Tratamento de Efluentes de Indústrias de Celulose e papel

Consumo de Água (Kraft): Polpa: 55 - 130 m3/ton CARACTERIZAÇÃO E TRATAMENTO DE EFLUENTES DE INDÚSTRIA DE CELULOSE E PAPEL 1. INTRODUÇÃO Consumo de Papel (1982): Brasil: 26 kg/hab/ano EUA: 270 kg/hab/ano Consumo de Água (Kraft): Polpa: 55 - 130 m3/ton Branqueamento: 55 – 230 m3/ton Papel: 75 – 150 m3/ton

2. O PROCESSO INDUSTRIAL 2.1. Obtenção da polpa de celulose Matéria Prima: Madeira Outras: algodão linho, palha, cânhamo e juta Polpação: Termomecânica (vapor) Mecânica Quimiomecânica Semi-química Química – Alcalina: Sulfato (Kraft) Ácida: (Sulfito)

Polpação da Celulose

2. 2. PREPARAÇÃO DA MADEIRA TRONCOS DE MADEIRA  DESCASCADORES  LAVAGEM  PICADORES PENEIRAMENTO E SELEÇÃO  ARMAZENAMENTO  DIGESTORES Descascadores: Via úmida: 30 m3 água /m3 madeira Cascas para alimentação de caldeiras: 10 a 25% do peso seco do tronco. 30 a 70 kg casca/m3 madeira Peneiramento e seleção: 30 x 30 x 4 mm

2.3. POLPAÇÃO ALCALINA (KRAFT) Objetivo: Deslignificação Licor de Cozimento: NaOH + Na2S Cozimento: Vapor aquecido Pressão: até 7,7 kg/cm2 (3,5 – 4,0 kg/cm2: liberação de mercaptanas) Temperatura: 180oC Separação da polpa  DESFIBRADORES/LAVADORES/DEPURADORES

Digestor Lignina Fibra de celulose Corte Longitudinal Cavaco Corte X 150 Fibra de 1 mm de comprimento Cavaco Lignina Corte Transversal Lixívia Fibra de celulose

Recuperação do licor negro Produção do licor negro: 7 a 9 ton/ton polpa (sólidos: 17%) Evaporação: teor de sólidos de 50 a 70 % Forno de recuperação

2.4. BRANQUEAMENTO Objetivo: Remoção de impurezas por oxidação Processo com cloro: Temperatura de 30 a 40oC

Branqueamento da Celulose por Cloração

2.5. FABRICAÇÃO DE PAPEL CELULOSE BRANQUEADA  TANQUES DE MASSA  REFINADORES  TANQUES DE MISTURA TANQUES DE MASSA  SISTEMA DE LIMPEZA  CAIXA DE ENTRADA  MESA DESAGUADORA  PRENSAS  SECAGEM  REBOBINADEIRA  CORTE Tanques de mistura: Caulim, cola, sulfato de alumínio, anilinas, alvejante ótico

3. NATUREZA DOS EFLUENTES LÍQUIDOS 3.1. ÁGUAS RESIDUÁRIAS DA POLPAÇÃO Fontes: Descargas do digestor Lavagem dos resíduos de cal, filtros de lixívia, fornos de cal e gases Vazamentos de lixívia negra Lavagem da polpa Características: Elevadas cargas de DBO e Sólidos em Suspensão. Componentes: Compostos orgânicos e inorgânicos, sulfetos, ácidos resinosos, terebentina e compostos ligno-sulfonatos

3. NATUREZA DOS EFLUENTES LÍQUIDOS 3.2. ÁGUAS RESIDUÁRIAS DO BRANQUEAMENTO CARACTERÍSTICAS: Cor elevada: Tanino e lignina Fibras Cloro residual pH: 4,5 a 8,0 ST: 1.000 a 2.000 mg/L SV: 45 a 65% SST: 50 a 75 mg/L DBO5: 50 a 100 mg/L

3. NATUREZA DOS EFLUENTES LÍQUIDOS 3.3. ÁGUAS RESIDUÁRIAS DA FÁBRICA DE PAPEL ÁGUA BRANCA: Fibras, sólidos em suspensão, cola, amido, material de enchimento, corantes, tinta e óleos e graxas.

Áreas do Processo FONTES E PARAMETROS 1 2 3 Sólidos Totais kg/ton Sólidos Susp. DBO kg/ton Vazão m3/ton Preparo da Madeira 6,0 4,0 1,4 12,0 1,0 3,4 2,6 0,06 1,05 0,6 Obtenção de Polpa celulósica 105,1 10,4 17,8 43,8 8,2 25,8 195,6 - 86,1 48,3 Recupera- çao de Produtos Quimicos 60,0 2,8 9,5 15,3 6,4 9,1 8,3 12,6 Branquea- mento 109,0 27,0 14,0 72,0 13,6 54,2 106,0 1,3 25,9 Total 276,5 44,2 42,7 143,1 29,2 92,5 310,5 87,4

Produção de Celulose: 1.000 ton/dia EFLUENTES LÍQUIDOS m3/tonB CONSUMO DE ÁGUA FRESCA m3/tonB Tanque de Smelt   0,00 8,16 Pátio de Madeira 1,50 Forno de Cal 0,10 Caustificação 25,00 13,20 Polpação 1,68 Evaporação 0,60 7,20 Caldeira de Recuperação 2,00 Branqueamento 11,10 Lavagem / Deslignificação O2 3,00 Depuração Máquina de Papel 10,00 12,00 Desmineralização p/ ger. Vapor 5,11 TOTAL 54,90 57,11

4. CONTROLE DA POLUIÇÃO NO PROCESSO PRODUTIVO Água branca Branqueamento Condensados dos evaporadores Caldeiras de recuperação Águas de refrigeração

5. Recuperação de sub-produtos Lignina do licor negro Óleo remanescente Terebentina Metanol

6. TRATAMENTO DOS EFLUENTES PROCESSOS MAIS COMUNS LAGOAS AERADAS MECANICAMENTE SEGUIDAS DE LAGOAS DE DECANTAÇÃO (Maior area e maior simplicidade operacional) PROCESSO DE LODOS ATIVADOS (Menor area e maior complexidade operacional)

PARÂMETROS PARA O DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE EFLUENTES DE INDÚSTRIAS DE CELULOSE

Decantadores

LAGOAS AERADAS MECANICAMENTE

Lagoas de Aeração

LAGOAS DE DECANTAÇÃO

PROCESSO DE LODOS ATIVADOS CONVENCIONAL

Decantador Secundário Taxa de Aplicação de Sólidos no Decantador Secundário: 4 a 5 kgSS/m2.hora Taxa de Escoamento Superficial no Decantador Secundário: 1,0 a 1,2 m3/m2.hora Profundidade Útil do Decantador secundário: 3 a 4m Produção de Excesso de Lodos Ativados: 0,5 a 0,7 kgSS/kgDBO

EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO – SISTEMA DE LODOS ATIVADOS CONVENCIONAL

DECANTADOR PRIMÁRIO QMÉD = 500 L/s = 1.800 m3/h Tempo de detenção hidráulica adotado: 4 horas VOLUME ÚTIL NECESSÁRIO DE DECANTADORES VU = 4 x 1.800 = 7.200 m3 Serão utilizados dois decantadores de 3.600 m3 de volume útil cada

DECANTADORES PRIMÁRIOS

DECANTADORES PRIMÁRIOS

PROCESSO DE LODOS ATIVADOS

EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO – SISTEMAS DE LAGOAS AERADAS SEGUIDAS DE LAGOAS DE DECANTAÇÃO