Tratamento de Efluentes da Indústria de Pescado

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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos
Departamento de Engenharia de Alimentos
Projeto da Disciplina de Tratamento de Resíduos (ZEA0966)
Tratamento de Efluentes da Indústria de Pescado
Gabriella Martins 9391261
Luanna S. Lima Gonçalves 9391167
Sáskia Caroline Azarias 9362904
Tamires Maria Souto 9151882
Thais Alves Gloria 9050695
Prof. Drª. Giovana Tommaso
Prof. Drª. Miriam Yasmine Krauspenhar Niz
Pirassununga – SP
Novembro/2020
Seção 1- Descrição da empresa e suas atividades
1.1 Atividade da empresa
A demanda global no comércio de pescado teve um incremento nas últimas
décadas, este fato se deve especialmente devido ao crescimento da população
mundial e a busca das pessoas por uma alimentação mais saudável, pois esta traz
muitos benefícios à saúde. De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS),
a proteína animal que mais vem sendo (SANSUY, 2018).
O comércio global do pescado teve um aumento de cerca de 3,2% nas
últimas cinco décadas, além disso é ressaltado que o consumo de pescados na
década de 1960 era de 9,9 kg por ano e passou para 19,2 kg no ano de 2012,
segundo a Organização das Nações Unidas para Alimentação e agricultura
(FAO).Esse aumento foi viável graças a vários fatores, como: crescimento
demográfico, desenvolvimento de tecnologias de processamento de pescados,
aumento da renda, a emergência de canais de distribuição com maior efetividade e
amplificação da produção de pescados e diversos locais do mundo (SANSUY,
2018).
Mesmo com a produção interna de pescado, o Brasil não supre toda a
demanda de pescado, assim sendo necessário fazer a importação. Para que seja
possível fazer a importação de pescados é necessário que precauções sejam
tomadas, pois o alimento em questão é perecível e é de extrema importância que
seja garantido a qualidade e segurança do alimento até que chegue ao consumidor
(STONE OKAMONT, 2019).
O tipo de transporte que é mais recomendado para fazer a importação do
pescado é o marítimo, pelo fato da perecibilidade do produto este deve ser disposto
em containers, garantindo sempre sua conservação, higiene e segurança. Devido a
grande quantidade de pescado que vem de fora a fiscalização e cuidados com o
pescado ao entrar no Brasil precisa ser rígida, desta forma os órgão que ficam
responsáveis por essa fiscalização é o VIGIAGRO em parceria com o Departamento
de Inspeção de produção de Origem animal (DIPOA), além dos serviços de
inspeção dos municípios e estados (STONE OKAMONT, 2019)
A empresa Toca do Peixe é uma indústria que comercializa peixes e realiza
os cortes para consumo, localizada no município de Pirassununga - SP. A indústria
recebe Toca do Peixe realiza a limpeza (retirada de cabeça, nadadeiras, peles,
cauda e coluna vertebral) e por fim, realiza os cortes para expedição, durante 8
horas por dia, 7 dias por semana.
Figura 1. Logo da empresa Toca do Peixe localizada no município de
Pirassununga.
Fonte: Própria autoria, 2020.
As etapas do processamento se iniciam com a recepção dos peixes
congelados, em seguida os peixes são classificados, então ocorre a lavagem e
assim se obtém o pescado de valor comercial. Posteriormente é feita a evisceração
e filetagem, que é de onde se obtém o produto a ser vendido, que são os filés.
Figura 2. Fluxograma do momento de captura até a filetagem
Fonte:Própria autoria, 2020.
1.2 Localização da indústria
A empresa é localizada no município de Pirassununga, no estado de São
Paulo, sendo que todo o descarte do efluente tratado vai para o Rio Mogi-Guaçu,
que é classificado como Classe 2. Segundo o Decreto 8468 de 08 de setembro de
1976, as águas desse rio são destinadas ao abastecimento doméstico (após
tratamento convencional), à irrigação de hortaliças ou plantas frutíferas e à
recreação de contato primário (ou seja, natação, esqui-aquático e mergulho),
portanto, não devem ser descartados efluentes com demanda bioquímica de
oxigênio (DBO5) superior a 5 mg/L e 20°C, que é o caso dos efluentes provenientes
da indústria Salmon, sendo necessário então, a utilização de tratamentos e técnicas
de produção mais limpa, com parâmetros eficientes e efetivos.
1. 3. Medidas de produção mais limpa
Quando os resíduos estão expostos a uma má gestão, são responsáveis por
causar grandes impactos e danos ao meio ambiente. Entende-se por má gestão
quando estes resíduos não são transportados, destinados, descartados e
armazenados corretamente. As consequências dessa má gestão podem causar a
poluição hídrica, poluição visual, poluição atmosférica, poluição do solo, além de
causar doenças as pessoa e animais (VG RESÍDUOS, 2020)
Para que seja prevenido ou punidos possíveis irregularidades relacionadas
ao meio ambiente é necessário a realização da fiscalização ambiental. Os
responsáveis por essa fiscalização são funcionários do setor público de órgãos
ambientais que são integrados ao Sistema Nacional de Meio Ambiente (SISNAMA).
Caso alguma empresa tenha problemas ou irregularidades, este órgão faz análises
e tudo é documentado para que se tenha uma comprovação e assim as devidas
punições sejam aplicadas (LERNER, D.).
As medidas de produção mais limpa sugeridas neste presente estudo e as
razões pelas quais iremos adotá-las seguem descritas abaixo.
1. Redução do consumo de água: O consumo de água durante a filetagem é
muito elevado, portanto, foram escolhidas duas melhorias para redução do
consumo de água.
a. Arejadores para as torneiras: A função do arejador é misturar ar à
água, reduzindo assim a vazão da torneira e dando a sensação de que
está saindo a mesma quantidade de água (CÔRREA, 2014).
b. Sensor de movimento nas torneiras: Para que a torneira só fique
aberta quando algum colaborador de fato a esteja usando, dado que
ela só funciona quando detecta a presença de um usuário (CÔRREA,
2014).
2. Aproveitamento dos resíduos do pescado: Pode-se dizer que uma das
melhores formas de aproveitar o resíduo proveniente do pescado é por meio
da produção de embutidos como salsichas, linguiça, mortadela, presunto e
patê (CÔRREA, 2014).
Conforme definição do Departamento de Inspeção de Produtos de Origem
Animal, a definição de pasta ou patê é o produto cárneo industrializado obtido
a partir carnes e/ou produtos cárneos e/ou miúdos comestíveis, proveniente
de diferentes espécies de animais comercializados e convertidos em pasta,
acrescido de ingredientes e exposto a um processo térmico que seja
apropriado (CÔRREA, 2014).
Para que seja possível fazer a produção de patês advindos de pescado, os
resíduos devem passar por um processo chamado de Carne Mecanicamente
Separada (CMS), esse processo constitui um produto procedente da
trituração de partes das carcaças e dos restos de carnes que ficam presos a
ossos (CÔRREA, 2014).
3. Melhoria na Estação de Tratamento de Água: A Estação de Tratamento de
Água na indústria de Pescado é compacta, sendo composta somente pelas
etapas de floculação, decantação e filtragem rápida com filtro de areia. Já a
cloração deve ser realizada antes e depois do tratamento de água em virtude
da carga microbiana (CÔRREA, 2014).
Para a etapa que antecede a floculação é adicionado um coagulante na água
para se ter melhores resultados durante a formação do floco. O coagulante
utilizado é o sulfato de alumínio, cujo auxílio na formação dos flocos acarreta
na redução da turbidez da água (CÔRREA, 2014).
Porém, para obter a quantidade ideal de sulfato de alumínio a ser dosado na
água é necessário realizar o “Jar test”, assim o é feita a variação de dosagem
de coagulante, buscando a mais próxima a ser utilizada na ETA. Esse teste
não é comumente realizado na indústria de pescado, mas a implantação
desse teste, pode reduzir o gasto de produto químico desnecessário
(CÔRREA, 2014).
Então, como proposta de melhoria, é recomendado o treinamento e
obrigatoriedade do operador de fazer o Jar Test pelo menos quatro vezes
durante o dia (CÔRREA, 2014).
1.4. Caracterização quantitativa e qualitativados efluentes.
Abaixo encontra-se a tabela 1, de caracterização do efluente da indústria de
pescado.
Tabela 1. Caracterização quantitativa do efluente da indústria de pescado.
Parâmetro
Carga de poluente
(kg/t)
Carga de poluente
(kg/dia)
Carga de poluente
(kg/m3)
Sólidos Totais 147,6 1180,8 2,73
Sólidos Totais Fixo 32,9 263,2 0,61
Sólidos Totais Voláteis 114,7 917,6 2,12
DBO 88,4 707,2 1,64
DQO 282,2 2257,6 5,23
Óleos e graxas 2,78 22,24 0,05
Nitrato 1 8 0,02
Nitrito 0,02 0,16 3,70 *10-4
Nitrogênio Amoniacal
Total 0,17 1,36 3,15 * 10-3
Tratando-se da presença de sólidos em água residuária, pode-se dividir a
presença deste conteúdo em dois sólidos suspensos e sólidos dissolvidos. A maior
preocupação em relação aos sólidos são os suspensos; os sólidos sedimentados
ocasionam a redução da capacidade do duto de água residuais, pois podem
interferir na flora do fundo e na cadeia alimentar. Ao flutuar na superfície da água,
estes sólidos reduzem a quantidade de luz solar que atravessa a água, assim
afetando a vida aquática. A presença de sólidos solúveis não costumam ser
avaliados, mas possuem grande interferência na contaminação e qualidade da
água utilizada para o tratamento. Foi verificado que em uma análise feita em
filetagem de peixe, cerca de 65% dos sólidos presentes no efluente já estavam
presentes na água de abastecimento (TAY et al., 2006).
Pode-se dizer que a demanda bioquímica de oxigênio (DBO) é um parâmetro
empregado para medir o consumo de oxigênio na água, ou seja, é a quantidade de
oxigênio que é consumido por organismos aeróbios presentes na água. Quando
trata-se da água de resíduos provenientes do processamento de pescado, a
demanda é originada essencialmente por duas fontes; que são os compostos
carbonosos e compostos que contém nitrogênio, como proteínas, peptídeos e
aminas voláteis. Para avaliar a demanda bioquímica de oxigênio, testes padrão são
feitos em um período de 5 dias (TAY et al., 2006).
Uma outra maneira de determinar o conteúdo orgânico de águas
provenientes de resíduos é a demanda química de oxigênio (DQO). O método para
determinar DQO é considerado mais eficiente comparado ao método para DBO,
pois o tempo necessário é de apenas 3 horas (TAY et al., 2006).
Sabe-se que a presença em excesso de nitrogênio e fósforo em resíduos
acarreta em grande preocupação relacionada ao meio ambiente, pois estes auxiliam
na multiplicação de algas que consequentemente podem interferir na em toda a
dinâmica da vida aquática. Apesar disso, quando as águas residuais são
provenientes do processamento de pescado a presença destas substâncias são
consideradas mínimas. Para que ocorra um crescimento adequado relacionado à
biomassa no tratamento biológico, é necessário que a proporção de nitrogênio para
fósforo seja de 5 pra 1 (TAY et al., 2006).
Outros fatores de extrema importância relacionados a águas residuárias são
a presença de óleos, graxas e gorduras. A presença destas substâncias está
relacionada a procedimentos relacionados ao processamento, por exemplo o
momento de enlatar pescados. Essas substâncias devem ser retiradas das águas
residuárias pelo fato de interferirem na passagem do oxigênio na água, pois estas
se encontram normalmente na superfície (TAY et al., 2006).
Seção 2- Proposição da ETE
2.1 Tratamento preliminar
Os despejos gerados a partir do processamento do pescado se caracterizam
por apresentarem tanto matéria orgânica em suspensão quanto dissolvida, altos
níveis de lipídios e proteínas, altos teores de DQO, óleos e graxas e sólidos
suspensos totais. (GONZÁLEZ, 1996; ROLLÓN, 1999; LUCAS et al., 2000,
ROLLÓN, 2002; SILVA e BATISTA, 2003).
Nessa etapa é realizada a remoção por métodos físicos dos sólidos
grosseiros que podem afetar as próximas etapas do tratamento danificando
bombas,válvulas ou causando entupimento. Pode ser realizada através do conjunto
de grades, peneiras(remoção dos sólidos grosseiros),caixas de areia (são
removidos os sólidos pesados, de gravidade específica ou velocidade de
sedimentação consideravelmente maiores que sólidos orgânicos, de fácil
decomposição), calha Parshall (mede a vazão dos efluentes e os afluentes em
Estações de Tratamento de Água e Esgoto) ou caixa de gordura (retém óleos e
gorduras e dessa forma evitam o entupimento das tubulações)
Uma consideração importante no projeto de um sistema de tratamento é que
os sólidos devem ser removidos o mais rápido possível, pois quanto maior o tempo
de detenção entre a geração de resíduos e a remoção de sólidos, maior será o
BOD5 e DQO com redução correspondente na recuperação de subproduto. Para
águas residuais de processamento de pescado, os processos primários de
tratamento são triagem, sedimentação, equalização de fluxo e flutuação de ar.
Essas operações geralmente removerão até 85% do total de sólidos suspensos, e
65% do DBO5 e DQO presentes nas águas residuais.
2.1.1 Gradeamento e peneiramento
Isto é um dos sistemas de tratamento mais populares usados por fábricas de
processamento de alimentos, porque pode reduzir a quantidade de sólidos que está
sendo descarregada rapidamente. Normalmente, a configuração mais simples é a
de telas estáticas de fluxo contínuo, que possuem aberturas de cerca de 1 mm e
pode ser necessário um mecanismo para minimizar o problema de entupimento
neste processo.
Os sólidos dos peixes dissolvem-se na água com o tempo; portanto, a
triagem imediata dos resíduos é altamente recomendado. Da mesma forma,
agitação de alta intensidade de fluxos de resíduos devem ser minimizados antes da
triagem ou mesmo assentamento, porque podem causar a quebra de sólidos
tornando-os mais difíceis de separar.
2.1.2 Caixa de Gordura
A separação da fase aquosa e oleosa é a finalidade dos tanques de retenção
de óleo e gordura. Dessa forma, impede-se o entupimento de tubulações ocorra e a
inibição de processos de tratamento biológico.
As águas residuais do processamento contém quantidade significativa de
óleo e graxa, a separação gravitacional pode ser usada para remover o óleo e a
graxa desde que as partículas de óleo sejam grandes o suficiente para flutuar em
direção à superfície e não são emulsionados,caso contrário, a emulsão deve
primeiro ser quebrada por pH ajustável.
2.1.3 Equalização de Fluxo
Uma etapa de equalização de fluxo segue os processos de triagem e
sedimentação e precede o de flotação por ar dissolvido. A equalização do fluxo é
importante na redução da carga hidráulica no fluxo de resíduos. As instalações de
equalização consistem em um tanque de retenção e equipamento de bombeamento
projetado para reduzir as flutuações dos fluxos de resíduos. O tanque de
equalização armazenará o fluxo hidráulico aumenta e estabiliza a taxa de fluxo para
uma taxa de descarga uniforme em 24 horas. O tanque é caracterizado por um
fluxo variável para dentro do tanque e um fluxo constante para fora
2.2 Tratamento primário
Nessa etapa foi utilizado tanque de sedimentação e flotadores para remover
os sólidos em suspensão e evitar o entupimento das tubulações e
consequentemente a realização dos próximos tratamento.
2.2.1 Sedimentação
A sedimentação separa os sólidos da água usando a sedimentação por
gravidade das partículas sólidas mais pesadas. Na forma mais simples de
sedimentação, as partículas que são mais pesadas do que a água se depositam no
fundo de um tanque. Tanques de sedimentação são muito utilizados no tratamento
de águas residuais na indústria. Esta operação é realizada não apenas como parte
do tratamento primário, mas também no tratamento secundário para separação de
sólidos gerados em tratamentos biológicos. Dependendo das propriedades dos
sólidos presentes nas águas residuais, a sedimentação pode proceder como
sedimentação discreta, sedimentação floculante ou sedimentação de zona.
As principais vantagens do uso de tanques de sedimentação para remover
sólidos suspensos de efluentes de fábricas são: o custo relativamente baixo de
projetar, construir, e tanques de sedimentaçãoem operação; os baixos requisitos de
tecnologia para os operadores; e a eficácia demonstrada de seu uso no tratamento
de efluentes semelhantes.
2.2.2 Flotação
A flotação é um dos sistemas de remoção mais eficazes para suspensões
que contêm óleo e graxa. O procedimento mais comum é o de flotação por ar
dissolvido, que é um processo de tratamento de resíduos em que óleo, graxa e
outros materiais suspensos são removidos. Este processo de tratamento está em
uso há muitos anos e tem sido mais bem-sucedido em remoção de óleo de fluxos de
resíduos.
É um processo que utiliza bolhas de ar minúsculas para remover a matéria
suspensa do fluxo de águas residuais. As bolhas de ar se prendem a uma partícula
discreta, efetuando assim uma redução na gravidade específica da partícula
agregada para menos do que a da água. A redução da gravidade específica para a
partícula agregada causa separação do líquido transportador em uma direção para
cima
2.3 TRATAMENTO SECUNDÁRIO
O tratamento secundário tem a função de remover matéria orgânica
dissolvida, e suspensa no meio líquido, através de processos biológicos, tanto de
natureza anaeróbia como aeróbia. Na maioria das operações de processamento de
frutos do mar nas indústrias, são produzidas águas residuais contendo
contaminantes substanciais nas formas solúvel, coloidal e particulado (KUMMER; et
al, 2011).
O grau de contaminação depende da operação utilizada, podendo ser
pequeno (por exemplo, em operações de lavagem), leve (em filetagem de peixe) ou
pesado (em água do sangue drenada dos tanques de armazenamento de peixes).
As águas residuais das operações de processamento de frutos do mar podem ser
muito altas na demanda bioquímica de oxigênio (BOD), gordura, óleo e graxa (FOG)
e teor de nitrogênio, e são provenientes da recepção, abate, descamação,
evisceração, filetagem, salmoura, cozimento e todos os processamentos envolvidos,
como lavagem de pisos, instalações, equipamentos, utensílios industriais, e etc. O
DBO é derivado principalmente do processo de abate e limpeza geral, e o nitrogênio
se origina predominantemente do sangue no fluxo de águas residuais (SONE;
MEREJON, 2019).
No tratamento secundário, a degradação biológica, aeróbia ou facultativa do
material orgânico fino e em suspensão é feita por ação de microrganismos. Os
microrganismos aeróbios requerem oxigênio para seu metabolismo, enquanto os
microrganismos anaeróbios crescem na ausência de oxigênio; o microrganismo
facultativo pode proliferar na ausência ou na presença de oxigênio, embora usando
diferentes processos metabólicos. A maioria dos microrganismos presentes em
sistemas de tratamento de águas residuais usa o conteúdo orgânico das águas
residuais como fonte de energia para crescer e, portanto, são classificados como
heterotróficos do ponto de vista nutricional (LIMA, 2009).
Os sistemas de tratamento biológico podem converter aproximadamente um
terço da matéria orgânica coloidal e dissolvida em produtos finais estáveis e
converter os dois terços restantes em células microbianas que podem ser removidas
por separação por gravidade (sedimentação do lodo). A carga orgânica presente é
incorporada em parte como biomassa pelas populações microbianas, e quase todo
o resto é liberado como gás. O dióxido de carbono (CO2) é produzido em
tratamentos aeróbios, enquanto os tratamentos anaeróbios produzem dióxido de
carbono e metano (CH4). Em águas residuárias de processamento de frutos do mar,
a porção não biodegradável é muito baixa (PIRES, 2017).
Bacias de sedimentação são amplamente utilizadas no tratamento de águas
residuais e são comumente encontrados em muitas instalações de produção de
animais aquáticos. Esta operação é realizada não apenas como parte do tratamento
primário, mas também no secundário utilizado como tratamento para separação de
sólidos gerados em tratamentos biológicos, como lodo ativado ou filtros de
gotejamento. Dependendo das propriedades dos sólidos presentes nas águas
residuais, a sedimentação pode proceder como sedimentação discreta,
sedimentação floculante ou sedimentação de zona. Cada caso tem diferentes
características, que serão delineadas para cada processo (LIMA, 2009).
Atualmente, para mitigar os compostos dissolvidos, diminuir a carga orgânica
dos efluentes, reduzir sólidos suspensos, sólidos totais, (DQO), (DBO) e óleos e
graxas, utilizam-se os métodos de sedimentação e coagulação-floculação com o
auxílio de polímeros, na fase de tratamento primário. Porém, estes tratamentos
servem somente para preparar o efluente para o descarte em corpos d’água, sendo
necessários outros tratamentos para sua possível reutilização. Este aspecto pode
ser obtido com a implantação de um sistema de reaproveitamento de águas por
meio de ultrafiltração que, além de tratar o efluente, ainda pode gerar um coproduto,
as proteínas (CRISTÓVÃO et al., 2014)
De acordo com Afonso e Borquez (2002), as técnicas de filtração de efluentes
são capazes de reduzir os parâmetros de sólidos, óleos e graxas e DQO de efluente
de indústria. Uma indústria de processamento de pescado com produção média de
100 toneladas/hora pode produzir entre 20.000 a 40.000 litros de efluente por hora
que podem encontrar uso para a criação de novos produtos com diferentes
aplicações e com alto potencial de valor agregado (AFONSO; BORQUEZ, 2002).
O efluente bruto final possui alta concentração de matéria orgânica (DBO,
DQO e óleos e graxas), apresentando para DBO5 o valor de 88,4 kg/t; razão entre
sólidos voláteis e sólidos totais baixa (SV/ST= 0,8), indicando alta concentração de
matéria orgânica e biodegradabilidade mediana (DBO5/DQO=0,3), indicando a
possibilidade de um tratamento biológico. Essas características não atendem aos
padrões de lançamento exigidos pela legislação vigente. As etapas do
processamento que mais contribuíram para a elevação da carga poluente são
aquelas em que há maior contato da água com o pescado e com os resíduos
sólidos gerados no processamento. Tendo-se os valores de DBO (88,4 kg/t de
produto acabado geradas na indústria de processamento de tilápia) e DQO (282,2
kg/t de produto acabado geradas na indústria de processamento de pescado), foi
analisada a necessidade do tratamento secundário a partir da relação citada, entre
as demandas obtendo-se o valor de 0,31, sendo, portanto necessário o tratamento
secundário do efluente (MURAKAMI, 2018).
Para maior eficiência, os tratamentos serão combinados, tendo também a
vantagem de reduzir espaço, custo e tempo para o tratamento. Dessa forma serão
analisados separadamente os tratamentos, lagoa de estabilização facultativa,
sistema australiano, reator UASB, filtro anaeróbio e lodos ativados, usando as
relações iniciais de DBO e DQO obtidas do efluente. Em seguida, serão analisadas
as combinações, reator UASB com lagoa facultativa, ou lodos ativados na
sequência e filtro anaeróbio com também, ou lagoa facultativa ou lodos ativados.
2.4 Tratamento terciário
Depois do tratamento secundário ser realizado, em algumas industrias se
torna necessário a realização do tratamento terciário, ou etapa de polimento.
Segundo Ibrahin, Ibrahin e Cantuária (2015) essa etapa é constituída de
tratamentos físico-químicos que auxiliaram na remoção da matéria orgânica residual
e na eliminação de compostos não biodegradáveis, remoção de nutrientes, entre
outros.
Diferentes técnicas podem ser utilizadas para que o efluente atinja uma
qualidade aceitável e assim poder realizar seu descarte de forma correta, sem
provocar alterações irreversíveis nesse sistema. Nessa etapa pode-se aplicar
diferentes processos unitários como: filtração, a cloração, a ozonização, adsorção
em carvão ativado, e muitos outros tratamentos podem ser aplicados (DEZOTTI,
2008).
O importante é conhecer as características do efluente que será tratado e
com isso aplicar as operações de tratamento adequada. Na Tabela XXX é possível
identificar qual o processo de tratamento deve ser utilizado, dependendodo
resultado final esperado e do que se espera eliminar do efluente.
Tabela XXX : Processos de tratamento
tabela
Fonte: Ibrahin, Ibrahin e Cantuária, 2015.
Seção 3- Cálculos Realizados
3.1 Dados para o dimensionamento
Existem diversos tipos de tratamentos que podem ser aplicados, e para
realizar os cálculos de dimensionamento utilizou-se os dados da Tabela 2. Nessa
tabela é apresentado alguns dados relacionados a carga de poluentes em uma
indústria de processamento de tilápia.
Tabela 2: Cargas de poluentes por tonelada de produto acabado (PA) geradas na
indústria de processamento de tilápia.
Fonte: MURAKAMI, 2018.
Os dados são fornecidos em kg de carga de poluentes por tonelada de filé de
tilápia produzida, então para a realização do dimensionamento se torna necessário
realizar a conversão desses dados a fim de obter uma relação de kg de carga de
poluentes por m3 de efluente. Das informações fornecidas por MURAKAMI (2018) é
útil saber o volume de efluente diário da planta de 432 m^3 e que são produzidas 8
toneladas por dia de filé de tilápia (produto acabado) e com essas informações
obteve-se a Tabela 3.
Tabela 3 – Dados utilizados no dimensionamento
Parâmetro
Carga de poluente
(kg/t)
Carga de poluente
(kg/dia)
Carga de poluente
(kg/m3)
Sólidos Totais 147,6 1180,8 2,73
Sólidos Totais Fixo 32,9 263,2 0,61
Sólidos Totais Voláteis 114,7 917,6 2,12
DBO 88,4 707,2 1,64
DQO 282,2 2257,6 5,23
Óleos e graxas 2,78 22,24 0,05
Nitrato 1 8 0,02
Nitrito 0,02 0,16 3,70 *10-4
Nitrogênio Amoniacal
Total 0,17 1,36 3,15 * 10-3
Dimensionamento tratamento secundário
Lagoa de estabilização facultativa
Para o dimensionamento da lagoa de estabilização facultativa algumas
considerações devem ser aplicadas. Seguindo os dados fornecidos em aula foi
considerado uma taxa de aplicação superficial (TAS) de 240, foi utilizado o valor
máximo da faixa inverso e insolação moderada, condição que a cidade de
Pirassununga se enquadra. Utilizou-se um valor mediano para a profundidade da
lagoa de 2m (sendo que esse valor varia de 1,5 a 3,0m). Para um projeto de lagoas
o tempo de detenção hídrica deve ser de 15 a 45 dias e um coeficiente de remoção
de DBO de 0,3 (k=0,3). Com esses dados foi possível elaborar o Quadro 1.
Quadro 1 - Dimensionamento da lagoa facultativa
A (m2) H
(m)
V (m3) TDH
(dia)
S (kg/m3) η
29.52
0
2 59.04
0
136,67 2,56*10-18 99,
9
Fonte: Autoria própria.
Por meio desses cálculos é possível concluir que o tratamento tem 99,9% de
eficiência, porém para que respeite o tempo de detenção hidráulico (15 a 45 dias)
teriam que ser construídas 4 lagoas de estabilização facultativa com as dimensões
fornecidas no quadro.
Sistema Australiano
O sistema australiano é utilizado como forma de reduzir a área necessária
para o tratamento secundário e ele é uma combinação de uma lagoa anaeróbica,
que possui uma eficiência que varia de 50 a 60%, e uma lagoa facultativa, que deve
eliminar o resto da matéria orgânica.
Respeitando os dados fornecidos do tempo de detenção hidráulica (que
variam de 3 a 6 dias), utilizou-se o tempo máximo de 6 dias, pois o volume de
efluente e de matéria orgânica são grandes. Segundo Dessa forma, no Quadro 2
apresentou-se os valores calculados de dimensionamento.
Quadro 2 - Dimensionamento da lagoa anaeróbica
A
(m2)
H
(m)
V
(m3)
TDH
(dia)
S
(kg/m3)
η
576 4,5 2.592 6 0,82 50
Fonte: Autoria própria.
Posteriormente teve-se que dimensionar a lagoa facultativa, sendo que os
dados obtidos são apresentados no Quadro 3.
Quadro 3- Dimensionamento da lagoa facultativa
A (m2) H
(m)
V (m3) TDH
(dia)
S
(kg/m3)
η
14.76
0
2 29.52
0
68,33 1,03*10-9 99,
9
Fonte: Autoria própria.
Pela TDH obtida sabe-se que esse valor está muito elevado em relação a
referência que varia de 15 a 45 dias e para melhorar isso teria-se que construir no
mínimo 2 lagoas.
Filtro Anaeróbio
Baseando-se no valor de referência do COV dos slides de aula, foi definido o
valor de COV, em seguida foi encontrado o volume. Para encontrar o valor da área
foi utilizado o Vup disponibilizado em aula. Posteriormente foi possível calcular o
TDH e H respectivamente, considerando 80% de eficiência, apresentados no
Quadro 4.
Quadro4 - Dimensionamento do filtro anaeróbio
Vútil (m3) Velup (m/h A (m2)
1329,04 1 18
Hútil (m) S (kg/m3) TDH (dias)
73,84 0,328 3,07
Fonte: Autoria própria.
Reator UASB
Para o dimensionamento do reator UASB, alguns parâmetros foram
considerados, sendo a velocidade de ascensão (Velup) = 1 m/h, uma eficiência de
70%, um COV= 2 kg de DQO/m^3 dia e uma altura = 2,5 m de espaço para o gás.
Quadro 5- Dimensionamento do reator UASB
Vútil (m3) Velup (m/h) A (m2) D (m) η
1329,04 1 18 4,79 70
Hútil (m) Htotal (m) DQO (kg/m3) TDH (dias) S (kg/m3)
73,84 76,34 1,569 3,07 0,492
Fonte: Autoria própria.
Nota-se que a TDH do reator está elevada, sendo que as referências
mostram que a TDH deve ser de 4 a 8h, sendo assim será necessária a construção
de mais que um reator para suprir a vazão do efluente.
Reator de Lodos Ativados
O dimensionamento do reator foi realizado seguindo passos dados em aula.
Primeiramente foi decidido que o reator é convencional, posteriormente a idade do
reator e a eficiência. Desta forma foi calculado a estimativa de DBO removida
considerando a eficiência de remoção de 95%. Para o cálculo da concentração de
SS no reator, olhando na tabela,considerando SSV/SS= 0,76 e a partir disso foi
calculado a concentração de SS. Para o cálculo do volume do reator, novamente de
acordo com a tabela para a idade de 6 dias, obteve-se X*V/Sr=2,67. E finalmente
assumindo a profundidade de 4m foi calculado a área. Encontra-se os dados no
quadro 5.
Quadro 5- Dimensionamento do reator de lodos ativados
A(m²)
H(m)
V(m³)
TDH(dia)
S(Kg/m³)
η
211,92 4 890 6 0,082 95
Fonte: Autoria própria.
Filtro Anaeróbio + Lagoa facultativa
O dimensionamento do filtro anaeróbio (quadro 6) foi realizado para a
combinação com a lagoa facultativa e utilizou-se os mesmos dados e parâmetros,
tendo assim o mesmo dimensionamento do reator.
Quadro 6- Dimensionamento do filtro anaeróbio
Vútil (m3) Velup (m/h A (m2)
1329,04 1 18
Hútil (m) S (kg/m3) TDH (dias)
73,84 0,328 3,07
Fonte: Autoria própria.
Para o dimensionamento da lagoa facultativa utilizou-se , TAS = 240, S=0328
km/m^3 e um coeficiente de remoção de DBO de 0,3 (k=0,3). E com isso
obteve-se o dimensionamento da lagoa facultativa do Quadro 7.
Quadro 7- Dimensionamento da lagoa facultativa
A (m2) H
(m)
V (m3) TDH
(dia)
S (kg/m3) η
5.904 2 11.80
8
27 9,96 *
10^5
≅100
Filtro Anaeróbio + Lodos Ativados
O dimensionamento do filtro anaeróbio (quadro 8) foi realizado para a
combinação com lodos ativados e utilizou-se os mesmos dados e parâmetros, tendo
assim o mesmo dimensionamento do reator.
Quadro 8- Dimensionamento do filtro anaeróbio
Vútil (m3) Velup (m/h A (m2)
1329,04 1 18
Hútil (m) S (kg/m3) TDH (dias)
73,84 0,382 3,07
E com isso obteve-se o dimensionamento da lagoa facultativa do Quadro 9.
Quadro 9- Dimensionamento do reator de lodos ativados
A(m²)
H(m)
V(m³)
TDH(dia)
S(Kg/m³)
η
49,36 4 197,44 6 0,0191 95
Fonte: Autoria própria.
Reator UASB + Lagoa Facultativa
O dimensionamento do reator UASB foi realizado no (quadro 10) e para a
combinação com a lagoa facultativa utilizou-se os mesmos dados e parâmetros,
tendo assim o mesmo dimensionamento do reator.
Quadro 10- Dimensionamento do reator UASB
Vútil (m3) Velup (m/h) A (m2) D (m) η
1329,04 1 18 4,79 95
Hútil (m) Htotal (m) DQO (kg/m3) TDH (dias) S (kg/m3)
73,84 76,34 1,569 3,07 0,492
Fonte: Autoria própria.
Para o dimensionamento da lagoa facultativa utilizou-se o dado obtido de
DBO = 0,492 kg/m3 , TAS = 240 e um coeficiente de remoção de DBO de 0,3
(k=0,3). E com isso obteve-se o dimensionamento da lagoa facultativa do Quadro
11.
Quadro11 - Dimensionamento da lagoa facultativa
A (m2) H
(m)
V (m3) TDH
(dia)
S (kg/m3) η
8.856 2 17.71
2
41 ≅0 ≅10
0
Fonte: Autoria própria.
Aplicando a combinação de tratamentosecundário observou-se que o reator
UASB tem uma TDH elevada, porém a lagoa facultativa tem um TDH aceitável.
Reator UASB + Lodos Ativados.
Como dito anteriormente, o reator UASB foi dimensionado no quadro 12, e
apresentou o dimensionamento do quadro 13.
Quadro 12- Dimensionamento do reator UASB
Vútil (m3) Velup (m/h) A (m2) D (m) η
1329,04 1 18 4,79 95
Hútil (m) Htotal (m) DQO (kg/m3) TDH (dias) S (kg/m3)
73,84 76,34 1,569 3,07 0,492
Fonte: Autoria própria.
Quadro 13- Dimensionamento do reator de lodos ativados
A(m²)
H(m)
V(m³)
TDH(dia)
S(Kg/m³)
η
63,58 4 254,30 6 0,0246 95
Fonte: Autoria própria.
Comparação dos tratamentos secundários
Quadro Comparação entre os tratamentos
A (m2) TDH
(dia)
S (kg/m3) η
Lagoa facultativa 29.520 136,67 2,56*10-18 99,9
Sistema australiano 15.336 74,33 1,03*10-9 99,9
Filtro anaeróbio 18 3,07 0,328 80
Reator UASB
18 3,07 0,492 70
Lodos ativados 211,92 6 0,082 95
Filtro anaeróbio +
Lagoa facultativa
5.922 30,07 9,96 *
10^5
99,9
Filtro anaeróbio +
Lodos ativados
67,36 9,07 0,0191 98,8
Reator UASB +
Lagoa facultativa
8.874 44,07 ≅0 ≅100
Reator UASB +
Lodos ativados
81,58 9,07 0,0246 98,5
Fonte: Autoria própria.
DEZOTTI, M.; Processo e Técnicas para o Controle Ambiental de Efluentes Líquidos.
1ed. RJ: E-PAPERS, 2008.
IBRAHIN, Francini Imene Dias; IBRAHIN, Fábio José; CANTUÁRIA, Eliane
Ramos. Análise Ambiental - Gerenciamento de Resíduos e Tratamento de
Efluentes. São Paulo: Érica, 2015.
Referências
CÔRREA, A.M. Proposta de melhoria de processo com base nos indicadores
de desempenho ambiental de uma indústria de pescados, Itajaí-SC. Trabalho de
Conclusão de Curso, Universidade do Vale do Itajaí. Itajaí, 2014.
SANSUY. Conheça o comércio de pescado e as principais tendências do setor.
Disponivel em: <
https://blog.sansuy.com.br/conheca-o-comercio-de-pescado-e-as-principais-tendenci
as-do-setor/> Acesso em: 1 nov. 2020.
STONE OKAMONT. Como funciona a Importação de Pescado no Brasil.
Disponivel em:
<https://www.stoneokamont.com.br/conteudo/como-funciona-a-importacao-de-pe
scado-no-brasil.html> Acesso em: 1 nov. 2020
VG RESÍDUOS. Impactos da má gestão dos resíduos sólidos. Disponivel em: <
https://www.vgresiduos.com.br/blog/impactos-da-ma-gestao-dos-residuos-solidos/ >
Acesso em: 1 nov. 2020.
LERNER, D. 5 problemas da sua empresa que podem sofrer fiscalização
ambiental. Disponivel em: <
https://blog.eureciclo.com.br/5-problemas-empresa-fiscalizacao-ambiental/ > Acesso
em: 1 nov. 2020.
TAY et al. Seafood Processing Wastewater Treatment. Taylor & Francis Group,
LLC. 2006
https://blog.sansuy.com.br/conheca-o-comercio-de-pescado-e-as-principais-tendencias-do-setor/
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