Tratamento de Efluentes Industriais

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Tratamento de Efluentes Industriais

O tratamento de efluentes industriais abrange os mecanismos e processos utilizados para tratar águas que foram contaminadas de alguma forma por atividades antrópicas industriais ou comerciais antes de sua liberação no meio ambiente ou sua reutilização.

A maioria das indústrias produz alguns resíduos úmidos, embora as tendências recentes no mundo desenvolvido tenham sido minimizar essa produção ou reciclar esses resíduos dentro do processo de produção.

No entanto, muitas indústrias permanecem dependentes de processos que produzem efluentes.

Em razão disso, vamos discorrer um pouco sobre o Tratamento de Efluentes Industriais.

Fontes de águas residuais industriais

Resíduos agrícolas

Cervejarias

A cerveja é uma bebida fermentada com baixo teor alcoólico feita a partir de vários tipos de grãos. A cevada predomina, mas trigo, milho e outros grãos podem ser usados.

O consumo de água para cervejarias geralmente varia de 4 a 8 metros cúbicos por metro cúbico (m3/m3) de cerveja produzida.

As cervejarias podem atingir uma descarga de efluentes de 3–5 m3/m3 de cerveja vendida (excluindo as águas de resfriamento).

O fósforo também pode estar presente em concentrações da ordem de 10-30 mg/l.

Os efluentes das etapas individuais do processo são variáveis.

Por exemplo, a lavagem de garrafas produz um grande volume de efluente que, no entanto, contém apenas uma pequena parte do total de orgânicos descartados da cervejaria.

Efluentes da fermentação e filtragem são ricos em matéria orgânica e DBO, mas baixo em volume, representando cerca de 3% do volume total de águas residuais, mas 97% de DBO.

O pH do efluente é em média cerca de 7 para o efluente combinado, mas pode variar de 3 a 12, dependendo do uso de agentes de limpeza ácidos e alcalinos. A temperatura média do efluente é de cerca de 30°C.

Indústria de laticínios

A indústria de laticínios envolve o processamento de leite cru em produtos como leite de consumo, manteiga, queijo, iogurte, leite condensado, leite em pó (leite em pó) e sorvete, usando processos como resfriamento, pasteurização e homogeneização.

Os subprodutos típicos incluem leite, soro de leite e seus derivados.

Os efluentes lácteos contêm açúcares e proteínas dissolvidos, gorduras e possivelmente resíduos de aditivos.

A produção de creme, manteiga, queijo e soro de leite são as principais fontes de DBO em águas residuais.

As águas residuais podem conter patógenos de materiais ou processos de produção contaminados. Um laticínio muitas vezes gera odores e, em alguns casos, poeira, que precisa ser controlada.

A maioria dos resíduos sólidos pode ser processada em outros produtos e subprodutos.

Indústria de papel e celulose

A indústria de celulose e papel é um dos setores industriais mais antigos e centrais do mundo.

A importância socioeconômica do papel tem seu próprio valor para o desenvolvimento do país, pois está diretamente relacionada ao crescimento industrial e econômico do país. A fabricação de papel é uma indústria altamente intensiva em capital, energia e água.

É também um processo altamente poluente e requer investimentos substanciais em equipamentos de controle de poluição.

Minas e pedreiras

As principais águas residuais associadas às minas e pedreiras são lamas de partículas de rocha na água.

Estes surgem da chuva que lava superfícies expostas e estradas de transporte e também de processos de lavagem e nivelamento de rochas.

Os volumes de água podem ser muito altos, especialmente os decorrentes das chuvas em grandes locais.

Algumas operações especializadas de separação, como a lavagem de carvão para separar o carvão da rocha nativa usando gradientes de densidade, podem produzir águas residuais contaminadas por partículas finas de hematita e surfactantes.

Óleos e óleos hidráulicos também são contaminantes comuns. As águas residuais de minas de metal e plantas de recuperação de minério são inevitavelmente contaminadas pelos minerais presentes nas formações rochosas nativas.

Após o esmagamento e extração dos materiais desejáveis, os materiais indesejáveis ​​podem ficar contaminados nas águas residuais.

Para minas de metal, isso pode incluir metais indesejados, como zinco e outros materiais, como arsênico.

A extração de metais de alto valor, como ouro e prata, pode gerar lamas contendo partículas muito finas, onde a remoção física de contaminantes se torna particularmente difícil.

Indústria alimentícia

As águas residuais geradas nas operações agrícolas e alimentícias possuem características distintas que as diferenciam das águas residuais municipais comuns gerenciadas por estações de tratamento de efluentes públicas ou privadas em todo o mundo: são biodegradáveis ​​e não tóxicas, mas com altas concentrações de demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e sólidos (SS).[1]

Os constituintes de águas residuais de alimentos e agricultura são muitas vezes complexos de prever devido às diferenças de DBO e pH em efluentes de vegetais, frutas e produtos de carne e devido à natureza sazonal do processamento e pós-colheita de alimentos.

Tratamento de água

O tratamento da água para a produção de água potável é tratado em outra parte.

Muitas indústrias precisam tratar a água para obter água de altíssima qualidade para fins exigentes.

O tratamento da água produz lodos orgânicos e minerais provenientes da filtração e sedimentação.

A troca iônica usando resinas naturais ou sintéticas remove os íons cálcio, magnésio e carbonato da água, substituindo-os por íons hidrogênio e hidroxila.

A regeneração de colunas de troca iônica com ácidos e álcalis fortes produz um efluente rico em íons de dureza que são facilmente precipitados, especialmente quando misturados com outros efluentes.

Tratamento de efluentes industriais

Os diferentes tipos de contaminação de águas residuais requerem uma variedade de estratégias de Tratamento de Efluentes Industriais para remover a contaminação.

Remoção de sólidos

A maioria dos sólidos pode ser removida usando técnicas simples de sedimentação com os sólidos recuperados como pasta ou lodo. Sólidos muito finos e sólidos com densidades próximas à densidade da água apresentam problemas especiais.

Nesse caso, a filtração ou ultrafiltração pode ser necessária. No entanto, a floculação pode ser usada, usando sais de alúmen ou a adição de polieletrólitos.

Remoção de óleos e graxas

Um separador óleo-água API típico usado em muitas indústrias.

Muitos óleos podem ser recuperados de superfícies de águas abertas por dispositivos de escumação.

Considerados uma maneira confiável e barata de remover óleo, graxa e outros hidrocarbonetos da água, os skimmers podem às vezes atingir o nível desejado de pureza da água.

Outras vezes, a desnatação também é um método econômico para remover a maior parte do óleo antes de usar filtros de membrana e processos químicos.

Os skimmers evitarão que os filtros fiquem cegos prematuramente e manterão os custos químicos baixos porque há menos óleo para processar.

Como o skimming da graxa envolve hidrocarbonetos de viscosidade mais alta, os skimmers devem ser equipados com aquecedores potentes o suficiente para manter o fluido da graxa para descarga.

Se a graxa flutuante se formar em aglomerados ou tapetes sólidos, uma barra de pulverização, aerador ou aparelho mecânico pode ser usado para facilitar a remoção.

No entanto, os óleos hidráulicos e a maioria dos óleos que se degradaram em qualquer grau também terão um componente solúvel ou emulsionado que exigirá tratamento adicional para eliminar.

As águas residuais de indústrias de grande porte, como refinarias de petróleo, plantas petroquímicas, plantas químicas e plantas de processamento de gás natural, geralmente contêm quantidades brutas de óleo e sólidos em suspensão.

Essas indústrias usam um dispositivo conhecido como separador óleo-água API que é projetado para separar o óleo e os sólidos em suspensão de seus efluentes de águas residuais.

O nome é derivado do fato de que tais separadores são projetados de acordo com os padrões publicados pelo American Petroleum Institute (API).

O separador API é um dispositivo de separação por gravidade projetado usando a Lei de Stokes para definir a velocidade de subida das gotas de óleo com base em sua densidade e tamanho.

O projeto é baseado na diferença de gravidade específica entre o óleo e as águas residuais porque essa diferença é muito menor do que a diferença de gravidade específica entre os sólidos suspensos e a água.

Os sólidos suspensos se depositam no fundo do separador como uma camada de sedimentos, o óleo sobe para o topo do separador e as águas residuais limpas são a camada intermediária entre a camada de óleo e os sólidos.[3]

Normalmente, a camada de óleo é retirada e subsequentemente reprocessada ou descartada, e a camada de sedimentos do fundo é removida por uma corrente e raspador de voo (ou dispositivo similar) e uma bomba de lodo.

A camada de água é enviada para tratamento posterior consistindo geralmente de um módulo de Eletroflotação para remoção adicional de qualquer óleo residual e depois para algum tipo de unidade de tratamento biológico para remoção de compostos químicos dissolvidos indesejáveis.

Remoção de orgânicos biodegradáveis

O material orgânico biodegradável de origem vegetal ou animal geralmente é possível de tratar usando processos de tratamento de águas residuais convencionais estendidos, como lodo ativado ou filtro de gotejamento.

Podem surgir problemas se as águas residuais forem excessivamente diluídas com água de lavagem ou estiverem altamente concentradas, como sangue puro ou leite.

A presença de agentes de limpeza, desinfetantes, pesticidas ou antibióticos pode ter impactos prejudiciais nos processos de  Tratamento de Efluentes Industriais.

Processo de filtro de gotejamento

Um filtro de gotejamento  consiste em um leito de rochas, cascalho, escória, musgo de turfa ou mídia plástica sobre a qual as águas residuais fluem para baixo e entram em contato com uma camada (ou filme) de lodo microbiano que cobre o meio do leito.

As condições aeróbicas são mantidas pelo fluxo de ar forçado através do leito ou pela convecção natural do ar.

O processo envolve a adsorção de compostos orgânicos nas águas residuais pela camada de lodo microbiano, difusão de ar na camada de lodo para fornecer o oxigênio necessário para a oxidação bioquímica dos compostos orgânicos.

Os produtos finais incluem gás dióxido de carbono, água e outros produtos da oxidação.

À medida que a camada de lodo engrossa, torna-se difícil para o ar penetrar na camada e uma camada anaeróbica interna é formada.

Tratamento de Efluentes orgânicos

Materiais orgânicos sintéticos, incluindo solventes, tintas, produtos farmacêuticos, pesticidas, produtos de coque e assim por diante, podem ser muito difíceis de tratar.

Os métodos de tratamento são muitas vezes específicos para o material a ser tratado.

Os métodos incluem Processamento de Oxidação Avançado, destilação, adsorção, vitrificação, incineração, imobilização química ou disposição em aterros sanitários. A

Alguns materiais, como alguns detergentes, podem ser capazes de degradação biológica e, nesses casos, uma forma modificada de tratamento de águas residuais pode ser usada.

Tratamento de efluentes ácidos e álcalis – Tratamento de Efluentes Industriais

Ácidos e álcalis geralmente podem ser neutralizados sob condições controladas.

A neutralização frequentemente produz um precipitado que exigirá tratamento como um resíduo sólido que também pode ser tóxico.

Em alguns casos, gases podem evoluir exigindo tratamento para o fluxo de gás. Algumas outras formas de tratamento são geralmente necessárias após a neutralização.

As correntes de resíduos ricas em íons de dureza provenientes de processos de deionização podem facilmente perder os íons de dureza em um acúmulo de sais de cálcio e magnésio precipitados.

Este processo de precipitação pode causar graves furações nas tubulações e, em casos extremos, causar o entupimento das tubulações de descarte.

Um tubo de descarga marítima industrial de 1 metro de diâmetro que serve um grande complexo químico foi bloqueado por esses sais na década de 1970.

O tratamento é por concentração de águas residuais de deionização e descarte em aterros ou por gerenciamento cuidadoso do pH das águas residuais liberadas.

Tratamento de materiais tóxicos – Tratamento de Efluentes Industriais

Materiais tóxicos, incluindo muitos materiais orgânicos, metais (como zinco, prata, cádmio, tálio, etc.), ácidos, álcalis, elementos não metálicos (como arsênico ou selênio) são geralmente resistentes a processos biológicos, a menos que sejam muito diluídos.

Os metais muitas vezes podem ser precipitados alterando o pH ou por tratamento com outros produtos químicos. Muitos, no entanto, são resistentes ao tratamento ou mitigação e podem exigir concentração seguida de aterro ou reciclagem.

Os orgânicos dissolvidos podem ser incinerados nas águas residuais por Processos de Oxidação Avançados para um bom Tratamento de Efluentes Industriais.

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