RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA - tratamento de efluentes

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LAUDO TÉCNICO - EFLUENTES
Anacris, Cristian, Gabrieli, Eldivan, Lael, Marília, Natália, New Jones e Taciana
Centro de Educação Profissional Renato Ramos da Silva
3° módulo - curso técnico em Análises Químicas
Professora Camila - Gestão e Tecnologia Ambiental
Lages, 2023.
EMPRESA GERADORA - KLABIN (filial Otacílio Costa)
Razão Social: Klabin S.A.
CNPJ: 89.637.490/0138-08
Endereço: Av. Olinkraft, 6602 - Bairro Igaras
Município/Estado: Otacílio Costa / Santa Catarina
INFORMAÇÕES DA AMOSTRAGEM
Tipo de amostra: efluente
Ponto de Coleta: entrada dos efluentes brutos
Data da Coleta: 27/06/2023
Hora da coleta: 5h da manhã
Aspecto da amostra: líquida, com a presença de sólidos em suspensão, de cor marrom clara e
odor característico
Coletor: New Jones
1. INTRODUÇÃO
No dia 27/06, na disciplina de Gestão
Ambiental, a turma do 3° módulo do curso
técnico em Análises Químicas, da
Instituição CEDUP Renato Ramos da
Silva, realizou uma aula prática de
caracterização de efluentes. O objetivo
deste laudo técnico é apresentar e
comentar acerca dos resultados obtidos nas
análises em uma amostra proveniente da
indústria Klabin S.A, do setor de papel e
celulose.
Os órgãos regulamentadores são os que
definem os padrões dos parâmetros de
lançamento de efluentes em corpos
receptores. O CONAMA (Conselho
Nacional do Meio Ambiente) é o órgão
brasileiro responsável pela adoção de
http://cnpj.info/89637490013808
medidas ambientais, ligado ao Sistema
Nacional do Meio Ambiente.
Em âmbito estadual, o decreto 14.250
regulamenta dispositivos da lei n° 5.793,
referentes à proteção e à melhoria da
qualidade ambiental. Na subseção IV,
define os padrões de emissão de efluentes
líquidos:
Art. 19 - Os efluentes somente poderão ser
lançados, direta ou indiretamente, nos
corpos de água interiores, lagunas e
estuários, desde que obedeçam às
seguintes condições (abaixo lista-se apenas
algumas das 15 condições):
I - pH entre 6,0 a 9,0;
II - temperatura inferior a 40°C:
III - materiais sedimentáveis até 1,0 ml/L
em teste de 1 hora em “Cone Imhoff”;
IV - ausência de materiais sedimentáveis
em teste de 1 hora em “Cone Imhoff” para
lançamentos em lagos e lagoas cuja
velocidade de circulação seja praticamente
nula;
V - os lançamentos subaquáticos em mar
aberto, onde se possa assegurar o
transporte e dispersão dos sólidos, o limite
para materiais sedimentáveis será fixado
em cada caso, após estudo de impacto
ambiental realizado pelo interessado;
VI - ausência de materiais flutuantes
visíveis;
VII - concentrações máximas de vários
parâmetros, como óleos e diversos metais,
além de outros a serem estabelecidos.
O pH é um indicador de basicidade e
alcalinidade, e influencia em diversos
parâmetros de origem física, química e
biológica, podendo citar a alcalinidade
para o crescimento de microrganismos
responsáveis pela oxidação da matéria
orgânica, processos de coagulação, e
dureza da água. De maneira geral, valores
de pH entre 6 e 9 são ideais para a
existência de vida em corpos hídricos.
Sólidos suspensos possuem uma relação
com a turbidez, pois o excesso de
concentrações de particulados sólidos em
suspensão implica em um aspecto turvo ao
meio, impedindo a passagem de luz solar,
dificultando assim, a fotossíntese dos seres
aquáticos. (JORDÃO; PESSÔA, 2014;
VON SPERLING, 2017).
Há a geração de efluentes distintos durante
o processo industrial de obtenção do papel.
Segundo DURÁN e ESPOSITO (1993), o
processo de polpação predominante é o
processo kraft, o qual é responsável pela
geração de efluentes com alta demanda
bioquímica de oxigênio, turbidez, cor e
sólidos suspensos, e baixas concentrações
de oxigênio dissolvido. Etapas posteriores
de branqueamento, universalmente
realizadas através de cloração, levam à
formação de um grupo de compostos de
estrutura diversa, denominados
"cloroligninas". Os efluentes resultantes
deste processo de branqueamento, são
fortemente coloridos e contém muitas
substâncias orgânicas, principalmente
fenóis clorados, as quais apresentam
toxicidade para muitos organismos
aquáticos e alta resistência à degradação
microbiana.
Nas indústrias de celulose, o tratamento
dos efluentes se dá na estação de
tratamento de efluentes (ETE), na qual o
processo pode ser dividido em três etapas:
Pré-tratamento – remoção de sólidos muito
grosseiros, flutuantes e de sedimentos por
grades, por desarenadores (caixas de areia)
e por caixas de retenção de gordura;
Tratamento primário – Remoção da
matéria orgânica em suspensão e parcial
redução da DBO por meio de decantação
primária ou simples, de precipitação
química (coagulação e floculação), de
flotação e de neutralização;
Tratamento secundário – Remoção da
matéria orgânica dissolvida através de um
processo biológico.
Existem diferentes sistemas que utilizam
esses processos, sendo os mais usados os
de lodo ativado, lagoas de estabilização,
sistemas aeróbios e anaeróbios com alta
eficiência, lagoas aeradas (RODRIGUES,
2007).
2. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1. PH
2.1.1. Materiais Utilizados
Vidrarias Equipamen
tos
Reagentes
Béquer Indicador
universal de
pH
Efluente
Quadro 1: materiais utilizados.
2.1.2. Procedimento Experimental
Para determinar o pH da amostra,
utilizou-se um indicador universal de pH,
após o não funcionamento do PHmetro do
laboratório.
Figura 1: resultado da análise de pH da amostra.
Fonte: os autores (2023).
2.2. Cor
2.2.1. Materiais Utilizados
Vidrarias Equipamen
tos
Reagentes
Béquer Colorímetro
digital
Efluente
Quadro 2: materiais utilizados.
2.2.2. Procedimento Experimental
Utilizou-se um colorímetro digital, com as
unidades de medida em Pt-Co. Colocou-se
a amostra no recipiente próprio para ser
usado no equipamento, e realizou-se a
leitura do resultado.
Figura 2: resultado da análise do efluente no
colorímetro. Fonte: os autores (2023).
2.3. Sólidos Totais
2.3.1. Materiais Utilizados
Vidrarias Equipame
ntos
Reagentes
Cadinho de
porcelana
Estufa Efluente
Balança
analítica
Quadro 3: materiais utilizados.
2.3.2. Procedimento Experimental
Colocou-se 10 mL de amostra em um
cadinho, que foi colocado em uma estufa a
100°C por 1 h. Anotou-se a massa do
cadinho antes e depois do aquecimento.
Figura 3: amostra analisada no teste de sólidos
totais. Fonte: os autores (2023).
2.4. Sólidos Suspensos
2.4.1. Materiais Utilizados
Vidrarias Equipament
os
Reagentes
Béquer Estufa Efluente
Bastão de
vidro
Balança
analítica
Vidro
relógio
Suporte
universal
Funil de
vidro
Papel filtro
Quadro 4: materiais utilizados.
2.4.2. Procedimento Experimental
50 mL da amostra foram filtrados em
sistema de filtragem simples. Então,
secou-se o papel filtro em estufa, além de o
pesar antes e depois do processo.
Calculou-se a diferença, e obteve-se a
massa de sólidos suspensos.
Figura 4: papel filtro após 48h na estufa, indicando
os sólidos suspensos. Fonte: os autores (2023).
2.5. Sólidos Sedimentáveis
2.5.1. Materiais Utilizados
Vidrarias Equipamen
tos
Reagentes
Béquer Estufa Efluente
Bastão de
vidro
Balança
analítica
Al2(SO4)3
Vidro
relógio
Suporte
universal
Funil de
vidro
Papel filtro
Quadro 5: materiais utilizados.
2.5.2. Procedimento Experimental
Preparou-se uma solução de Al2(SO4)3 a
7,5 g/L e adicionou-se 6 mL à amostra.
Agitou-se e se aguardou a sedimentação.
Filtrou-se em um papel filtro, e se realizou
o cálculo para determinar a massa de
sólidos sedimentáveis.
Figura 5: papel filtro após 48h na estufa, indicando
os sólidos sedimentáveis. Fonte: os autores (2023).
2.6. Alcalinidade Total
2.6.1. Materiais Utilizados
Vidrarias Equipamen
tos
Reagentes
Béquer Suporte
universal
Efluente
Bureta Garra/mufa Ácido
sulfúrico
(H2SO4)
Erlenmeyer Vermelho
de metila
Proveta
Quadro 6: materiais utilizados.
2.6.2. Procedimento Experimental
Realizou-se uma titulação volumétrica
com ácido sulfúrico. Adicionou-se o
indicador vermelho de metila (alteração de
cor esperada: azul-esverdeado pararosa) à
50 mL de amostra em um erlenmeyer. Na
bureta, adicionou-se a solução de H2SO4 a
0,04 mol/L. Devido ao resultado
apresentado, não foi necessário realizar o
cálculo para determinar a concentração de
hidróxidos, carbonatos e bicarbonatos.
Figura 6: amostra antes da titulação. Fonte: os
autores (2023).
Figura 7: amostra após a titulação - sem mudança
na coloração do indicador. Fonte: os autores (2023).
2.7. Cloretos
2.7.1. Materiais Utilizados
Vidrarias Equipamen
tos
Reagentes
Béquer Suporte Efluente
universal
Bureta Garra/mufa Nitrato de
prata
(AgNO3)
Erlenmeyer Cromato de
potássio
(K2CrO4)
Proveta Água
destilada
Quadro 7: materiais utilizados.
2.7.2. Procedimento Experimental
Primeiro, conferiu-se o pH da amostra, e
caso necessário, seria corrigido para os
valores entre 7 e 10. Então, realizou-se
uma titulação potenciométrica (presença
de precipitado) com nitrato de prata.
Diluiu-se uma solução de AgNO3 para a
concentração de 0,0141 mol/L, que foi
colocada na bureta. Ao erlenmeyer,
adicionou-se 100 mL de água destilada e
50 mL da amostra, além de 1 mL de
K2CrO4 (alteração de cor esperada:
amarelo para amarelo avermelhado).
Calculou-se a concentração de cloretos de
sódio, cálcio e magnésio.
Figura 8: amostra com indicador antes da titulação.
Fonte: os autores (2023).
Figura 9: amostra com indicador após a titulação.
Fonte: os autores (2023).
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Quadro 8: resultados analíticos.
Esperava-se que a quantidade de sólidos
totais correspondesse à soma de sólidos
sedimentáveis + sólidos suspensos, mas o
resultado obtido não se igualou a esse
valor. Entende-se, então, que houve
alguma falha no processo de determinação
de sólidos totais, ou ainda, no processo de
determinação das outras categorias.
Cálculo dos Sólidos totais:
g = massa da amostra antes do
aquecimento - massa da amostra após o
aquecimento
g = 167, 1 g - 161,0 g
Sólidos totais = 6,2 g ou 6200 mg
Cálculo dos Sólidos Suspensos:
mg/L = [(papel + amostra) - (papel)] /
volume da amostra em L
g/L = [(0,8 g) - (0,38 g)] / 0,05 L
g/L = 0,42 g / 0,05 L
Sólidos Suspensos = 8,4 g/L, ou 8400
mg/L
Cálculo dos Sólidos Sedimentáveis:
mg/L = [(papel + amostra) - (papel)] /
volume da amostra em L
g/L = [(0,7 g) - (0,38 g)] / 0,05 L
g/L = 0,34 g / 0,05 L
Sólidos Sedimentáveis = 6,8 g/L, ou 6800
mg/L
Não foi possível detectar a alcalinidade
total da amostra, que é a capacidade da
água em neutralizar ácidos; tal valor é
PARÂMETRO RESULTADO UNIDADE DATA DO ENSAIO
PH 7 - 27/06/2023
Cor 405 Pt-Co 27/06/2023
Sólidos Totais 6200 mg 27/06/2023
Sólidos Suspensos 8400 mg/L 27/06/2023
Sólidos
Sedimentáveis
6800 mg/L 27/06/2023
Alcalinidade Total não detectado - 27/06/2023
Cloretos 0,0125 mg/L 27/06/2023
usado para dosar os produtos químicos de
tratamento do efluente, e corresponde à
concentração de hidróxidos, carbonatos e
bicarbonatos. Após o volume gasto na
bureta ultrapassar os 25 mL de ácido
sulfúrico e não se observar nenhuma
mudança na coloração da amostra com o
indicador, concluiu-se que não seria
possível detectar a alcalinidade total
através daquele método.
Cálculo da Alcalinidade Total
mg/L = volume da bureta * 20
A partir da titulação com nitrato de prata a
0,0141 mol/L, determinou-se a
concentração de cloretos de sódio, cálcio e
magnésio, responsáveis por conferir sabor
à água e causar efeito laxativo.
Cálculo dos Cloretos
mg/L Cl = volume da bureta * 0,0141 *
35,45 / 100
mg/L Cl = 2,5 mL * 0,141 * 35,45 / 100
Cloretos = 0,0125 mg/L
Através da análise com o indicador
universal de pH, observou-se que o
efluente possuía pH 7, neutro. Tal pH está
dentro dos parâmetros para o lançamento
de efluentes nos corpos d’água.
A cor da amostra, analisada com o
colorímetro digital, apresentou um
resultado de 405 Pt-Co. Tal resultado
indica a presença de matéria orgânica e
inorgânica dissolvida no efluente, presença
que também foi evidenciada através dos
resultados de sólidos sedimentáveis e
suspensos.
Com a análise sensorial, constatou-se que
o efluente apresentava coloração marrom,
além de possuir sólidos visíveis em sua
composição e odor desagradável. Não
apresentava espuma e apresentava-se na
forma líquida.
O efluente foi coletado no ponto de coleta
correspondente aos efluentes brutos, ou
seja, não havia, ainda, passado pelas etapas
de tratamento. Com as análises, infere-se
que se precisa corrigir a cor (e, por
consequência, o teor de sólidos), bem
como se realizar, através de outro método,
a análise de alcalinidade total. O pH e a
concentração de cloretos de sódio, cálcio e
magnésio apresentam-se dentro dos
parâmetros para a emissão de efluentes
líquidos nos corpos d’água.
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Através deste laudo técnico, apresentou-se
os resultados das análises feitas no efluente
proveniente da Klabin - Otacílio Costa,
bem como, a partir da legislação vigente,
comentar sobre os parâmetros que
necessitam ser corrigidos para que tal
efluente industrial esteja apto a ser emitido
aos corpos d’água.
REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO
SANTA CATARINA. Decreto n° 14.250,
de 5 de junho de 1981. Regulamenta
dispositivos da Lei nº 5.793, de 15 de
outubro de 1980, referentes à proteção e à
melhoria da qualidade ambiental.
Disponível em:
https://www.icmbio.gov.br/cepsul/images/s
tories/legislacao/Decretos/1981/dec_14250
_1981_protecaomelhoriaqualidadeambient
al_sc.pdf
DURÁN, N. e ESPOSITO, E.; New
techniques in the reduction of the
environment impact in the pulp and paper
industry. Quim. & Ind. 1993, v. 2, p.
17-31.
JORDÃO, E. P.; PESSÔA, C. A.
Tratamento de esgotos domésticos. 7. ed.
Rio de Janeiro: ABES, 2014.
VON SPERLING, M. Introdução à
qualidade das águas e ao tratamento de
esgotos. 4. ed. Minas Gerais: Editora
UFMG, 2017.
RODRIGUES, A. C. Tratamento de
efluente aquoso da indústria de papel e
celulose por coagulação e floculação
seguido de fotocatálise com TiO2/H2O2.
2007.68 f. Dissertação ( Mestrado em
Química) – Universidade Estadual de
Maringá, Maringá, PR, 2007.