risco todo o ecossistema
aquático (RAMASAMY et al. 2004).
Atualmente, pesquisas estão sendo realizadas investindo em tratamentos que
envolvem reatores eletroquímicos na descontaminação de efluentes de elevada
carga de sólidos. A eletrofloculação (EF) é uma alternativa promissora devido a
eficiência de remoção de substâncias em efluentes industriais. Essa tecnologia
possibilita ampliar a capacidade de tratamento dos sistemas tradicionais, visto
que utiliza os mesmos fundamentos básicos de coagulação e floculação, porém
adicionalmente disponibiliza elementos que potencializam o tratamento, pois há
geração de hidrogênio nas reações de eletrólise, que forma um fluxo ascendente
de microbolhas que interagem com todo o efluente (MOLLAH et al., 2004).
MATERIAL E MÉTODOS: O efluente utilizado no estudo foi fornecido pelo laticínio Vidativa localizado
no município de Terra Boa-PR. As amostras foram coletadas antes da chegada do
efluente na caixa de gordura e transportadas em recipientes de polietileno de 30
litros, até o laboratório. As análises foram efetuadas no efluente bruto para
caracterização físico-química e no efluente tratado (eletrofloculado) para fins
de avaliação da eficiência da técnica.
O procedimento experimental consistiu de ensaios de eletrofloculação, realizados
em batelada em um sistema de bancada. Utilizou-se eletrodos de ferro com 14x6 cm
em uma célula eletrolítica constituída de 6 placas de 3 mm cada e espaçamento de
1,5 cm. Os eletrodos foram acondicionados em um béquer de 1 litro e a fonte
utilizada foi uma Instrutherm FA-1030.
A fim de otimizar o processo de eletrofloculação, foram realizados os
tratamentos do efluente considerando os seguintes parâmetros: pH (4,5, 5 e 6)
Amperagem (1, 1,5 e 2) tempo de reação eletrolítica (30, 40 e 50) minutos.
Os resultados foram organizados com base no modelo de planejamento fatorial
fracionado com triplicata no ponto central, totalizando 11 ensaios. A correção
de pH foi feita utilizando Hidróxido de Cálcio em suspensão.
Para a avaliação da eficiência do processo de eletrofloculação foram utilizados
os seguintes parâmetros: Turbidez, Cor e DQO. As análises foram realizadas de
acordo com as metodologias do Standard Methods for the Examination of Water &
Wastewater (APHA, 2005).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Antes de iniciar os ensaios, uma análise do efluente in natura foi
realizada a fim de evidenciar suas características físico-químicas:
Condutividade elétrica (1.066µS/cm), DBO (4.670 mgO2/L), DQO (11.817
mgO2]/L), OD (2,08 mg/L) pH (3,30), Sólidos Sedimentáveis (1,0 mL/L),
Sólidos Totais Fixos (458 mg/L), Sólidos Totais Voláteis (5.718 mg/L), Turbidez
(1.347 NTU), Cor (3.725 mgPtCo/L) e Temperatura de 24°C.
A tabela 1 apresenta os valores dos ensaios de tratamento realizados. Observando
os dados nota-se uma grande remoção de turbidez para todos os ensaios, sendo
possível observar logo nos primeiros minutos de eletrofloculação. O melhor
índice na remoção de turbidez foi de 99,75% para o experimento 03. A remoção de
turbidez também foi satisfatória no ensaio eletrolítico da solução testemunha,
utilizando o efluente in natura sem correção de pH (3,30), obtendo
remoção de 95,18%.
Com relação à remoção de cor verificou-se que os ensaios com maior amperagem
obtiveram resultados inferiores, deve-se isto a oxidação do ferro.A eficiência
na remoção de cor foi melhor em amperagem de 1 e 1,5 nos ensaios que duraram
entre 30 e 40 min. A melhor redução de cor encontrada foi de 72,45% (experimento
11) e melhor redução de DQO encontrada foi de 51,79% (experimento 10).
. Na figura 1, podemos observar que a turbidez teve valores médios bem
constantes, todos superiores a 95%, enquanto que a cor e DQO apresentaram
variações em seus resultados. Os valores médios de DQO ficaram próximos a 40%,
com resultados mais baixos nos ensaios (9, 5, 8). Enquanto que a cor apresentou
valores médios variando de 30 a 60%, sendo os melhores resultados para o ensaio
(5, 40, 1,5). A menor eficiência de cor e DQO foi nos ensaios de amperagem 2.
Tabela 1
Resultado dos ensaios de EF do efluente de
laticínio, com variação de pH, tempo de reação
eletrolítica (t) e intensidade de corrente em
amperes (A).
Figura 1.
Valores médios para eficiência do tratamento na
remoção de Turbidez, Cor e DQO do efluente de
laticínio.
CONCLUSÕES: Os melhores resultados na remoção de turbidez, cor e DQO foram obtidos nos
menores tempos de eletrólise e com baixa densidade de corrente, gerando, uma
ótima eficiência a um menor custo operacional para o tratamento do efluente de
laticínio. A técnica de EF possui muitas vantagens como, dispensar o uso de
substâncias químicas coagulantes, minimizando assim o impacto negativo causado no
meio ambiente. A espuma produzida no processo de flotação é de fácil remoção e
possui menor teor de água que o lodo produzido nos processos de decantação, por
isso sua secagem é mais rápida.
AGRADECIMENTOS: CAPES, Fundação Araucária, CNPq e a profª DSc. Juliana Carla Garcia Moraes(UEM)
por ceder espaço para realização dos experimentos.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: APHA. 2005. Standard Methods for Water and Wastewater. American Public Health Association. 18th Ed. Washington, DC.
CAMPOS, C. M. M.; LUIZ, F. A. R. de; BOTELHO, C. G.; DAMASCENO, L. H. S. 2004. Avaliação da eficiência do reator UASB no tratando efluente de laticínio sob diferentes cargas orgânicas. Ciência e Agrotecnológica, v. 28, n. 6, nov./dez., p. 1276-1384.
DOMINGUES, L.; LIMA, N.; TEIXEIRA, J. A. 1999 Novas metodologias para fermentação alcoólica do soro de queijo. In: Conferencia Nacional sobre a Qualidade do Ambiente, Lisboa, Universidade Nova de Lisboa, v. 3, p. 271-280.
EMAMJOMEH, M.M.; SIVAKUMAR, M. 2009. Review of pollutants removed by electrocoagulation and electrocoagulation/flotation processes. Journal of Environmental Management, v.90, p.1663-1679.
IBGE-INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. 2011. Comunicação Social - Produção da Pecuária Municipal 2011. Disponível em
< http://saladeimprensa.ibge.gov.br/noticias?view=noticia&id=1&busca=1&idnoticia=2241>. Acesso em: 21/06/2013.
MACHADO, R.M.G; SILVA, P.C.; FREIRE, V.H. 2001. Controle ambiental em indústrias de laticínios. Brasil Alimentos, n.7, p.37-36.