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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO TRIÂNGULO MINEIRO ESTUDO DE CASO: CARACTERIZAÇÃO DO EFLUENTE DE UMA EMPRESA DE RECICLAGEM DE GARRAFAS PET E AJUSTE NAS ETAPAS DE TRATAMENTO PARA ADEQUAÇÃO AOS PARÂMETROS LEGAIS DE LANÇAMENTO. JULIANA DE ANDRADE E SILVA DISSERTAÇÃO DE MESTRADO Uberaba – MG 2015 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO TRIÂNGULO MINEIRO ESTUDO DE CASO: CARACTERIZAÇÃO DO EFLUENTE DE UMA EMPRESA DE RECICLAGEM DE GARRAFAS PET E AJUSTE NAS ETAPAS DE TRATAMENTO PARA ADEQUAÇÃO AOS PARÂMETROS LEGAIS DE LANÇAMENTO. JULIANA DE ANDRADE E SILVA Dissertação submetida ao Programa de Pós Graduação do Instituto Federal do Triângulo Mineiro, no Departamento de Ciências e Tecnologia de Alimentos como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em tecnologia de alimentos do instituto, na área de concentração em Saneamento e Meio Ambiente. Orientadora: Dra. Cláudia Maria Tomaz Melo Uberaba – MG 2015 Ficha Catalográfica elaborada pelo Setor de Referência do IFTM – Campus Uberaba-MG Silva, Juliana de Andrade e S38e Estudo de caso: caracterização do efluente de uma empresa de reciclagem de garrafas pet e ajuste nas etapas de tratamento para adequação aos parâmetros legais de lançamento / Juliana de Andrade e Silva – 2015. 86 f. : il Orientador: Profª. Drª. Claúdia Maria Tomaz Melo Dissertação (Mestrado Profissional em Ciência e Tecnologia de Alimentos) Instituto Federal do Triângulo Mineiro- Campus Uberaba-MG, 2015. 1. Análises químicas. 2. Coagulante. 3. Efluente. 4. Jartest. 5. PET- Politereftalato de Etileno. I. Silva, Juliana de Andrade e. II. Melo, Cláudia Maria Tomaz. III. Título. CDD 664.07 AGRADECIMENTOS Agradeço primeiramente à Deus pela força e persistência no sonho. À instituição IFTM pelo apoio e disponibilização dos laboratórios, reagentes e equipamentos para todo desenvolvimento de análises laboratoriais. À minha orientadora Cláudia pela amizade, companheirismo e sábios ensinamentos. Sempre me incentivando com a disciplina nos estudos, no desenvolvimento da pesquisa científica aplicada as técnicas de laboratório. Seu apoio e orientação foram primorosos, tanto nos ensinamentos como no desenvolvimento de toda a pesquisa para a conclusão do presente trabalho. Aos técnicos Luciene e Eduardo Gomes pelo carinho, apoio e auxílio em todas as etapas de análises realizadas na instituição. Às professoras Genilda e Letícia por disponibilizarem os coagulantes Tanfloc e Chitosan utilizados nas análises. O apoio e orientações de vocês enriqueceram de forma muito especial nosso trabalho. À indústria pesquisada sempre dispostos ao fornecimento de dados e coleta de amostras para as análises. Sr. Clóvis, Ana e Jaqueline sem o apoio de vocês em todas as etapas da pesquisa, disponibilizando o que fosse necessário para tal, nada teria acorrido. Muito obrigada! Aos meus pais Luiz e Anesia pelo amor, carinho e certeza de que eu conseguiria sempre com incentivos de garra e determinação pra alcançar meu objetivo. À meu filho Arthur, por chegar e me fazer crer que sou mais forte do que imaginava. Ao meu marido Danilo, pelo amor, paciência, apoio em momentos de desgaste, me dando força, incentivo e perseverança pra não desistir. Aos meus irmãos pelo apoio e carinho. Agradeço a todos os mestres e toda equipe do curso pela atenção, apoio e orientação sempre prestados e principalmente pela oportunidade de concretização de um sonho e uma etapa tão almejada. RESUMO O lançamento de efluentes industriais sem o devido tratamento gera impactos o meio ambiente devido os mais variados tipos de substâncias extremamente tóxicas se lançadas sem tratamento no corpo hídrico. Como formas de controle são estabelecidas às legislações a nível municipal, estadual e federal que dispõem sobre o limite aceitável de parâmetros físicos, químicos, microbiológicos e toxicológicos do efluente tratado a ser lançado no corpo receptor. Uma indústria de recicláveis PET da cidade de Uberaba, embora possua uma estação de tratamento de efluentes, estava sendo notificada pelo órgão municipal responsável, por estar não conforme com o efluente gerado e descartado, quanto ao parâmetro de Demanda Química de Oxigênio, e, baseada nesta problemática este trabalho teve como objetivo caracterizar o efluente das diferentes etapas do tratamento desta indústria, visando buscar alternativas para reduzir a carga orgânica e inorgânica (DQO) do efluente final a ser lançado no corpo hídrico. Foram realizadas análises de todos os sólidos, DBO, DQO, acidez, pH, temperatura, entre outras, das cinco etapas do tratamento em cinco repetições e após conhecer as características do efluente foi realizado ensaios em teste de jarros (jartest) com o efluente da entrada e da saída da ETE utilizando quatro diferentes coagulantes, sulfato de alumínio, poliacrilamida, chitosan e tanfloc em duas repetições devido à baixa carga de efluentes gerada na industria em estudo, resultado da mudança de parte de sua estrutura para o estado de São Paulo. Foi verificado na etapa final do tratamento que o pH e temperatura eram próximos de 7,00 e 22ºC, respectivamente, valores aceitáveis pela legislação municipal. A cor, condutividade, acidez foram respectivamente 3143,3 PtCo, 10,12 mS.cm -1 e 51,09 mg . L -1 de CO2, valores considerados elevados para um efluente após tratamento. O teor de sólidos sedimentáveis foi considerado baixo(0,55 mg . L -1 .h -1 ) contribuindo para a alta DQO na etapa final do tratamento (2612,52 mg de O2 . L -1 ), justificando o alto teor de sólidos dissolvidos(1484,3 mg . L -1 ) comparativamente aos sólidos em suspensão (315,7mg . L -1 ). No Jartest com o efluente da entrada e saída da ETE verificou-se que não foi possível, com os quatro coagulantes em estudo, selecionar qual seria o mais eficiente para o tratamento deste tipo de efluente devido à heterogeneidade das amostras analisadas. Através dos testes experimentais foi possível verificar que a simples homogeneização da amostra e a decantação natural contribuem para a redução da DQO. Palavras-chave: Análises químicas. Coagulantes. Efluente. Jartest. Politereftalato de Etileno (PET). ABSTRACT The disposal of industrial effluents without proper treatment generates environmental impacts due to all kinds of extremely toxic substances are released untreated into the water body. As forms of control are set to the laws at the municipal, state and federal level to provide for the acceptable range of physical, chemical, microbiological and toxicological of the treated effluent to be released in the receiving body. A recyclable industry PET in the city of Uberaba, although it has a sewage treatment plant, was being notified by municipal body, to be inconsistent with the generated and disposed effluent, as the demand parameter Chemical Oxygen, and based this problem this study aimed to characterize the effluent of the different stages of treatment of this industry in order to seek alternatives to reduce organic and inorganic filler (COD) of effluents being released in the water body. Analyses were performed of all solids, BOD, COD, acidity, pH, temperature,among others, of the five stages of treatment in five replicates and after meeting the effluent of the characteristics was carried out tests in jars test (jartest) to the effluent from Input and ETE output using four different coagulants, aluminum sulfate, polyacrylamide, chitosan and Tanfloc in two repetitions due to lower wastewater load generated in the industry under study, a result of the change part of its structure for the state of São Paulo. It was found in the final stage of treatment the pH and temperature were close to 7.00 and 22 ° C respectively, acceptable values by municipal legislation. The color, conductivity, acidity respectively were 3143.3 PtCo, 10.12 mS.cm-1 and 51.09 mg L-1 CO2 values are considered high for an effluent after treatment. The sedimented solids content was found to be low (0.55 mg L-1.h-1) contributing to the high COD in the final stage of treatment (2612.52 mg O2.L-1), justifying the high content of dissolved solids (1484.3 mg l-1) compared to the suspended solids (315,7mg.L-1). In Jartest with the effluent from the input and output of ETE was found that was not possible, with the four coagulants under study, selecting what would be the most efficient for the treatment of such effluents due to the heterogeneity of the samples. Through experimental testing it found that the simple homogenisation of the sample and the natural settling contribute to the reduction of COD. Keywords: chemical analysis, coagulants, effluent, jar test, polyethylene terephthalate (PET). LISTA DE ABREVIATURAS CEMPRE.....................................................Compromisso Empresarial para Reciclagem COMAM.............................................................Conselho Municipal de Meio Ambiente CONAMA.............................................................Conselho Nacional de Meio Ambiente COT.............................................................................................Carbono Orgânico Total DQO.................................................................................Demanda Química de Oxigênio DBO.............................................................................Demanda Bioquímica de Oxigênio ETE................................................................................Estação de Tratamento de Esgoto M............................................................................................................................... Molar Mg...................................................................................................................... Miligrama Min........................................................................................................................ Minutos mL..........................................................................................................................Mililitro Mm......................................................................................................................Milímetro mM......................................................................................................................Milimolar mol............................................................................................................................... Mol Ng......................................................................................................................Nanograma PAM.............................................................................................................Poliacrilamida PEBD................................................................................Polietileno de Baixa Densidade PET.............................................................................................Politereftalato de Etileno pH...............................................................................................Potencial Hidrogeniônico POPs...............................................................................Poluentes Orgânicos Persistentes PVC...................................................................................................Policloreto de Vinilo SGA......................................................................................Sistema de Gestão Ambiental LISTA DE FIGURAS Figura 1: Evolução do índice de reciclagem de PET no Brasil. .............................................. 19 Figura 2: Simbologia utilizada para identificação e separação de matérias plásticas em processos de reciclagem (ABNT/NBR 13230). ....................................................................... 24 Figura 3: Linha de moagem e lavagem de PET da indústria .................................................. 25 Figura 4: Fluxograma das etapas do processo da indústria de recicláveis PET. ..................... 27 Figura 5: Fluxograma das etapas de tratamento da ETE da empresa de recicláveis PET. ...... 34 Figura 6: Pré tratamento ETE indústria de recicláveis PET.................................................... 36 Figura 7: Tanque de Equalização ETE indústria de recicláveis PET. ..................................... 37 Figura 8: Tanque de Areia retenção óleos e graxas ETE indústria de recicláveis PET. ......... 37 Figura 9: Tanque de Flotação ETE indústria de recicláveis PET. .......................................... 38 Figura 10: Tanque de Aeração ETE indústria de recicláveis PET. ......................................... 39 Figura 11: Efluente tratado sendo descartado na rede receptora. ............................................ 40 Figura 12: Visualização da amostra sendo tratada com e sem o coagulante sulfato de alumínio....................................................................................................................................60 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Estimativa dos benefícios econômicos da reciclagem...........................................20 Tabela 2 - Ficha Técnica com características do reagente GapQuest 1704............................22 Tabela 3 - Concentrações e contribuições unitárias típicas de DBO 5,20 de esgoto doméstico e efluentes industriais..................................................................................................................40 Tabela 4 - Padrões de qualidade a serem mantidos no corpo receptor, segundo Resolução do CONAMA nº 20, 18/06/1986...................................................................................................44 Tabela 5 - Padrões de lançamento em efluentes de acordo com a resolução CONAMA no 20, 18/06/1986................................................................................................................................45 Tabela 6 - Resultados médio das análises físico-químicas das 5etapas (E1, E2,E3,E4,E5) da ETE da indústria de recicláveis de garrafas PET...........................................................................................................................................60 Tabela 6.1: Média de análises realizadas no laboratório Labfértil de Uberaba em 5 repetições..................................................................................................................................61 Tabela 7: Parâmetros físicos químicos avaliados antes da utilização do Tanfloc nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (primeira repetição) para efluente da entrada da ETE..........................................................................................................................................62 Tabela 8: Parâmetros físicos químicos avaliados após da utilização do Tanfloc nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (primeira repetição) para efluente da entrada da ETE...........................................................................................................................................62 Tabela9: Parâmetros físicos químicos avaliados antes a utilização do Tanfloc nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (segunda repetição) para efluente da entrada da ETE...........................................................................................................................................62 Tabela 10: Parâmetros físico químicos avaliados após da utilização do Tanfloc nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (segunda repetição) para efluente da entrada da ETE...........................................................................................................................................63 Tabela 11: Parâmetros físico químicos avaliados antes a utilização do Tanfloc nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (primeira repetição) para o efluente da saída da ETE...........................................................................................................................................63 Tabela 12: Parâmetros físico químicos avaliados após da utilização do Tanfloc nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (primeira repetição) para o efluente da saída da ETE...........................................................................................................................................64 Tabela 13: Parâmetros físico químicos avaliados antes da utilização do Tanfloc nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 ( segunda repetição). Para o efluente da saída da ETE...........................................................................................................................................64 Tabela 14: Parâmetros físico químicos avaliados antes da utilização do Tanfloc nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 ( segunda repetição). Para o efluente da saída da ETE...........................................................................................................................................64 Tabela 15: Parâmetros físico químicos avaliados antes a utilização de Poliacrilamida nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (primeira repetição) para o efluente da entrada da ETE...........................................................................................................................................65 Tabela 16: Parâmetros físico químicos avaliados após a utilização de Poliacrilamida nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (primeira repetição) para o efluente da entrada da ETE...........................................................................................................................................65 Tabela 17: Parâmetros físico químicos avaliados antes a utilização de Poliacrilamida nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (segunda repetição) para efluente da entrada da ETE..........................................................................................................................................65 Tabela 18: Parâmetros físico químicos avaliados após a utilização de Poliacrilamida nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 ( segunda repetição) para efluente da entrada da ETE..........................................................................................................................................66 Tabela 19: Parâmetros físico químicos avaliados antes da utilização de Poliacrilamida nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (primeira repetição.) para o efluente da saída da ETE..........................................................................................................................................66 Tabela 20: Parâmetros físico químicos avaliados após a utilização de Poliacrilamida nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 ( primeira repetição) para o efluente da saída da ETE..........................................................................................................................................66 Tabela 21: Parâmetros físico químicos avaliados antes a utilização de Poliacrilamida nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (segunda repetição) para o efluente da saída da ETE...........................................................................................................................................67 Tabela 22: Parâmetros físico químicos avaliados após a utilização de Poliacrilamida nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (segunda repetição) para o efluente da saída da ETE...........................................................................................................................................67 Tabela 23: Parâmetros físico químicos avaliados antes a utilização de Sulfato de Alumínio nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (primeira repetição) para o efluente da entrada da ETE...........................................................................................................................................68 Tabela 24: Parâmetros físico químicos avaliados após a utilização de Sulfato de Alumínio nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (primeira repetição) para o efluente da entrada da ETE...........................................................................................................................................68 Tabela 25: Parâmetros físico químicos avaliados antes a utilização de Sulfato de Alumínio nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (segunda repetição) para o efluente da entrada da ETE...........................................................................................................................................68 Tabela 26: Parâmetros físico químicos avaliados após a utilização de Sulfato de Alumínio nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (segunda repetição) para o efluente da entrada da ETE...........................................................................................................................................69 Tabela 27: Parâmetros físico químicos avaliados antes a utilização de Sulfato de Alumínio nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (primeira repetição) para o efluente da saída da ETE...........................................................................................................................................69 Tabela 28: Parâmetros físico químicos avaliados após a utilização de Sulfato de Alumínio nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (primeira repetição) para o efluente da saída da ETE...........................................................................................................................................69 Tabela 29: Parâmetros físico químicos avaliados antes a utilização de Sulfato de Alumínio nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (segunda repetição) par ao efluente da saída da ETE...........................................................................................................................................70 Tabela 30: Parâmetros físico químicos avaliados após a utilização de Sulfato de Alumínio nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (segunda repetição) para o efluente da saída da ETE...........................................................................................................................................70 Tabela 31: Parâmetros físico químicos avaliados antes a utilização de Chitosan nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (primeira repetição) para o efluente da entrada da ETE...........................................................................................................................................71 Tabela 32: Parâmetros físico químicos avaliados após a utilização de Chitosan nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (primeira repetição) para o efluente da entrada da ETE...........................................................................................................................................71 Tabela 33: Parâmetros físico químicos avaliados antes a utilização de Chitosan nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (segunda repetição) para o efluente da entrada da ETE...........................................................................................................................................71Tabela 34: Parâmetros físico químicos avaliados após a utilização de Chitosan nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (segunda repetição) para o efluente da entrada da ETE...........................................................................................................................................72 Tabela 35: Parâmetros físico químicos avaliados antes a utilização de Chitosan nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (segunda repetição) para o efluente da saída da ETE...........................................................................................................................................72 Tabela 36: Parâmetros físico químicos avaliados após a utilização de Chitosan nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (segunda repetição) para o efluente da saída da ETE...........................................................................................................................................72 Tabela 37: Parâmetros físico químicos avaliados antes a utilização de Chitosan nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (primeira repetição) para o efluente da saída da ETE...........................................................................................................................................73 Tabela 38: Parâmetros físico químicos avaliados após a utilização de Chitosan nas concentrações de 0, 50 e 100mgL-1 (primeira repetição) para efluente da saída da ETE...........................................................................................................................................73 LISTA DE QUADROS Quadro 1: Característica de um efluente após processo de tratamento...................................34 Quadro 2: Resumo das etapas de tratamento de efluentes em cada processo aplicado...........44 SUMÁRIO INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 17 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................................. 19 2.1 Indústria de recicláveis pet ............................................................................................. 19 2.2 Matéria prima pet a ser reciclada .................................................................................... 21 2.3 Caracterização do resíduo plástico pós consumo de garrafas......................................... 22 2.3.1 A Embalagem Plástica (PET) .................................................................................. 22 2.4 Processo de reciclagem aplicados em garrafas pet ......................................................... 24 2.5 Etapas do processo de produção mecânica em indústrias de recicláveis de garrafas pet – Uberaba - Minas Gerais ........................................................................................................ 25 2.6 Etapas do processo de reciclagem da indústria em estudo ............................................. 26 2.7 Características do reagente químico utilizado na lavagem e cristalização do pet (gapquest 1704) .................................................................................................................... 30 2.8 Efluente industrial .......................................................................................................... 31 2.9 Origem dos diferentes tipos de efluentes industriais ...................................................... 32 2.10 Caracterização da empresa de recicláveis pet............................................................... 33 2.11 A geração de efluente e o processo de tratamento da empresa de recicláveis pet ........ 33 2.12 Demanda bioquímica de oxigênio (DBO) .................................................................... 40 2.13 Demanda química de oxigênio (DQO) ......................................................................... 42 2.14 Tratamento de efluentes industriais .............................................................................. 44 2.15 Condições para reúso do efluente ................................................................................. 45 2.16 Legislação vigente para lançamento de efluentes em corpos receptores no Brasil ...... 45 2.17 Caracterização de efluentes .......................................................................................... 48 2.18 Parâmetros físicos ......................................................................................................... 48 2.19 Parâmetros químicos .................................................................................................... 49 2.20 Tecnologias para adequação de DQO e DBO aos parâmetros legais ........................... 51 2.21 Coagulantes utilizados na remoção de carga orgânica e inorgânica de efluentes industriais ............................................................................................................................. 51 JUSTIFICATIVA ..................................................................................................................... 53 OBJETIVO ............................................................................................................................... 54 METODOLOGIA ..................................................................................................................... 55 5.1 Coleta de amostras para análises físico e químicas ........................................................ 55 5.2 Determinação de pH ....................................................................................................... 55 5.3 Determinação de acidez .................................................................................................. 56 5.4 Determinação da alcalinidade total da amostra .............................................................. 56 5.5 Determinação de sólidos sedimentáveis ......................................................................... 56 5.5.1 Determinação de sólidos totais ................................................................................ 56 5.5.2 Determinação de sólidos totais fixos ....................................................................... 56 5.5.3 Determinação de sólidos totais voláteis................................................................... 57 5.5.4 Determinação de sólidos em suspensão................................................................... 57 5.5.5 Determinação de sólidos em suspensão voláteis ..................................................... 57 5.5.6 Determinação de sólidos em suspensão fixos.......................................................... 57 5.6 Determinação de sólidos dissolvidos .............................................................................. 57 5.6.1 Determinação de sólidos dissolvidos voláteis ......................................................... 57 5.6.2 Determinação de sólidos dissolvidos fixos .............................................................. 58 5.6.3 Determinação da demanda química de oxigênio (DQO) ......................................... 58 5.7 Determinação da demanda bioquímica de oxigênio (DBO) ........................................... 58 5.8 Segunda etapa teste de jarros – Jartest ........................................................................... 58 5.8.1 Amostra analisadas .................................................................................................. 58 5.8.2 Coagulantes ............................................................................................................. 59 5.8.3 Preparação dos coagulantes ......................................................................................... 59 5.8.3.1 Preparo da solução desulfato de alumínio ........................................................... 59 5.8.3.2 Preparo da solução da Chitosan ............................................................................ 60 5.8.3.3 Preparo da solução da Tanfloc.............................................................................. 60 5.8.3.4 Preparo da solução da Poliacrilamida ................................................................... 61 5.8.4 Cálculo da eficiência de cada processo e proposta de alterações para adequação do efluente final aos parâmetros da legislação .......................................................................... 61 RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................................. 62 CONCLUSÃO .......................................................................................................................... 76 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................... 77 17 INTRODUÇÃO A poluição da água doce é uma das principais preocupações da sociedade moderna, pois é um recurso extremamente limitado e imprescindível à vida. Apenas 1% da água na superfície do planeta é facilmente acessível e está apta para o consumo humano representando um dos fatores limitantes para o crescimento econômico do século XXI (BERTOLETTI, 1990). Um dos problemas mais sérios de poluição refere-se aos efluentes industriais, devido à grande variedade de atividades desenvolvidas pela indústria, a qual apresenta características muito diversas, variando inclusive dentro do mesmo local gerador, contendo os mais variados tipos de substâncias, das quais muitas são extremamente tóxicas e podem ter efeitos adversos sobre todos os seres vivos, caso as mesmas atinjam qualquer recurso hídrico (MIERZWA, 2002). As águas residuárias lançadas de forma inadequadas são a principal causa de impactos e desastres ambientais em diferentes partes do mundo. A dimensão ambiental vem sendo incorporada ao processo produtivo das indústrias e à gestão empresarial com adequação e novas técnicas de manejo no âmbito empresarial que exploram o recurso e ao mesmo tempo são responsáveis pela expansão econômica com a gigantesca demanda de produção industrial exigida pelo mercado (BORDONALLI, 2005). A importância em se preservar os corpos e nascentes de água é responsabilidade mundial, que deve ser buscada e aplicada corretamente por todos os responsáveis pelo uso dos recursos hídricos, sejam eles população ou indústrias (ALABASTER, 1981). A otimização de recursos e ações de controle de poluição tem se tornado cada vez mais necessária e pressupõe-se o estabelecimento de prioridades como o conhecimento da vazão e da composição do efluente industrial para o seu tratamento (CETESB, 1987b). Ambos são de fundamental importância para definir o tipo de tratamento, avaliar o enquadramento na legislação ambiental e estimar a capacidade de autodepuração do corpo receptor. Neste sentido, é preciso caracterizar, quantificar e tratar os efluentes minimizando impactos ambientais e outros problemas provenientes da produção e descarte de efluente indevidos ao meio (EDLINGER et al., 2012). Segundo a Resolução Nº 430 do CONAMA de Maio de 2011, que dispõe sobre as condições e padrões de lançamento direto de efluentes no corpo receptor, exige-se: ausência de poluentes orgânicos persistentes (POPs), o não lançamento em águas de classe especial, mesmo que o efluente seja tratado. O efluente lançado não deverá ter potencial para causar 18 efeito tóxico aos organismos aquáticos no corpo receptor. Segundo a norma, os efluentes de qualquer fonte poluidora somente poderão ser lançados diretamente nos corpos receptores após o devido tratamento e desde que obedeçam às condições, padrões e exigências dispostos nesta resolução e em outras normas aplicáveis. No caso específico das embalagens plásticas provenientes de alimentos, bebidas, produtos de limpeza, frascos de óleos, entre outros, descartadas por usuários urbanos e rurais evidencia-se um problema ambiental passível de ser gerado por esses resíduos quando dispostos em aterros sanitários ou quando incinerados. Quando destinados à reciclagem são submetidos a operações de acondicionamento, transporte, triagem, remoção de rótulos, picagem, lavagens e reprocessamento para fabricação de novas embalagens ou outros produtos plásticos, podendo gerar outras formas de poluição (BERTOLETTI, 1990). Por isso de acordo com o Plano Diretor de Uberaba – MG, fundamentado no interesse local, apresenta orientações e exige adequações das empresas de acordo com Política Municipal do Meio Ambiente conforme estabelece a Lei Municipal Complementar Nº389 de Uberaba – MG para o lançamento de efluentes oriundos de indústrias de recicláveis de embalagens plásticas de bebidas antes do descarte na ETE receptora ou corpos de água da região. Vários aspectos devem ser levados em consideração, pois o lançamento de efluentes líquidos, em um curso d’água, pode implicar em variações de suas características, tais como pH, temperatura, composição e concentração do componente, podendo assim comprometer à preservação dos seres que dependem desse ambiente, que podem sofrer as consequências destas variações onde ocorrerá o lançamento de despejos (DANTAS et al., 2009) Devido à grande importância do tratamento e adequação no lançamento dos efluentes e resíduos industriais, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar o efluente de uma empresa de reciclagem de garrafas PET da cidade de Uberaba – MG, realizando análise da viabilidade de modificação em suas diferentes etapas de tratamento e propor modificações viáveis, atendendo assim as legislações federais e/ou regionais. 19 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Indústria de recicláveis pet A produção de plásticos no Brasil alcançou 6,24milhões de toneladas em 2014, em comparação com 41,6 milhões de toneladas nos EUA e 26,3 milhões de toneladas na Europa (2013). O consumo de plásticos para embalagens nos EUA foi equivalente a 31%. Estima-se que em 2015 o consumo aparente de plásticos no Brasil crescerá de 2% se comparado as 6,9 milhões de toneladas em 2014, reflexo do aumento de ¨6% esperado para importações até o fim de 2015 (ABIPLAST, 2014). A (Figura 1) apresenta a evolução do índice de reciclagem de PET no Brasil. Figura 1: Evolução do índice de reciclagem de PET no Brasil. Fonte: Nono Censo da Reciclagem PET no Brasil, ABIPET, Agosto de 2013. Segundo o Cempre (2004), há uma demanda crescente por estudos em reciclagem devido ao crescente interesse dos órgãos do governo e da iniciativa privada em resolver o problema da geração de resíduos sólidos, especialmente os urbanos. A reciclagem do lixo domiciliar recebe pouca atenção e os poucos estudos existentes a tratam de modo secundário e lacunoso. No Brasil, pesquisas sobre o tema reciclagem de resíduos 20 plásticos pós-consumo, mais especificamente com recicladoras, foram encontradas em São Paulo e no Rio Grande do Sul (PLASTIVIDA, 2004 e ROLIM, 2000). As agências ambientais de todo o mundo definem reciclagem como sendo a ação de coletar, reprocessar, comercializar e utilizar materiais antes considerados lixo. Este processo, assim sendo, é o resultado de uma série de atividades através das quais materiais que se tornariam lixo são desviados, sendo colocados, separados e processados, passando a serem usados como matéria prima na manufatura de bens, feitos anteriormente apenas com matéria prima virgem (PARTECA et al., 2007). Para Rolim (2000) a reciclagem tem como maiores estímulos dois fatores: possibilita reduzir substancialmente o volume dos resíduos urbanos a serem dispostos ou tratados e permite a recuperação de valores contidos nesses resíduosurbanos que, de outra forma, seriam perdidos. Destaca ainda que além dos aspectos ambientais positivos obtidos, a reciclagem é uma atividade que pode ser viável economicamente, capaz de gerar ganhos econômicos, assim como gerar empregos conforme verificado a existência de cooperativas onde é realizada a triagem de lixo seco para a venda a empresas recicladoras. Cresce o número de empresas que operam com reciclagem, pois é uma área ainda em desenvolvimento e muitos empreendedores apostam neste novo nicho de mercado, que é amplo. De acordo com a Fiesp, a reciclagem movimenta, atualmente, R$ 4 bilhões por ano no Brasil, e pode chegar a R$ 10 bilhões (ABIPET, 2013). Segundo o Compromisso Empresarial para Reciclagem (Cempre, 2004), o Rio Grande do Sul é o estado que mais recicla plástico PET no país. Porto Alegre, no Rio Grande do Sul apresenta 100% de cobertura de coleta seletiva de lixo e tem transformado em inspiração para municípios de todo o país e de nações vizinhas, que pretendem levar a experiência para suas comunidades. Das 1.000 a 1.200 toneladas de lixo geradas por dia em Porto Alegre, 30% têm valor comercial imediato, como papéis, latas, metais, plásticos, vidros e garrafas plásticas tipo PET. Em Anápolis, GO, a empresa PLASTIX, localizada no Distrito Industrial Daia, trabalha com uma variedade maior de plásticos (polietileno e Polietileno de Baixa Densidade (PEBD)). Possui 130 funcionários e recicla uma média de 387 toneladas/mês de materiais. Sua principal atividade é transformar plásticos em grãos, garrafas e novos sacos plásticos, além de produzir matéria prima para a fabricação de móveis, como cadeiras e mesas plásticas. Está no mercado desde agosto de 2005 (GEA, 2010). 21 2.2 Matéria prima pet a ser reciclada A indústria de recicláveis PET possui duas formas clássicas de obter a matéria prima que necessita. Pode-se adquirir matéria prima virgem oriunda da cadeia direta de resinas termoplásticas ou pode-se adquirir plástico reciclado oriundo da cadeia reversa de reciclagem. Para alguns produtos, o uso do plástico reciclado depende de leis específicas, (embalagens de bebidas e alimentos), no entanto, a maioria dos artefatos plásticos pode ser fabricada com ambas as opções de matéria prima. A matéria prima para a indústria chega de todas as regiões do país, vindas de recicladoras, cooperativas de recicláveis e também de Ong’s credenciadas parceiras (MASSA e HAMACHER, 2008). O ponto crítico da indústria de reciclagem é a escassez da sucata plástica tornando seu preço instável e muitas das vezes encarecendo o custo do material reciclado, sendo este inviável para muitos consumidores. Por isso a importância de políticas públicas voltadas para o senso de descarte correto, nas cooperativas de recicláveis de resíduos sólidos, para descarte e destinação correta do que realmente pode ser transformado em novos produtos, fazendo o ciclo correto da logística reversa tão necessária para o meio ambiente saudável. O Brasil perde R$ 8 bilhões por ano quando deixa de reciclar todo resíduo reciclável que é encaminhado para aterros e lixões nas cidades brasileiras. Considerando os dados dos totais efetivamente reciclados pela cadeia da reciclagem e estimativas sobre a coleta seletiva, avalia-se que, considerando os atuais índices de reciclagem do país, essa atividade já geraria benefícios entre R$1,4 bilhão e R$ 3,3 bilhões anuais (REIS, 2011). O principal objetivo da Gestão de resíduos sólidos no Brasil de acordo com a Lei Estadual Nº. 18.031/09 e a Lei Federal Nº 12.305/10 é estimular a gestão de resíduos sólidos de forma a incentivar, fomentar e priorizar a redução da geração, o reaproveitamento, a reciclagem, o tratamento e a disposição final adequada dos resíduos sólidos, seja eles em suas diferentes espécies. Preservando assim a saúde pública, protegendo e melhorando a qualidade do meio ambiente. Conscientizando a população sobre a importância de sua participação na gestão desses resíduos; Gerando benefícios sociais, econômicos e ambientais; Promovendo modelos de gestão que incentivem a cooperação intermunicipal, estimulando a busca de soluções consorciadas; Estimulando o desenvolvimento de novas tecnologias e processos não poluentes ambientalmente saudáveis para reciclagem, tratamento e disposição final dos resíduos sólidos. 22 A disponibilidade da matéria prima incide em uma série de questões desde a falta do material nas cooperativas de catadores devido à destinação incorreta da mesma, desde a falta de mão-de-obra acessível devido a maioria trabalhar de maneira informal e devido a escassez de produto de troca fácil os catadores acabam por mudar o ramo de época em época pois necessitam buscar seu sustento onde esse esteja mais acessível. (IPEA, 2013) A Tabela 1 resume alguns dos resultados para bens intermediários considerados mais relevantes: aço, alumínio, celulose, plástico e vidro. Tabela 1: Estimativa dos benefícios econômicos da reciclagem. Material Custo da Produção Primária (R$/t) 1 Custo da Produção apartir de reciclagem (R$/t) 2 Benefício Líquido (R$/t) 3 Aço 552 425 127 Alumínio 6.162 3.447 2.715 Celulose 687 357 330 Plástico 1.790 626 1.164 Vidro 263 143 120 Fonte: IPEA (2010). 1 – os custos da produção primária referem-se aos custos relativos aos insumos para a produção de bens a partir de matéria-prima virgem; 2 - os custos da reciclagem dizem respeito aos custos relativos aos insumos para a produção de bens a partir de material secundário (sucata); 3 - os benefícios líquidos da reciclagem foram calculados como a diferença entre os custos da produção primária e os custos da reciclagem. 2.3 Caracterização do resíduo plástico pós consumo de garrafas 2.3.1 A Embalagem Plástica (PET) Os plásticos são materiais poliméricos (moléculas de alto tamanho molecular obtidas pelo encadeamento sucessivo de pequenas unidades repetitivas de baixa massa molecular chamada monômero), geralmente sintéticos e derivados do petróleo. Os polímeros, por sua vez, podem ser classificados quanto ao comportamento térmico em dois tipos: termoplásticos e termofixos. Termoplásticos são polímeros que permitem a fusão por aquecimento e, após o resfriamento, podem ser novamente moldados; isto é, podem ser reprocessadas várias vezes; e os termofixos (ou termorrígidos) são polímeros que, uma vez moldados não permitem mais a possibilidade de fusão, ou seja, não podem ser reprocessados, porém se decompõem quando reaquecidos (IFA, 2010). 23 No caso especial das bebidas, as embalagens plásticas onde são acondicionadas para serem comercializadas são compostas pelo Politereftalato de Etileno (PET). Trata-se de um polímero termoplástico, derivado da reação entre o ácido tereftálico e o etileno glicol. Possui propriedades termoplásticas, ou seja, pode ser reprocessado diversas vezes pelo mesmo ou por outro processo de transformação. Quando aquecido a temperaturas adequadas, esses plásticos amolecem, fundem e podem ser novamente moldados (MONTENEGRO et al., 2007). O PET foi introduzido comercialmente na década de 70, e atualmente é o primeiro termoplástico mais vendido no mundo, e também a resina plástica utilizada e mais reciclada no mundo (ABIPET, 2013). Esta resina é apreciada por sua alta resistência ao impacto, inclusive em baixas temperaturas, e boa resistência ao ataque de agentes químicos (Panorama setorial, 1998). As características mais significativas deste plástico são: baixo custo; elevada resistência química a solventes e ataque de substâncias; baixo coeficiente de atrito; baixa permeabilidade aos gases CO2 e O2; maciez; flexibilidade; facilidade de processamento; excelentes propriedades isolantes; baixa permeabilidade à água; não toxidez e ausência de odor, por isto são muito utilizadas (MARTINS, 2005). Durante o processo de reciclagem, os principais contaminantesdo PET reciclável são os adesivos plásticos, presentes na base de alguns refrigerantes envasados em embalagens de Polipropileno. A maioria dos processos de lavagens não impede que traços destes produtos indesejáveis permaneçam no floco de PET. A cola age como catalisador de degradação hidrolítica quando o material é submetido à alta temperatura no processo de extrusão, causando o escurecimento e endurecimento do reciclado (ABIPET, 2013). Os principais contaminantes para o PET reciclado são: o Policloreto de Vinilo (PVC), principal composto dos rótulos e colas de rótulos das bebidas acondicionadas em garrafas plásticas e o alumínio. A seleção e pré-processamento da sucata garante a qualidade do reciclado. A seleção seja ela manual ou mecânica identifica o material por cor, número de processamento e teor de pureza do material (ABIPET, 2013). A fim de facilitar a identificação e a separação de materiais plásticos no processo de reciclagem está regulamentada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas a simbologia apresentada na Figura 02, em consonância com a regulamentação internacional, devendo ser observada pelos produtores de materiais plásticos (ABNT, 1987). 24 Figura 2: Simbologia utilizada para identificação e separação de matérias plásticas em processos de reciclagem (ABNT/NBR 13230). Fonte: (Forlin; Faria, 2002). Os principais produtos comercializados pela indústria de reciclável PET são: fibras para tecelagem na indústria têxtil para produção de tecidos impermeáveis, etiquetas e cintos, cabides, entre outros; Fibras para produção de embalagens para utensílios de limpeza como: vassouras, rodos, tapetes; fibras para embalagens de utensílios de escritório como: porta lápis, canetas, réguas, apontadores, dentre outros; resinas para produção de materiais para construção civil como: telhas, tubos e conexões, caixas d’água, pias e tanques, entre outros; fibras e resinas líquidas para produção de materiais na indústria automobilística como: bancos, tapetes, carpetes, materiais de sinalização de trânsito, cordas e lonas para caminhões, dentre outros; fibras para confecção de materiais esportivos como: bolas, raquetes, redes, capas de chuva; dentre outros (ALABASTER, 1981). 2.4 Processo de reciclagem aplicados em garrafas pet A reciclagem mecânica é a mais utilizada no Brasil por possuir algumas vantagens como o fato de ser um negócio acessível a pequenos e médios empresários. A tecnologia envolvida na reciclagem mecânica, para a produção de itens de reduzido grau de exigência técnica (baldes, vassouras, sacos de lixo, etc.), é facilmente absorvida. O processo de reciclagem mecânica é responsável pela grande reciclagem industrial existente no Brasil, baseia se na conversão dos descartes plásticos em grânulos que podem ser reutilizados na fabricação de outros produtos (ROLIM, 2000). 25 Por estas razões, assim como pelo fato de o PET ser termoplástico, os quais se caracterizam por, sob pressão e calor passarem por uma transformação física, sem sofrerem mutação em sua estrutura química, e se tornarem reversíveis, podendo ser reaproveitados em novas moldagens, a reciclagem mecânica converte-se hoje em dia no Brasil como a opção mais viável de reciclagem para os frascos plásticos pós-consumo de garrafas de plásticos de bebidas (CASALLI, 2011). 2.5 Etapas do processo de produção mecânica em indústrias de recicláveis de garrafas pet – Uberaba - Minas Gerais Segundo Bordonalli (2007b) a indústria de reciclagem de embalagens plásticas que opera segundo um sistema de reciclagem mecânica, apresenta as etapas básicas que compõem as instalações: separação e triagem dos diferentes plásticos, moagem, lavagem para retirada de sujeiras e restos de conteúdo, secagem e produto final. A etapa de separação é fundamental para a reciclagem do plástico e pode ser manual ou automatizada. No Brasil, como a maioria das empresas de reciclagem são de pequeno porte e a mão- de-obra é barata, a separação é feita principalmente de forma manual dependendo a sua eficiência diretamente da prática das pessoas que executam esta tarefa. A separação manual e a triagem dos diferentes tipos de plásticos são feitas de acordo com a identificação do produto ou com o aspecto visual (SPINACE e PAOLI, 2005). Nesta etapa são separados também rótulos de materiais diferentes, tampas de garrafas, produtos compostos por mais de um tipo de plástico, embalagens metalizadas, grampos, etc. Outro fator determinante da qualidade é a fonte do material a ser separado, sendo que aquele oriundo da coleta seletiva é mais limpo em relação ao material proveniente dos lixões ou aterros (PLASTIVIDA, 2014). A figura 3 apresenta a linha de moagem e lavagem de PET. Figura 3: Linha de moagem e lavagem de PET da indústria 26 Fonte: SGA responsável por processo na indústria de reciclagem citada. Após o processo de separação, as embalagens, ainda inteiras, são transportadas até um moinho de facas rotativas provido de bicos injetores de água sob pressão, onde os plásticos são moídos e fragmentados em pequenos pedaços. No mesmo processo de moagem os plásticos podem ser expostos a uma pré-lavagem com água para retirada de sólidos grosseiros como terra e areia. A lavagem é complementada em banheira (em formato de canal) contendo água com regime de descarte por batelada. Após a pré-lavagem, os plásticos percorrem o canal, ocorrendo a sedimentação dos materiais de maior densidade que a água, tais como, areia, terra e particulados plásticos de resinas sem interesse à reciclagem pela empresa, entre outros, enquanto o plástico flutuante é coletado na extremidade do canal de lavagem. O descarte do efluente ao final do processo é direcionado para ser tratado, enquanto os resíduos seguem para aterro sanitário. Na última etapa do processo, a secagem, o objetivo é eliminar o excesso de água que o material moído contém. Depois de lavado, o plástico é acondicionado em uma centrífuga para a retirada da água. Quando necessário, a secagem é complementada por equipamento térmico. 2.6 Etapas do processo de reciclagem da indústria em estudo A matéria prima utilizada na indústria de recicláveis de Uberaba MG é obtida de cooperativas de reciclagem, catadores de descartáveis e também de Ong’s parceiras em reciclagem de plásticos e garrafas PET de todas as regiões do Brasil. São recicladas aproximadamente 300 toneladas/mês, sendo selecionado apenas plástico PET como matéria prima para o processo de produção (Figura 4). 27 Figura 4: Fluxograma das etapas do processo da indústria de recicláveis PET. Fonte: SGA indústria recicláveis PET, 2014. O que não é selecionado como PET no processo de classificação manual, é descartado e retorna para cooperativas responsáveis pela reciclagem de tais rejeitos. Assim que o material MATÉRIA PRIMA: FARDOS DE EMBALAGENS PLÁSTICAS Descarte de plásticos sem interesse na reciclagem. Água de reuso no processo de lavagem. Após saturação o efluente segue para processo de tratamento. Água chega por gravidade da caixa d’água. Ápos 3 processo de decantação efluente segue para tratamento. Água com detergente alcalino trocada 2vezes ao dia após saturação seguindo após 3processos de decantação para tratamento do efluente. Flake segue por Rosca sem Fim para Tanque de separação por gravidade de Flake e Rótulos e tampas moídos (PP). Retira todo água e Umidade de Flake e encaminha para o Silo (1) Flake caem no BigBag por gravidade finalizando processo. Retira todo água e Umidade do PP e encaminha para o Silo (2) Flake cai no BigBag por gravidade finalizando processo. TRIAGEM MANUAL PRÉ LAVAGEM ESTEIRA DE RETORNO DETECTOR DE METAISMOAGEM (1) E LAVADORA (1) MOAGEM (2) E LAVADORA (2) ROSCA SEM FIM E TANQUE SEPARAÇÃO SECADORA (1) E VETOINHA (1) SILO (1) SECADORA (2) E VENTOINHA (2) SILO (2) O efluente dos tanques de separação e das secadoras segue através de canaletas de PVC para Tratamento Primário onde retornam diariamente para o processo. Após 5 dias de utilização segue o Tratamento de Efluentes. 28 chega à empresa é armazenado em um pátio de recepção. O processo de produção inicia-se com a introdução da matéria prima em um dispositivo (1) que tem por função transportá-lo até a esteira de classificação, sendo realizada uma pré-lavagem das garrafas plásticas (PET), utilizando somente água para remoção de sólidos grosseiros como terra e areia presente nas garrafas, essa água é reutilizada em todo o processo de pré-lavagem do dia todo. Na esteira de classificação (2), a matéria prima é triada por seis funcionários e são separados plásticos diferentes um do outro; os plásticos são separados por cores, pois em cada processo produz-se um flake (produto final do processo de reciclagem) de cor diferente, (se branco, somente processará o branco) bem como são retiradas impurezas que poderiam causar danos aos equipamentos industriais (metais). 1ª Fase: A matéria prima (PET em fardos) é levada para MOEGA 1 (MOE1) onde o fardo é desmanchado e as garrafas passam pelas pré lavadoras 1 e 2 (PLV 1 e PLV2) onde recebem um jato de água para tirar impurezas mais grosseiras (areia e terra). O efluente gerado neste processo segue para o reservatório 16 (R16), onde tem uma tela de contenção de particulados, em seguida para o reservatório 4 (R4), onde tem uma bomba para retornar água para as pré lavadoras 1 e 2 (PLV 1 e PLV2). Este efluente quando saturado, segue para reservatório 5 (R5) iniciando o processo de tratamento. As garrafas caem nas esteiras de classificação 1 e 2 (ESC 1 e ESC 2) onde as garrafas são classificadas para moer. As garrafas recusadas são descartadas através de uma esteira de retorno (ESR 1). 2ª Fase: A esteira de retorno leva as garrafas para a esteira circular localizada na área externa para reclassificar as recusas ou descartá-las. Cada esteira possui um detector de metais (DET 1 e DET 2) que acusa a presença de eventuais metais e automaticamente desliga a esteira para a retirada do metal que pode ou não estar junto das garrafas. Após a passagem das garrafas pela esteira de classificação, as mesmas são levadas pela esteira de alimentação 1 (ESA 1) caindo no moinho 1 (MO1) onde as garrafas são trituradas no tamanho de 1.1/4”, caindo na lavadora 1 (LAV1). Tanto o Moinho 1 (MO1) como a Lavadora 1 (LAV 1) recebem água que vem por gravidade da caixa d’água e após passar pelo moinho e lavadora a água passa no reservatório embaixo do moinho e da lavadora para decantação da areia e da terra onde segue por canaleta e tubo de PVC para o reservatório 13 (R13), onde decanta pela 2vez e segue para o reservatório 12(R12) onde decanta pela 3vez e segue para o reservatório 11 (R11) que por sua vez a envia para o reservatório 6 (R6) onde inicia o processo de tratamento do efluente. 3ª Fase: O Flake já moído em 1.1/4” é levado através da rosca transportadora 1 (RST1) para o moinho 2 (MO2) onde é remoído no tamanho de ½” e cai na lavadora 2 (LAV2). Tanto o 29 moinho 2 (MO2) como a Lavadora 2 (LAV2) recebem água do reservatório (R15). Esta água contém o detergente de limpeza GapQuest 1704 enriquecido com Metassilicato de Sódio para limpeza final do flake. O reservatório 15 (R15) tem uma bomba para recirculação da água, cuja renovação e feita uma ou duas vezes ao dia de acordo com a sua saturação. A água usada no moinho 2 (MO2) e Lavadora 2 (LAV2) cai num reservatório localizado logo abaixo destes 2 (dois) equipamentos para a primeira decantação e segue para o Resevatório 15 (R15) que faz a segunda decantação, bem como retém os particulados gerados no processo. O efluente gerado no reservatório 15 (R15), quando descartado, segue para o reservatório 12 (R12) que faz a terceira decantação, bem como retém os possíveis particulados, seguindo para reservatório 11 (R11), depois para reservatório 6 (R6), e, inicia-se o processo de tratamento de efluentes. 4ª Fase: O flake após passar pela lavadora (LAV2) segue através da Rosca Transportadora 2 (RST2) para o tanque de separação 1 (TQ1) e logo em seguida para o tanque de separação 2 (TQ 2) cuja finalidade e separar por densidade o Flake (PET) dos rótulos e Tampas (PP). Os rótulos e tampas seguem para o tanque de separação 5 (TQ5) e logo em seguida para a secadora 5 (SEC5) e secadora 6 (SEC6) que retiram o excesso de água e jogam os rótulos e tampas moídos para a Ventoinha 2 (VT2) que por sua vez envia para o Silo 3 (SL3) onde são ensacados em BigBags finalizando o processo de moagem dos rótulos e tampas. O Flake (PET) que passam pelos tanques de separação 1 (TQ1) e Tanque de separação 2 (TQ2) são enviados para a secadora 1 (SEC1) e logo após para a secadora 2 (SEC2), cuja finalidade é retirar todo excesso de água, apresentando ao final uma umidade abaixo de 1%. Em seguida os flakes seguem para a ventoinha 1 (VT1) que levam os flakes para o Silo 1 (SL1) que caem por gravidade, no BigBag, finalizando o processo produtivo da indústria de PET recicláveis. Cada BigBag cheio pesa cerca de 500kg. O controle de qualidade do flake é realizado no laboratório da empresa. Todos os BigBags são inspecionados de acordo com sua finalidade pelo controle de qualidade. O processo consiste na fusão em estufa de 500 ºC de uma amostra do flake. Neste processo ocorre o derretimento do flake formando uma placa de pet que deve ser cristalina ou da cor do flake processado. Sendo analisada a presença de bolhas endurecidas e escurecidas confirma-se a contaminação por resquícios de PVC ou algum tipo de metal contaminante durante o processo. Com isso o flake passa por novo processo de lavagem e cristalização para novamente ser analisado de acordo com os parâmetros de pureza designados para a produção. O efluente gerado nos equipamentos: tanque de separação 1 (TQ1) tanque de separação 2 (TQ2), secadora 1 (SEC1), secadora 2 (SEC2), tanque de separação 5 (TQ5), 30 secadora 5 (SEC 5), secadora 6 (SEC6), segue através de canaleta com grades de retenção de particulados e posteriormente em tubos para o reservatório 7 (R7), onde retornam para o processo através de bombeamento. Este efluente só segue para o tratamento em períodos que variam de 5 (CINCO) ou 10 (DEZ) dias, dependendo da demanda do processo. O efluente é direcionado para o reservatório 12 (R12) que o envia para o reservatório 11 (R11). Este reservatório apresenta uma tela de contenção de particulados que promove a separação das partículas e redireciona o efluente para o reservatório 6 (R6). O lodo gerado do sistema de tratamento é disposto em BigBags apropriados e posteriormente é destinado ao aterro sanitário devidamente apropriado para o descarte. Na indústria de reciclagem de material plástico, os detergentes, utilizados para a limpeza das garrafas, são considerados os principais causadores de um efluente com alta Demanda Química de Oxigênio (DQO), complementada pelo resto de resíduo orgânico presente no interior dos frascos vazios (CASALLI, 2011). O detergente GAPQUEST 1704 utilizado na lavagem de garrafas, enriquecido com Metassilicato de Sódio, utilizado pela empresa de recicláveis PET em estudo, é considerado um dos compostos no mercado mais biodegradáveis a disposição, embora essa biodegradabilidade esteja associada ao poder de eficácia na limpeza do PET. Neste caso específico, o poder de limpeza do GAPQUEST 1704 é complementado pelo Metassilicato de Sódio que é um composto alto poder alcalino que associado ao poder adstringente do GAPQUEST completa a limpeza do PET. O metassilicato tem ainda o papel de clareador do PET, ou seja,após a lavagem com o detergente a molécula de metassilicato dissolvida na água adere na parede do PET formando uma película branca cristalina completando o poder adstringente do composto (SGA, 2014). 2.7 Características do reagente químico utilizado na lavagem e cristalização do pet (gapquest 1704) GapQuest 1704 da GAP Química Ltda é um detergente ácido orgânico utilizado na lavagem dos plásticos PET processados na indústria de reciclagem. É considerado um excelente sequestrante para cálcio e ferro em soluções alcalinas, especialmente aquelas soluções que contenham hidróxido de sódio sendo totalmente solúvel em água formando complexos hidrossolúveis. A tabela 2 apresenta as características do GapQuest 1704. 31 Tabela 2: Ficha Técnica com características do reagente GapQuest 1704. Aspecto 25 °C Líquido avermelhado límpido Caráter iônico Não Iônico pH solução aquosa 1%, 25 ºC 5,5 – 7,0 Densidade 25 ºC, g/cm 3 1,05 – 1,16 % Sólidos 20 – 22 Solubilidade em água, 25 ºC Facilmente solúvel Sequestramento de Ca 2+ (mg/g) 120 – 140 Sequestramento de ferro Fe 3+ mg/g 470 – 520 Fonte: Ficha Técnica do produto O detergente GapQuest 1704 apresenta as seguintes vantagens: -Muito efetivo para os complexos de cálcio, ferro, magnésio; -Totalmente solúvel em água; - Altamente eficaz na remoção de óleos e graxas de compostos plásticos; - Completamente estável em condições altamente alcalinas e de temperatura para limpeza. O detergente utilizado no processo (GapQuest 1704) é enriquecido com Metassilicato de Sódio apresentando, uma boa eficiência na limpeza final do flake, porém o efluente final apresenta altos índices de DQO que pode ser devido a esta associação. A ação sequestrante de íons cálcio e ferro ocorrem com a formação estequiométrica de complexos. Estes complexos previnem as corriqueiras reações de precipitação de íons metálicos em solução. O GapQuest 1704, utilizado na limpeza do PET em produção industrial, é extremamente eficaz quando associado a pelo menos 1,0% de hidróxido de sódio. Por isso a associação com Metassilicato de Sódio em pó da Diatom Mineração Ltda torna-se o conjunto ideal para limpeza e cristalização do flake derivado do plástico PET. 2.8 Efluente industrial De acordo com a Norma Brasileira — NBR 9800/1987, efluente líquido industrial é o despejo líquido proveniente do estabelecimento industrial, compreendendo emanações de processo industrial, águas de refrigeração poluídas, águas pluviais poluídas e esgoto doméstico (CIMM, 2000). As diferentes composições físicas, químicas e biológicas, as variações de volumes gerados em relação ao tempo de duração do processo produtivo, o potencial de toxicidade, são fatores que alteram quantitativa e qualitativamente os pontos de geração e consequentemente 32 de tratamento do efluente. O efluente deve ser caracterizado, quantificado e tratado e/ou acondicionado adequadamente, antes da disposição final no meio ambiente (BARROS, 2008). As características do efluente industrial são variáveis em cada tipo de indústria, em função do período de operação, da matéria-prima utilizada, da reutilização de água e do potencial poluidor. Independente da sua natureza industrial ou doméstica, o efluente deve ser sempre tratado dentro das normas estabelecidas dentro do corpo de água que este for lançado (ZOPPAS, 2012). As características do efluente líquido gerado nos diversos processos de reciclagem variam de acordo com o tipo de plástico e principalmente com a origem do plástico, pois um mesmo tipo de plástico possui diversas aplicações em variados setores e produtos, resultando em características bem distintas (CASALLI, 2011). 2.9 Origem dos diferentes tipos de efluentes industriais O impacto do lançamento de efluentes originados de lançamentos realizados de forma indevida em corpos d’água é motivo de grande preocupação em vários países (SPERLING; OLIVEIRA, 2005). O efluente líquido de indústrias têxtil é altamente tóxico e não biodegradável, o que o torna resistente à destruição por métodos de tratamento físico e químico. A não biodegradabilidade dos efluentes têxteis se deve ao alto conteúdo de corantes, surfactantes e aditivos que geralmente são compostos orgânicos de estruturas complexas (LEDAKOWICZ; GONERA,1999). A composição média dos efluentes da indústria têxtil pode ser dada por: sólidos totais na faixa de 1000 a 1600 mg/l -1 ; DBO, de 200 a 600 mg/l -1 ; alcalinidade total de 300 a 900 mg/l; sólidos em suspensão, de 30 a 50 mg/l. Essa caracterização do efluente apenas define as ordens de grandeza das características dos efluentes, pois a composição do efluente é dependente do processo e do tipo de fibra processada (SOARES, 1998). Nos matadouros e frigoríficos, os efluentes são volumosos e representam um sério problema pelo alto teor de matéria orgânica, necessitando, portanto, de um tratamento eficaz para redução da mesma. A base do tratamento consiste em evitar, o máximo possível, o contato matéria orgânica/efluente, evitando que a carga orgânica dos efluentes aumente pelo aporte de material orgânico (sangue, aparas de carne e de gordura, restos de misturas ou de emulsões, etc.). Tal fato implica principalmente em capturar, o quanto possível, os materiais ou resíduos antes que entrem nos drenos e canaletas de águas residuais (CETESB, 2008b). Os 33 principais parâmetros diretamente alterados com o aumento da carga orgânica em frigoríficos são as concentrações dos principais parâmetros que caracterizam estes efluentes: DBO5, DQO, óleos e graxas, nitrogênio total, cloreto, etc (CETESB, 1987b). Na indústria de reciclagem de material plástico, os detergentes são muito utilizados para a limpeza das garrafas, durante o processo de fabricação de flakes, sendo causador de alterações indesejáveis nas características físicas e químicas do efluente principalmente em relação à alta Demanda Química de Oxigênio (DQO), complementada pelo resto de resíduo orgânico presente no interior dos frascos vazios (CASALLI, 2011). 2.10 Caracterização da empresa de recicláveis pet A empresa de recicláveis PET, situada no município de Uberaba – MG desde o ano de 2010, apresenta uma área 1200m 2 , contribuindo de forma direta e indireta para geração de emprego e renda no município. A empresa atua hoje com cerca de 20funcionários (diretos) e cerca de 5 (indiretos), com uma renda bruta de R$300.000,00 (mês) atuando no ramo de atividades na reciclagem de materiais plásticos do tipo PET e foi enquadrada na DN/4 com o código F-05-02-9 reciclagem de plásticos com a utilização de processo de reciclagem a base de lavagem com água e trituração do material previamente limpo. A empresa produz 250 toneladas/mês de flakes nas cores cristal-verde-azul e mistos provenientes do processo de reciclagem. 2.11 A geração de efluente e o processo de tratamento da empresa de recicláveis pet Após o processo de produção de flakes reciclado a empresa é responsável por tratar dentro dos parâmetros estabelecidos pela legislação municipal de lançamento de efluentes, todo o efluente gerado durante o processo. Os principais efluentes que devem ser analisados por laboratórios credenciados à empresa, do efluente gerado no processamento produtivo da indústria de recicláveis PET são: teor de sólidos suspensos, alcalinidade, turbidez, Demanda Química de Oxigênio (DQO), Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO5), Nitrogênio, metais pesados, e demais estabelecidos pela legislação do município (CASALLI, 2011). Para tratar este tipo de efluente são utilizados os tratamentos primários, secundários e terciários, que objetivam a remoção das partículas ou poluentes mediante operações físicas, químicas e biológicas ou combinação destas, cujo intuito é reduzir os sólidos totais, turbidez, 34 cor, aplicando processos específicos para oxidar química e bioquimicamenteestas substâncias, além de remover as consideradas causadoras da alta de DQO e DBO apresentadas (MORENO, 2007). Segundo (Hart, 1994), o efluente após processo de tratamento apresenta as características conforme descritas no Quadro 1. Quadro 1: Característica de um efluente após processo de tratamento. Fonte: Beltrame, 2000. A Figura 5 representa o fluxograma das etapas de tratamento da ETE da empresa de recicláveis PET. Figura 6 – Fluxograma das etapas de tratamento da ETE da empresa de recicláveis PET. DBO Redução de 55 a 90% Cor Redução de 90 a 95% Aspecto Incolor ou Levemente Colorido Detergentes Redução de 60 a 70% Óleos e Graxas Redução de 96 a 99% pH Entre 6,4 e 6,6 35 Fluxograma Tratamento de Efluente Empresa de Reciclagem de PET OBS: Processo automático funciona 24hs por dia. R3 R5 555 5 TANQUE DE EQUALIZAÇÃO Sulfato Alumínio + Soda FILTRO DE PEDRA/AREIA – remoção de óleos e graxas (g) Flotação + Decantação (Bomba Dosadora de Sulfato de alumínio + Cal) Decantação 1 e 2 Bomba + Filtro de Poliéster Biofilme 1 Filtro Triplo Biofilme 2 Efluente Tratado Filtro Poliéster Aerador Fonte: Juliana Andrade, 2014. Para que esses despejos sejam tratados com maior eficiência, a indústria utiliza primeiramente um pré-tratamento no qual, o efluente de lavagem do PET é canalizado para 36 um tanque de separação onde tampas e flakes (Figura 6), contidos por um filtro de poliéster, que irá permitir a remoção de boa parte desses sólidos suspensos existentes neste meio. Figura 7 - Pré tratamento ETE indústria de recicláveis PET. Fonte: Juliana Andrade, 2014. Em seguida, o efluente da indústria de reciclagem de PET é direcionado para o tanque de equalização, que tem como tarefa diminuir as oscilações de qualidade e vazão das águas residuárias (DANTAS et al., 2009). Neste tanque auxilia no controle e minimização de possíveis variações de vazão e concentração do efluente para que este atinja boas condições para os processos subsequentes (BELTRAME, 2000). O processo de equalização ocorre com a adição de sulfato de alumínio e soda. De acordo com a vazão de efluente que chega bombas dosam os reagentes e o processo vai ocorrendo dentro do tanque. O sulfato de alumínio é adicionado para a floculação de sólidos compostos e a soda é adicionada para correção de pH do meio (Figura 7). 37 Figura 8 - Tanque de Equalização ETE indústria de recicláveis PET. Fonte: Juliana Andrade, 2014. Seguindo o processo primário de tratamento que consiste na remoção de sólidos grosseiros de forma a proteger as unidades subsequentes, além de bombas e tubulações. O efluente segue para o tanque de areia e pedras (Figura 8), sequência do tratamento primário, onde ocorre à remoção de sólidos em suspensão sedimentáveis, materiais flutuantes (óleos e graxas) e parte da matéria orgânica em suspensão. Figura 9 - Tanque de Areia retenção óleos e graxas ETE indústria de recicláveis PET. Fonte: Juliana Andrade, 2014. 38 Embora o tratamento primário seja um processo exclusivamente de ação física pode, em alguns casos, como na indústria de recicláveis PET o processo ser ajudado pela adição de agentes químicos como Sulfato de alumínio e cal que auxiliam no controle de pH e que através de uma coagulação/floculação possibilita a obtenção de flocos de matéria poluente de maiores dimensões e assim mais facilmente decantáveis, assim a eficiência de um tratamento primário como este pode chegar até 60% (BELTRAME, 2000) . Alguns fatores podem interferir no processo de coagulação. Entre eles estão a turbidez (quanto maior a turbidez, menor será a dose de coagulante, devido a maior possibilidade de choque); a temperatura (quanto menor a temperatura, maior a viscosidade e menor a velocidade de sedimentação) e as condições de mistura (Figura 9) (que deve ser realizada em duas etapas, uma rápida para dispersar o coagulante uniformemente e favorecer as colisões entre as partículas, e outra lenta, para permitir o crescimento do flóculo) (LAGUNAS; LIS, 1998). Figura 10 - Tanque de Flotação ETE indústria de recicláveis PET. Fonte: Juliana Andrade, 2014. Após a flotação o efluente passa novamente por um filtro de poliéster e segue para a decantação (1 e 2). Em seguida passa pelo Biofilme 1, composto de pedras do tipo “marruada” que auxiliam na contenção de sólidos ainda presentes no efluente. Logo em seguida o efluente segue para o Biofilme 2. Que consiste em um tanque de diferentes densidades de pedras para remoção de óleos e graxas presentes no efluente. Alguns sistemas http://pt.wikipedia.org/wiki/Flocula%C3%A7%C3%A3o 39 de tratamento de efluentes são constituídos por filtro de pedra com diferentes proporções para sedimentação por gravidade. Filtros de Areia são utilizados na retenção de partículas de óleos e graxas ainda presentes no efluente (VAN HAANDEL, 1990). Após o biofilme 1 é aplicado o tratamento secundário do efluente. Etapa que geralmente é constituído por processo biológico, com a finalidade de remover matéria orgânica dissolvida e matéria orgânica em suspensão que não foi removida no tratamento primário (BELTRAME, 2000). Nesta etapa do tratamento, há participação de microrganismos que entram em contato com a matéria orgânica do efluente (Figura 10), podendo estes microrganismos ser aeróbios ou anaeróbios, de acordo com as condições do sistema de tratamento. No Tanque de Aeração são separadas as partículas em suspensão presentes na fase líquida do efluente. Para isso são introduzidas bolhas de ar; estas ligam-se às partículas e a força de impulsão da bolha de ar é suficientemente grande para trazer a partícula até à superfície no processo mais vulgar, o ar é dissolvido no efluente sob pressão de várias atmosferas e é depois libertado à pressão atmosférica; o ar dissolvido vai, então, coalescer em pequenas bolhas que vão servir à finalidade acima indicada usada na remoção de óleos, graxas e gorduras e partículas coloidais ainda presentes no efluente. Após este processo o efluente tratado segue para a rede coletora sendo assim lançado na ETE da cidade. A eficiência de um tratamento secundário pode chegar a 95% ou mais dependendo da operação. (BELTRAME, 2000). Figura 11 - Tanque de Aeração ETE indústria de recicláveis PET. Fonte: Juliana Andrade, 2014. 40 Após aeração o efluente passa pelo Biofilme 2, composto por 3 camadas de pedras com diferentes densidades sendo, pedrisco, cascalho lavado e a pedra “marruada”. Nesta etapa, a massa de microorganismos é mantida em suspensão através da agitação provocada pelos aeradores que trabalham alternadamente de acordo com as necessidades de decantação. Essa agitação é feita para que haja um contato íntimo do lodo com o material orgânico na água resultante do efluente. Esses filtros também funcionam com decantadores ajudando a separar o lodo do efluente, removendo sólidos, óleos e graxas e quaisquer partículas mesmo que coloidais ainda presentes no efluente clarificando-o e melhorando a sua qualidade antes de ser jogado no tanque de aeração que segue para o corpo receptor. Após a passagem pelo Biofilme 2 é finalizado o tratamento secundário que é descartado na rede receptora (Figura 11). O efluente normalmente apresenta um reduzido nível de poluição por matéria orgânica, podendo, na maioria dos casos, serem despejadas no corpo ou rede de esgoto receptora (BELTRAME, 2000). Figura 12 - Efluente tratado sendo descartado na rede receptora. Fonte: Juliana Andrade, 2014. O lodo e os rejeitos gerados no processo de tratamento é destinado em BigBags para uma empresa autorizada para destinação correta do mesmo. 2.12 Demanda bioquímica de oxigênio (DBO) 41 Segundo (Braile e Cavalcanti,
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