Análise de Efluentes Industriais

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ANÁLISE DE EFLUENTES INDUSTRIAIS 
INTRODUÇÃO
A indústria faz uso da água de diversas formas, tais como: beneficiamento da matéria prima;resfriamento de máquinas; esgotos sanitários do estabelecimento,etc. Exceto pelos volumes de águas incorporados aos produtos e pelas perdas por evaporação, as águas tornam-se contaminadas por resíduos do processo industrial ou pelas perdas de energia térmica, originando assim os efluentes líquidos. Os efluentes líquidos ao serem despejados com os seus poluentes característicos causam a alteração de qualidade nos corpos receptores e conseqüentemente a sua poluição. (METCALF & EDDY, 2003) 
A poluição hídrica pode ser definida como qualquer alteração física, química ou biológica da qualidade de um corpo hídrico, capaz de ultrapassar os padrões estabelecidos para a classe. A poluição pelos efluentes líquidos industriais deve ser controlada inicialmente pela redução de perdas nos processos, incluindo a utilização de processos mais modernos, arranjo geral otimizado, redução do consumo de água incluindo as lavagens de equipamentos e pisos industriais, redução de perdas de produtos ou descarregamentos desses ou de matérias primas na rede coletora. (IMHOFF,1986).
 Os processos de tratamento a serem adotados, as suas formas construtivas e os materiais a serem empregados são considerados a partir dos seguintes fatores: a legislação ambiental regional; o clima; os custos de investimento; os custos operacionais; a quantidade e a qualidade do lodo gerado na estação de tratamento de efluentes industriais; a qualidade do efluente tratado; a segurança operacional relativa aos vazamentos de produtos químicos utilizados ou dos efluentes; explosões; geração de odor; confiabilidade para atendimento à legislação ambiental; possibilidade de reuso dos efluentes tratados. (GIORDANO,1999)
 Um fator importante que determina o grau de controle da poluição por efluentes líquidos é a localização da indústria. Podemos citar como exemplo o caso de uma indústria que esteja localizada em uma bacia hidrográfica de classe especial, que não poderá lançar nesta nem mesmo os efluentes tratados. Nestes casos é necessário além do tratamento, que seja feito uma transposição dos efluentes tratados para outra bacia, logicamente com maiores custos. Além de atender aos requisitos específicos para o lançamento de efluentes, as características dos efluentes tratados devem ser compatíveis com a qualidade do corpo receptor. (SAWYER C.N,2004)
Os sistemas de tratamento de efluentes são baseados na transformação dos poluentes dissolvidos e em suspensão em gases inertes e ou sólidos sedimentáveis para a posterior separação das fases sólida/líquida. Sendo assim se não houver a formação de gases inertes ou lodo estável, não podemos considerar que houve tratamento. A Lei de Lavoisier, sobre a conservação da matéria é perfeitamente aplicável, observando-se apenas que ao remover as substâncias ou materiais dissolvidos e em suspensão na água estes sejam transformados em materiais estáveis ambientalmente. A poluição não deve ser transferida de forma e lugar. É necessário conhecer o princípio de funcionamento de cada operação unitária utilizada bem como a ordem de associação dessas operações que definem os processos de tratamento. 
Os sistemas de tratamento devem ser utilizados não só com o objetivo mínimo de tratar os efluentes, mas também atender a outras premissas. Um ponto importante a ser observado é que não se deve gerar resíduos desnecessários pelo uso do tratamento. A estação de tratamento não deve gerar incômodos seja por ruídos ou odores, nem causar impacto visual negativo. Deve-se sempre tratar também os esgotos sanitários gerados na própria indústria, evitando-se assim a sobrecarga no sistema público. Assim cada indústria deve controlar totalmente a sua carga poluidora. Podemos sintetizar que um bom sistema de tratamento é aquele que pode ser visitado. (GIORDANO,1999)
PARÂMETROS DE ANÁLISE
Como mencionado anteriormente, efluentes precisam ser descartados apropriadamente e para a determinação do destino existem parâmetros de análise a serem considerados. (MOTA, 2003)
ASPECTOS FÍSICOS
Temperatura
A temperatura influencia na quantidade de OD (oxigênio dissolvido). Quanto mais elevada é a temperatura menor será o OD. A quantidade de oxigênio nos corpos d’água, onde são despejados os líquidos residuais, é importante para a preservação dos organismos lá presentes como microrganismos degradadores de matéria orgânicas e peixes. (VON SPERLING, 1996)
pH – Potencial Hidrogeniônico
O pH do efluente também pode afetar, assim como a temperatura, os microrganismos presentes naquele ambiente. Todo organismo funciona em um meio onde a alcalinidade/acidez é compatível ao seu sistema. Ao alterar essas características vitais afetamos os bióticos que realizam degradação da matéria orgânica e consequentemente à degradação propriamente dita. (REALLI, 1999)
Odor
Potencialmente gerando mau odor temos compostos carbonicos como fenóis e clorofenóis que também são tóxicos aos seres humanos. São mais dificilmente degradados se em grande concentração. (FELDKIRCHER, 2010)
Turbidez
Gerada pela presença de matéria em suspensão. O grau depende da quantidade de partículas e do tamanho delas. Entre as matérias pode haver argila, microbióticos, iodo e entre outros. (FELDKIRCHER, 2010)
Cor
A cor é variável, depende da natureza da matéria ali inserida. Água com cor avermelhada pode ter grande quantidade de ferro, assim como água de natureza esverdeada tem maior quantidade de algas. (FELDKIRCHER, 2010)
ASPECTOS QUÍMICOS
Fosfatos e Nitratos
Esses elementos são encontrados comumente em despejos de indústrias agrícolas uma vez que são utilizados para enriquecimento de solos. O excesso desses materiais causa um processo chamado de eutrofização onde pelo acúmulo de nutrientes há um crescimento exacerbado de organismos afetando quantidade de matéria orgânica, oxigênio dissolvido e mortandade de peixes. (FELDKIRCHER, 2010)
Metais pesados
Metais como selênio, cádmio, mercúrio, chumbo e outros são considerados metais pesados. Esses metais são além de tóxicos, bioacumulativos, ou seja, são ingeridos mais rapidamente do que seus corpos conseguem eliminar. A bioacumulação desses metais é extremamente letal aos bióticos que o ingerem podendo causar até mesmo morte por intoxicação. (FELDKIRCHER, 2010)
Cianetos
Esse por sua vez, inviabiliza o tratamento biológico além de se em grande quantidade liga-se à enzimas bloqueando a cadeia respiratória e inibindo o metabolismo do oxigênio. (SCHNEIDER, 2009)
DBO
Demanda bioquímica de oxigênio. Indicador indireto de concentração de matéria orgânica biodegradável pela demanda de oxigênio exercida por microrganismos degradantes através da respiração. (RITCHER, 2007)
Uma alta DBO do ambiente está relacionada a uma grande quantidade de matéria orgânica, ou seja, quanto maior a DBO maior a poluição. Assim como uma baixa DBO pode significar ausência de agentes decompositores, ausência de poluição ou algum empecilho impedindo os agentes de decomporem. (RITCHER, 2007)
DQO
Demanda química de oxigênio. Indicador da concentração de matéria orgânica, biodegradável ou não, baseado na demanda de oxigênio para oxidação da matéria por ação de um agente químico. (RITCHER, 2007)
Óleos e Graxas
Esses despejos são hidrocarbonetos derivados do petróleo e da gordura animal ou vegetal. Estão relacionados à indústrias petrolíferas, petroquímicas, matadouros, produtos lacticínios e etc. Os lipídios residuais podem se acumular envolvendo organismos e formando crostas na superfície impedindo a execução de trocas gasosas e obstruir tubulações. (FELDKIRCHER, 2010)
Agentes Sufactantes
Agentes que diminuem a tensão superficial da água afetando no OD além de formar espuma as quais atrapalham na passagem de luz para fotossíntese.(VON SPERLING, 1996)
Dureza
É quando se há uma grande quantidades de íons de minerais como Cálcio e Magnésio. A alta dureza se dá à incapacidade de formar espuma quando em contato com sabão promovendo incrustação de lipídiosem tubulações.(FELDKIRCHER, 2010)
Alcalinidade
Provêm de sais alcalinos. Afetam significativamente na coagulação, redução de dureza e inibição da corrosão de recipientes e tubulações.(FELDKIRCHER, 2010)
Cloretos
Advindo da dissolução de minerais e poluição conferindo palato salgado e até mesmo propriedades laxativas. (FELDKIRCHER, 2010)
Presença de sólidos 
A presença de sólidos como mencionado afeta na turbidez do líquido fazendo com que diminua a atividade fotossintética pela ausência de passagem de luz provocando diminuição da taxa de OD. (FELDKIRCHER, 2010)
ASPECTOS BIOLÓGICOS
As características biológicas são determinadas por exames bacteriológicos e hidrobiológicos. Dentre os identificados obtemos bactérias, vírus, protozoários e algas.(FELDKIRCHER, 2010)
Os primeiros mencionados são potenciais patogênicos portanto seu controle se dá pela prevenção e controle de doenças. Já as algas podem conferir odor e gosto desagradável dos corpos d’água.(FELDKIRCHER, 2010)
MÉTODOS DE ANÁLISE
Dentre as maiores fontes de poluição de corpos d’água está os lançamentos de efluentes industriais. Por isso é necessário métodos para analisar a toxicidade dos efluentes industriais, com a caracterização e controle da poluição, além do uso em conjunto de análises, físicas, químicas e eco-toxicológicas. 
Coleta e Amostragem: O Objetivo da amostragem para a realização de relatório analítico é a coleta de um volume pequeno o bastante para o transporte e conserva até a chegada no laboratório. Para que a prática ocorra com sucesso é necessário uma escolha de frascos com mínimos volumes, além de um prazo máximo para a realização dos testes.
Análise de dados: Os teores determinados são comparadas aos padrões, os quais são estabelecidos por resoluções legais, que auxiliam ao laboratório e suas pesquisas.
Para que essas determinações sejam realizadas, há uma série de técnicas analíticas que são capazes de identificar os efluentes presentes em determinada amostra e suas concentrações com grande precisão. 
Métodos de Análise: 
· Físicos – usam uma ou mais propriedades físicas para separação e/ou quantificação (espectrometria, espectroscopia, turbidimetria, etc.);
· Químicos – utilizam transformações químicas como base primária de separação e quantificação (volumetria, titulometria, combustão, gravimetria, etc.);
· Cromatografia gasosa e líquida – técnica de separação que faz uso de métodos físicos e químicos para a quantificação e detecção;
· Eletroquímicos – baseiam-se em medidas de voltagem ou fluxos de correntes associadas com transformações químicas (condutometria, potenciometria, etc.).
Os métodos mais utilizados para auxílio dos procedimentos laboratoriais e resultados analíticos precisos tem como parâmetro as normas nacionais e internacionais de análise, como Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, American Public Health Association (APHA), American Water Works Association (AWWA), Water Environment Federation (WEF), Environmental Protection Agency, Companhia Ambiental do Estado de São Paulo e ABNT’s.
SMA 100: A avaliação de parâmetros químicos e físicos de qualidade é importante para entender o funcionamento dos ecossistemas e os problemas ambientais, além de propor soluções viáveis para eles. Daí a necessidade de serem aplicadas metodologias seguras e precisas e serem realizadas por laboratórios confiáveis.
A resolução impacta diretamente na acreditação de laboratório e concedeu prazos de dois anos para a retomada da exigência da acreditação das atividades de amostragem, para as seguintes matrizes ambientais:
1- Água subterrânea em poço de monitoramento (método de purga por baixa vazão);
2- Água para consumo humano;
3- Água bruta em poço tubular para fins de abastecimento;
4- Água superficial;
5- Efluentes líquidos;
6- Emissões atmosféricas em fontes estacionárias;
7- Ar atmosférico (monitoramento automático e manual).
Esse tipo de resolução age como intensificador da fiscalização e na melhoria de qualidade e padrão dos laboratórios, promovendo maior precisão em seu processo.
EFLUENTES 
Efluentes domésticos: os efluentes domésticos ou esgotos sanitários são os dejetos produzidos na cozinha ou banheiro das casas, edifícios e indústrias, composto de 99,9% de água, e o restante de sólidos orgânicos e inorgânicos e de micro-organismos (MOTA, 2003).
Efluentes líquidos são os resíduos provenientes dos esgotos sanitários, das indústrias, dos lixões, das redes pluviais e da agricultura, resultado das atividades humanas. Por fim, os efluentes industriais são como o próprio nome já diz resíduos líquidos ou os gases provenientes das indústrias e que são descartados na natureza (FOGAÇA, 2001).
O tratamento ideal para cada tipo de efluente é indicado de acordo com a carga poluidora e a presença de contaminantes. Existem vários tipos de tecnologias usadas para esse fim, mas os principais tipos de tratamentos de efluentes resumem-se em três: tratamentos primários, secundários e terciários (GIORDANO, 2004).
TRATAMENTO PRIMÁRIO
 É aquele que usa processos físico-químicos para separar da água os sólidos e materiais que ficam flutuando nas efluentes.
Alguns exemplos a seguir de processos usados nesse tratamento:
Gradeamento: usado muitas vezes em tratamento de água, onde a mesma é captada dos rios, lagos ou poços passa por grades colocadas em lugares estratégicos para impedir a passagem de detritos (e também de peixes e plantas).
Flotação: é uma técnica de separação físico-química que consiste em adicionar bolhas de ar em uma suspensão coloidal. As partículas em suspensão aderem a essas bolhas e são arrastadas para a superfície do líquido, formando uma espuma que pode, então, ser removida da solução.
Separação de óleo: geralmente são usados separadores de água-óleo (SAO), que são equipamentos que empregam métodos físicos, como a densidade e a tendência que o óleo tem de flutuar sobre a água.
Neutralização: Usam-se produtos químicos para neutralizar o pH do efluente. Utilizada muitas vezes em efluentes industriais.
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
Etapa na qual ocorre a remoção da matéria orgânica, por meio de reações bioquímicas. Os processos podem ser Aeróbicos ou Anaeróbicos. Os processos Aeróbios simulam o processo natural de decomposição, com eficiência no tratamento de partículas finas em suspensão. Já os Anaeróbios consistem na estabilização de resíduos feita pela ação de microorganismos, na ausência de ar ou oxigênio elementar. 
Tanque de Aeração: Tanque no qual a remoção da matéria orgânica é efetuada por reações bioquímicas, realizadas por microrganismos aeróbios (bactérias, protozoários, fungos etc). A base de todo o processo biológico é o contato efetivo entre esses organismos e o material orgânico contido nos efluentes, de tal forma que esse possa ser utilizado como alimento pelos microrganismos. Os microrganismos convertem a matéria orgânica em gás carbônico, água e material celular. 
Decantação Secundária e Retorno do Lodo: Etapa em que ocorre a clarificação do efluente e o retorno do lodo. Os decantadores secundários exercem um papel fundamental no processo de lodos ativados. São os responsáveis pela separação dos sólidos em suspensão presentes no tanque de aeração, permitindo a saída de um efluente clarificado, e pela sedimentação dos sólidos em suspensão no fundo do decantador, permitindo o retorno do lodo em concentração mais elevada. O efluente do tanque de aeração é submetido à decantação, onde o lodo ativado é separado, voltando para o tanque de aeração. O retorno do lodo é necessário para suprir o tanque de aeração com uma quantidade suficiente de microrganismos e manter uma relação alimento/ microrganismo capaz de decompor com maior eficiência o material orgânico. O efluente líquido oriundo do decantador secundário pode ser descartado diretamente para o corpo receptor, pode ser oferecido ao mercado para usos menos nobres, como lavagem de ruas e rega de jardins, ou passar por tratamento para que possa ser reutilizado internamente.
Elevatória do Lodo Excedente – Descarte do Lodo: Etapaem que acontece o descarte do lodo excedente. Os sólidos suspensos, lodo produzido diariamente correspondente à reprodução das células que se alimentam do substrato, devem ser descartados do sistema para que este permaneça em equilíbrio (produção de sólidos = descarte de sólidos). O lodo excedente extraído do sistema é dirigido para a seção de tratamento de lodo.
 	TRATAMENTO TERCIÁRIO
O tratamento terciário pode ser empregado com a finalidade de se conseguir remoções adicionais de poluentes em águas residuárias, antes de sua descarga no corpo receptor e/ ou para recirculação em sistema fechado. Essa operação é também chamada de “polimento”.
Em função das necessidades de cada indústria, os processos de tratamento terciário são muito diversificados; no entanto pode-se citar as seguintes etapas: filtração, cloração ou ozonização para a remoção de bactérias, absorção por carvão ativado, e outros processos de absorção química para a remoção de cor, redução de espuma e de sólidos inorgânicos tais como: eletrodiálise, osmose reversa e troca iônica.
REFERÊNCIAS
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MOTA, Suetonio. Introdução à engenharia ambiental . Rio de Janeiro: ABES, 2003.
RICHTER, Carlos A., NETTO, José M. A.. Tratamento de água : tecnologia atualizada . São Paulo: Edgard Blücher, 2007.
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GIORDANO, G. Avaliação ambiental de um balneário e estudo de alternativa para controle da poluição utilizando o processo eletrolítico para o tratamento de esgotos. Niterói – RJ, 1999. 137 p. Dissertação de Mestrado (Ciência Ambiental) Universidade Federal Fluminense, 1999. 
GIORDANO, G. Análise e formulação de processos para tratamento dos chorumes gerados em aterros de resíduos sólidos urbanos. Rio de Janeiro – RJ, 2003. 257 p. Tese de Doutorado (Engenharia Metalúrgica e de Materiais) PUC-Rio, 2003. 
GRADY Jr, C.P.L. e Lin, H.C. Biological wastewater treatment, Pollution engineering and technology, New York: Marcel Decker, inc, 1980, 963p.
 IMHOFF, K.R. e Karl. Manual de tratamento de águas residuárias. São Paulo: Editora Edgard Blücher Ltda, 1986, 301p. 
METCALF & EDDY – Wastewater Engineering: Treatment and Reuse. 4a ed. Boston: Mc Graw Hill, 2003, 1819 p. 
RAMALHO, R.S. Tratamiento de aguas residuales. Barcelona: Editorial Reverté S.A., 1991, 705 p
FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "Tipos de tratamento de efluentes"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/tipos-tratamento-efluentes.htm. Acesso em 03 de abril de 2020.
	
	
	GIORDANO, Gandhi. "Tratamento e controle de efluentes industriais." Revista ABES 4.76 (2004): 1-84.