Residuarias (1) Primeira parte do relatório

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UNIVERSIDADE​ ​FEDERAL​ ​DE​ ​LAVRAS 
DEPARTAMENTO​ ​DE​ ​ENGENHARIA 
NÚCLEO​ ​DE​ ​ENGENHARIA​ ​AMBIENTAL​ ​E​ ​SANITÁRIA 
GNE​ ​245 ​ ​-​ ​TRATAMENTO​ ​DE​ ​ÁGUAS​ ​RESIDUÁRIAS​ ​I 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sistema​ ​de​ ​Tratamento​ ​de​ ​Efluente​ ​de​ ​um​ ​Laticínio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Luana​ ​Monteiro​ ​da​ ​Silva 
 ​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​Marilane​ ​Resende​ ​Carvalho 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 ​ ​de​ ​novembro​ ​de​ ​​ ​2017 
Lavras,​ ​MG 
 
1-​ ​Problema ​ ​a​ ​ser​ ​resolvido: 
 
A produção anual de leite no Brasil é superior a 15 bilhões de litros, o que 
corresponde à geração de mais de 40 bilhões de litros de efluentes por ano, isso faz 
com que a indústria de laticínios seja uma das principais geradoras de efluentes. 
Estima-se, que, para o beneficiamento de cada dois litros de leite, são gerados 
cinco ​ ​litros​ ​de​ ​efluentes. ​ ​​ ​(CAMPOS,​ ​2007). 
A utilização de água pela indústria de laticínios pode ocorrer de diversas 
formas, tais como: incorporação ao produto, lavagens de máquinas, tubulações e 
pisos, águas de sistemas de resfriamento e geradores de vapor, águas utilizadas 
diretamente nas etapas do processo industrial ou incorporadas aos produtos e 
esgotos sanitários gerados pela empresa. Assim, as águas tornam-se contaminadas 
por resíduos do processo industrial, originando com isso uma considerável 
quantidade​ ​de​ ​efluentes​ ​líquidos ​ ​(SILVA,​ ​2011). 
Esses efluentes apresentam elevados demanda bioquímica de oxigênio 
(DBO) e demanda química de oxigênio (DQO) como consequência da grande 
quantidade de lipídios, carboidratos e proteínas, que conferem ao sistema uma alta 
carga orgânica. Quando lançados em corpos d’água sem tratamento adequado, 
reduzem drasticamente a concentração de oxigênio dissolvido e colocam em risco 
todo​ ​o​ ​ecossistema​ ​aquático​ ​(VILLA;​ ​SILVA;​ ​NOGUEIRA,​ ​2007). 
O impacto ambiental gerado pelas indústrias de laticínios pode ser controlado 
desde que seja feito a otimização e o controle dos processos industriais; pelo 
consumo adequado de insumos como água, combustível, detergentes e 
desinfetantes; e pela implantação de uma tecnologia que vise utilizar de forma 
adequada o soro lácteo para a fabricação de produtos como ricota e bebidas 
lácteas,​ ​ou​ ​ainda ​ ​para ​ ​alimentação​ ​de​ ​animais​ ​ou​ ​fertilizantes​ ​de​ ​solo​ ​(SILVA,2013). 
O laticínio em análise funciona 16 horas, com capacidade de processar 
80.000 L/dia, sendo 50.000 L/dia de leite pasteurizado e 30.000 L/dia de leite para 
fabricação de queijos. Procurando caracterizar este efluente, encontrou-se os 
valores​ ​citados​ ​na​ ​Tabela​ ​1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabela 1 - Características físico-químicas de efluentes industriais de fábricas de 
laticínios localizadas no Estado de Minas Gerais, que trabalham com a produção de 
leite​ ​pasteurizado ​ ​e​ ​queijos. 
 
Parâmetros Indústria: 
DBO​ ​(mg​ ​O​2​/L) 5127​ ​-​ ​5949 
DQO​ ​(mg​ ​O​2​/L) 5496​ ​-​ ​7709 
DBO/DQO 0,77​ ​-​ ​0,93 
Sólidos​ ​Suspensos 
(mg/L) 
440​ ​-​ ​1105 
Sólidos​ ​Totais​ ​(mg/L) 3508​ ​-​ ​4498 
Sólidos​ ​Sedimentáveis 
(mg/L) 
0,4​ ​-​ ​0,6 
Nitrogênio ​ ​Orgânico 
(mg/L) 
52,7​ ​-​ ​142,7 
Fósforo ​ ​Total​ ​(mg/L) 12,4​ ​-​ ​29,2 
Óleos​ ​e​ ​Graxas​ ​(mg/L) 37​ ​-​ ​359 
Fonte: ​ ​MINAS​ ​AMBIENTE/CETEC,​ ​2000 
 
 
Afim de determinar a vazão, adotou-se os seguintes valores recomendados por von 
Sperling​ ​(2005): 
 
● Para cada 1000 L de leite produzido em um laticínio, o consumo de água é 
de ​ ​1​ ​a ​ ​10 ​ ​m³/dia; 
● Para cada 1000 L de leite utilizado na fabricação de derivados (queijo e 
manteiga), ​ ​o​ ​consumo​ ​de​ ​água​ ​é​ ​de​ ​2​ ​a​ ​10​ ​m³/dia. 
De acordo com Silva (2011), o valor entre a vazão de efluentes líquidos e a 
vazão de água consumida pelos laticínios costuma situar-se entre 0,75 e 0,95. O 
fato deste último valor ser muito próximo de 1,0 justifica a opção de muitos 
projetistas em igualar, por medida de segurança, o volume de efluentes ao volume 
de água consumido. Neste trabalho, o coeficiente “volume efluente/ volume água” 
será ​ ​considerado​ ​1. ​ ​Logo: 
 
 
● Vazão​ ​média​ ​para​ ​a​ ​produção​ ​de​ ​leite​ ​pasteurizado: 
 
Q​MÉD,1​=​ ​ =​ ​275​ ​m³/dia1000 (L)
50000 (L) × 5,5 (m³/dia) 
 
● Vazão​ ​média​ ​para​ ​a​ ​produção​ ​de​ ​queijo: 
 
Q​MÉD,2​=​ ​ =​ ​180​ ​m³/dia1000 (L)
300000 (L) × 6 (m³/dia) 
 
● Vazão​ ​média: 
 
Q​MÉD​=​ ​455m³/dia​ ​=​ ​28,44​ ​m³/h 
 
● Vazão​ ​máxima: 
Considerando​ ​a​ ​vazão​ ​máxima​ ​25%​ ​a​ ​mais​ ​que​ ​​ ​a​ ​vazão​ ​média,​ ​temos​ ​que: 
 
Q​MÁX​=​ ​34,55​ ​m³/h 
 
De acordo com os fatores apresentados, este trabalho tem como objetivo, 
caracterizar o efluente do laticínio, e apresentar uma forma de tratamento adequada 
para ​ ​seu​ ​efluente,​ ​com​ ​base​ ​na​ ​sua​ ​produção​ ​diária. 
 
 
 
2-​ ​Memorial​ ​Descritivo: 
 
 A indústria de laticínios Luma, CNPJ nº 123.654.987-00, está localizada na 
zona rural do município de Lavras – Mg. Possui capacidade de processar 80.000 
litros de leite ao dia. Dessa quantidade, 30.000 litros de leite são processados para 
fabricação de queijo, e 50.000 litros para a produção de leite pasteurizado. A 
indústria funciona 16 horas por dia. A água utilizada na indústria é oriunda do 
sistema público de abastecimento da Companhia de Saneamento de Minas Gerais 
(COPASA). 
 Para tratar o efluente gerado pela indústria, será utilizado um medidor de 
vazão, uma peneira estática, um tanque de equalização e um flotador. O afluente a 
ser tratado será encaminhado por uma tubulação de PVC, que deverá ter constante 
manutenção por causa do baixo pH do fluido a ser escoado por ele, para a primeira 
etapa do tratamento, que é o medidor de vazão, onde haverá o monitoramento da 
vazão de entrada no sistema de tratamento, seguindo para a peneira estática. Esta 
possui como objetivo reter sólidos grosseiros, reduzindo danos e baixas na 
eficiência de unidades subsequentes. Os sólidos retidos serão coletados e 
destinados para compostagem ou aterro sanitário. Após a passagem na peneira, o 
fluido será encaminhado à um tanque de equalização, cuja finalidade é minimizar ou 
controlar as flutuações das características do efluente, ou seja, manter a mesma 
vazão de saída para garantir o funcionamento adequado do sistema de tratamento. 
A unidade seguinte é o flotador, cuja função é remover a gordura presente no 
afluente, reduzindo o capeamento de flocos bacterianos nas unidades biológicas, 
reduzindo​ ​assim​ ​a​ ​carga ​ ​orgânica​ ​do​ ​mesmo. 
 
 
3-​ ​Memorial​ ​de​ ​cálculo: 
 
3.1)​ ​Tratamento ​ ​Preliminar​​ ​-​ ​​Peneira 
 
Utilizou-se como referência a tabela de Capacidade Hidráulica das peneiras 
estáticas fabricadas pela SanecomFibra (Tabela 2) para selecionar a peneira usada 
no tratamento. Adotando a vazão máxima igual à 34,55 m³/h, e a abertura de 0,30 
mm,​ ​concluiu-se​ ​que​ ​a ​ ​peneira​ ​indicada​ ​é​ ​a​ ​PE03. 
 
Tabela 2 - Capacidade Hidráulica com a abertura da peneira para cada tipo de 
peneira​ ​fabricada​ ​pela​ ​Sanecomfibra​ ​Coml​ ​Serv​ ​Saneam​ ​Ltda. 
 
Ranhur
a​ ​(mm) 
Separação ​ ​(mm) 
Vazão​ ​Máxima​ ​(m³/h) 
PE​ ​01 PE​ ​02 PE 
03 
0,30 0,18 15 30 72 
0,50 0,30 20 50 90 
0,75 0,40 30 55 110 
1,00 0,60 35 65 140 
1,25 0,75 40 70 170 
1,50 0,90 50 75 185 
 
De acordo com a Tabela 3, observa-se que a peneira PE 03 possui largura 
frontal​ ​de​ ​1,2​ ​m,​ ​largura​ ​lateral​ ​de​ ​1,62​ ​m​ ​e​ ​altura​ ​total ​ ​de​ ​2,4​ ​m. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabela 3 - Medidas Básicas dos Modelos Padrão para cada tipo de peneira 
fabricada​ ​pela​ ​Sanecomfibra ​ ​Coml​ ​Serv ​ ​Saneam​ ​Ltda. 
 
Modelos 
Largura 
Frontal 
Largura 
Lateral 
Altura 
Total 
∅​ ​da 
Entrad
a 
∅​ ​da 
Saída 
PE ​ ​01 600​ ​mm 1120 
mm 
1865​ ​mm 4” 6” 
PE ​ ​02 1000 
mm 
1120 
mm 
1865​ ​mm 4” 6” 
PE ​ ​03 1200 
mm 
1620 
mm 
2400​ ​mm 8” 10” 
 
 
3.2)​ ​Tratamento ​ ​Primário​ ​-​ ​Flotador 
 
Para selecionar o flotador foi utilizada a tabela de flotadores da ​SNatural & 
Naturaltec (Tabela 4). O equipamento foi escolhido com base na sua vazão, sendo a 
maior do NatFlot 50. Mesmo possuindo a maior vazão, o flotador possui uma vazão 
de entrada menor que a vazão do laticínio, o que justifica a projeção de um tanque 
de ​ ​equalização, ​ ​precedendo​ ​o ​ ​flotador. 
 
Tabela​ ​4 ​​ ​-​ ​Modelos​ ​de​ ​Flotadores​ ​fabricados​ ​pela​ ​​SNatural​ ​&​ ​Naturaltec 
 
Equipament
o 
Vazão (m³/h de 
água) 
NatFlot​ ​17 0,03​ ​-​ ​0,6 
NatFlot​ ​25 0,2​ ​-​ ​0,4 
NatFlot​ ​40 0,6​ ​-​ ​10,0 
NatFlot​ ​50 1,0​ ​-​ ​17,0 
 
3.3)​ ​Equipamentos​ ​Suporte 
 
3.3.1)​ ​Medidor​ ​de ​ ​Vazão​ ​-​ ​Calha​ ​Parshall 
A Calha Parshall deve ser escolhida com base no intervalo de vazão que ela 
oferece. Sendo a vazão máxima de 34.55 m³, encontrou-se através da tabela 5, que 
a largura da garganta (w), para esta vazão é de 7,6 cm. Logo, pode-se calcular a 
altura​ ​do​ ​nível​ ​medido​ ​na​ ​régua​ ​de​ ​água​ ​(h): 
 
h​ ​=​ ​ =​ ​1,12​ ​m.( )2,2w
QMÁX 2/3 
 
 
 
Tabela​ ​5 ​​ ​-​ ​Dimensões​ ​da​ ​Calha ​ ​Parshall​ ​para​ ​diferentes​ ​vazões 
 
Ln w A B C D F G M P Q​MÍN Q​MÁX 
7 7,6 46,7 45,7 17,8 25,9 15,2 30,5 30,
5 
76,8 0,8 53,8 
15 15,2 62,1 61,0 39,4 39,7 30,5 61,0 30,
5 
90,2 1,4 110,4 
22 22,9 88,0 86,4 38,1 57,5 30,5 45,7 30,
5 
108,
0 
2,5 252,0 
Fonte:​ ​Normalização​ ​E2.150​ ​CETESB 
 
 
3.3.2)​ ​Tanque ​ ​de ​ ​Equalização 
 
● Vazão​ ​Efluente ​ ​(Q​EF​) 
A vazão máxima de entrada do flotador escolhido foi de 17 m³/h, assim, a 
vazão ​ ​efluente, ​ ​deverá​ ​ser​ ​de ​ ​17 ​ ​m³/h. 
 
● Volume ​ ​de ​ ​Equalização ​ ​(V​EQ​) 
Q​AF​ ​​ ​​=​ ​Q​MÁx​ ​​=​ ​34,55​ ​m³/h 
Q​EF​ ​​=17​ ​m³/h 
T​ ​=​ ​16​ ​h 
 
V​EQ​=​ ​(Q​AF-​Q​E​)​ ​ =​ ​280,80​ ​m³34, 5 17) 6× T 1 = ( 5 − × 1 
 
● Volume ​ ​Total​ ​(V ​T​) 
V​EQ​=​ ​280,80 ​ ​m³ 
Q​MÉD​​ ​=​ ​28,44​ ​m³/h 
 
V​T​​ ​=​ ​(V​EQ​​ ​+V​MÍN​ ​​)​ ​=​ ​ =​ ​ =​ ​309,24​ ​m³ V( EQ + T QMÉD ) 280, 0 ( 8 + 128,44) 
 
Tomando, por medida de segurança, um adicional de 25%, temos que o 
volume ​ ​total​ ​do​ ​tanque​ ​de​ ​equalização​ ​é​ ​de: 
V​T​​ ​=​ ​386,551m³​ ​ ​ ​387​ ​m³≈ 
 
 
 
4-​ ​Planta: 
 
Abaixo​ ​encontra-se​ ​um​ ​fluxograma​ ​para​ ​uma​ ​melhor​ ​visualização​ ​de​ ​cada 
uma ​ ​das​ ​unidades​ ​do​ ​sistema ​ ​de​ ​tratamento​ ​adotado​ ​neste​ ​projeto: 
 
 
Figura​ ​1:​​ ​Sequência ​ ​das​ ​unidades​ ​do​ ​sistema​ ​de​ ​tratamento​ ​do​ ​efluente​ ​da 
indústria​ ​de​ ​laticínios​ ​Luma. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5-​ ​Referências: 
 
1-SANECOMFIBRA. Catálogo: Peneira Estática. Disponível em: 
<​http://www.sanecomfibra.com.br/sites/default/files/catalogo_-_peneira_estatica.pdf
>.​ ​Acesso ​ ​em​ ​07​ ​de​ ​novembro​ ​de​ ​2017​ ​. 
 
2 - VON SPERLING, Marcos. Introdução à qualidade de águas e ao tratamento de 
esgotos.​ ​Belo​ ​Horizonte:​ ​Editora ​ ​UFMG,​ ​2014.​ ​4​ ​ed.​ ​Página:​ ​81. 
 
3 - HERNARES, J. F. CARACTERIZAÇÃO DO EFLUENTE DE LATICÍNIO: análise 
e proposta de tratamento. Trabalho de Conclusão de Curso (Título de Engenheiro 
de Alimentos). Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 51p, 
2015. Disponível em < 
http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/4899/1/CM_COEAL_2015_1_06.
pdf​>.​ ​Acesso ​ ​em: ​ ​07​ ​de ​ ​novembro​ ​de​ ​2017. 
 
4 -.CONSULTEC PR. Tratamento de Efluentes Líquidos da Indústria de Laticínios. 
Disponível em: 
<​http://consultecpa.com.br/blog/tratamento-efluentes-liquidos-da-industria-de-laticini
os/​>.​ ​Acesso ​ ​em​ ​08​ ​de​ ​novembro​ ​de​ ​2017. 
 
5 - SILVA, A. R. B.Tratamento de Efluentes na Indústria de Laticínios. Trabalho de 
Conclusão de Curso (Título de Engenheiro Químico). Universidade Federal de 
Uberlândia, ​ ​Uberlândia​ ​MG,​ ​26p,​ ​2013. 
 
6 - SILVA, D. J.P. Resíduos na Indústria de Laticínios. Universidade Federal de 
Viçosa: Departamento de Tecnologia de Alimentos, 20 p. Viçosa, Minas Gerais, 
2011. Disponível em: 
<​https://www2.cead.ufv.br/sgal/files/apoio/saibaMais/saibaMais2.pdf​>. Acesso em: 
09 ​ ​de ​ ​novembro​ ​de​ ​2017. 
 
7 - SNATURAL. Catálogo geral: Tratamento de água e efluentes. Disponível em: 
<​http://www.snatural.com.br/wp-content/uploads/2017/05/Equipamentos-Tratamento
-agua-1.pdf​>.​ ​Acesso​ ​em​ ​10​ ​de ​ ​novembro​ ​de​ ​2017. 
 
8 - FIEMG. Guia Técnico Ambiental da Indústria de Laticínios. Disponível em: 
<​http://www7.fiemg.com.br/Cms_Data/Contents/central/Media/Documentos/Bibliotec
a/PDFs/FIEMG/MeioAmbiente/2014/CartilhasPublica%C3%A7%C3%B5es/FI-0066-
14-CARTILHA-LATICINIOS3-INTRANET.pdf​>.​ ​Acesso​ ​em​ ​10​ ​de​ ​novembro​ ​de​ ​2017