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Tratamento de Efluentes de Laticínios
Tratamento de Efluentes Líquidos Industriais Tratamento de Efluentes de Laticínios Renato M. Barbosa NUSP Angelo S.A. Lorenti NUSP
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Setor de leite e derivados é uma importante parte da indústria de alimentos Dinfundida por todo o país. Identificação da demanda: Que problema ambiental surge com os efluentes da indústria de laticínios? Efluentes têm altos teores de gorduras e matéria orgânica (açúcares, proteínas) além de sais/minerais.
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Características Típicas dos Resíduos de Laticínios
Etapa de processo Kg DBO/m3 de leite processado Recepção do leite, lavagem de recipientes e limpeza das instalações 0,26 Resfriamento, armazenagem, lavagem de tanques e tubulações 0,19 Desnatamento, armaz. do leite desnatado e do creme, pasteurização do creme 0,66 Batedeira e lavagem da manteiga 0,46 Evaporação do leite desnatado, secagem em spray dryer 0,74 Secagem em secador rotativo 0,53 Pasteurização do leite, estocagem, engarrafamento e lavagem de garrafas 0,85 Queijaria 0,89 Condensação do soro envelhecido 0,75 (Condensado) ,60 (Lavagem da fábrica) Condensado doce separado do leite condensado 1,4 Creme de leite evaporado + enlatemento 0,75
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Características de despejos Brutos de Sub-categorias de laticínios
Sub-catergoria Kg DBO/Ton Leite Processado M3 de Despejos/Ton Leite Processado Referência Variação Média Varianção Posto de recepção e refrigeração de leite 0,3-0,7 0,46 0,31 - 1,86 0,82 1 0,02-4,8 4,6 - 12,5 6,1 3 - 1,1 1,06 4 Leite pasteurizado e Manteiga 1,09 0,83 0,43 1,47 0,87 0,8 2 Leite condensado 1-1,9 1,45 1,2 - 2,3 1,75 0,18-13,3 6,7 0,99 - 3,32 2,1 2,8 3,2 Leite em pó 0,6 - 12,3 8,9 3,32 0,02 - 4,6 2,2 1,5 - 5,9 3,7 4,1 5,4 Leite esterilizado e iogurte 0,84 2,9 Leite pasteurizado e iogurte 14,24 1 – Relat. EPA 440/1 – 74 – 021 – a- pg 40 2 – Relat. EPA EGU 03/71- pg 49 3 – Relat. EPA EGU 03/71- pg 48 4 – Relat. p/ estabelecimento de fatores de emissão – Ind. De laticícnios e deriv. – CETESB – Ago/79
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Características qualitativas médias de efluentes brutos e dados de matérias-primas para as sub-categorias baseada em dados de campo, com pH variando de 2 a 12. Parâmetros (mg/L) Processos e Subcatergorias Posto de Recep. e refrig. Leite past. e manteiga Leite past. e iogurte Leite ester. e iogurte Leite condens. Leite pó DBO 1033 487 1319 3420 290 875 761 DQO 1397 873 1740 4430 2010 1365 1370 Resid. Não filtrável total 520 329 494 420 915 776 471 Resíduo Total - 993 3300 1870 1406 Resíduo sedimentável 14 1 1,5 0,1 1,7 Nitrogênio Total 26,5 43,2 86,2 56,7 25,5 11,3 Fósforo total 5,75 4,5 5,9 14,2 18,8 6,8 8,8 Óleos e Graxas 562 253 575 100 Temperatura (ºC) 29 31 38 28 Vazão (m3/Tonelada leite produzido) 1,06 1,47 0,83 4,1 5,5 3,2 5,4 Leite processado (Toneladas) 18,5 29,4 48,4 226,2 59,7 80 63,4 Características qualiatativas médias dos efluentes brutos e dados de matéria prima da industria de laticínios, para subacatergorias – valores de campo
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Tecnologia de controle – Garantem 50% de redução da carga orgânica
1º - Controle interno Medidas técnicas corretivas e/ou preventivas Modificações no processamento visando reduzir volume e carga de poluidores $ de tratamento (+ fácil) com uma planta de tratamento reduzida em suas dimensões. Ex.: Soro de leite Aproveitamento Pressão e temperatura = Ricota As medidas podem ser então de gerenciamento e/ou de engenharia
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Medidas de Gerenciamento
Responsável pelo processo ↓ volume de água usado e ↓ de perdas; Estudos de perdas por balanços de massa e conseqüentes alterações; Reuso na limpeza de pisos da H2O condensada nos evaporadores; Controle operracional ↓ volume de líquidos com ↑ DBO derramados; Treinamento de pessoal; Conscientização quanto a política de meio ambiente etc
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Medidas de Engenharia Técnicas da engª de processo lança mão dos equipamentos e sistemas para recuperação dos produtos e subprodutos ↑ rendimento e ↓ de perdas e arraste de produtos nos efluentes. Controladores automáticos de níveis; Instalação de coletadores de líquidos residuais e respingos nas etapas de drenagem de tanques, embalagens etc; Checagem do bom funcionamento de válvulas e bombas nos equipamentos; Operação em volume adequado que evite transbordamento nos processos de ebulição (fervura); Instalação de válvulas automáticas nas mangueiras de H2O para evitar derramamentos desnecessários; Checagem de todas a linhas do sistema CIP e seus suportes de maneira a se evitar vazamentos com as vibrações; Manutenção periódica para garantir equipamentos e instalações em bom estado.
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Medidas de Tratamento Externo
Devido a alta carga orgânica Necessidade de tratamento antes do lançamento nos receptores. Processos empregados Peneiramento Medição da vazão Caixa de areia Retenção e remoção de óleos e gorduras Equalização da carga org. e vazões Tratam. Químico – floculação e flotação Decantação primária Lodos ativados e lagoas aeradas Considerações importantes na escolha do método: Vol. e carga do despejo; Tamanho da planta industrial; Localização e produtos processados; Exist. de sistema de tratamento de H2O residuárias no munícipio; Legislações municipal e estadual ECONÔMICAS
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Opções de tratamento 1 - Fossas Sépticas Unidades estanques de tratamento primário de esgotos, onde a velocidade e a permanência do líquido na fossa permitem a separação da fração sólida do líquido, proporcionando digestão limitada da matéria orgânica e acúmulo dos sólidos Sumidouros Unidades que recebem a fração líquida proveniente das fossas sépticas e têm a função de permitir sua infiltração no solo e, para tanto, devem ser construídos em tijolo em crivo ou concreto perfurado.
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3 - Tanques Imhoff São unidades compactas, possuindo em um mesmo tanque, as unidades de decantação e digestão do lodo, dispostas de tal maneira que um processo não interfira no outro Filtros Biológicos O tratamento em filtros caracteriza-se pela alimentação e percolação contínua de esgotos através de um meio suporte comumente constituído de pedras ou pedregulhos. A passagem constante de esgotos nos interstícios promove o crescimento e a aderência de massa biológica na superfície do meio suporte, realizando desta forma a clarificação dos esgotos.
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05) Lagoas de Estabilização As lagoas de estabilização são grandes tanques escavados no solo, nos quais os esgotos fluem continuamente e são tratados por processos naturais. Bactérias e algas são os seres vivos que habitam as lagoas, coexistindo em um processo de simbiose e, desta forma, tratando os esgotos através da decomposição da matéria orgânica pelas bactérias. Conforme o processo biológico que nelas ocorre, as lagoas são classificadas em: a) Lagoas Anaeróbias Nelas ocorrem simultaneamente os processos de sedimentação e digestão anaeróbia, não havendo oxigênio dissolvido. No fundo permanece um depósito de lodo e na superfície formam-se bolhas de gás resultantes da fermentação do mesmo. Estas lagoas admitem cargas elevadas, reduzindo-as em cerca de 50%, sendo, portanto comumente utilizadas como lagoa primária de uma série de lagoas.
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b) Lagoas Aeróbias Projetadas de maneira a existir oxigênio dissolvido em toda massa líquida, ocorrendo apenas o processo aeróbio. Ocupam áreas maiores que outros tipos de lagoas, sendo por isso, pouco utilizadas. c) Lagoas Facultativas Operam em condições intermediárias entre as aeróbias e anaeróbias, coexistindo os processos encontrados em ambas. O princípio de funcionamento já foi descrito anteriormente.
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d) Lagoas de Maturação Sua finalidade principal é a remoção de organismos patogênicos, sólidos em suspensão e nutrientes. São utilizadas após o tratamento secundário dos esgotos, realizados em lagoas ou não, com o propósito de melhorar a qualidade do efluente. e) Lagoas Aeradas O oxigênio a ser utilizado no processo biológico é introduzido mecanicamente através de aeradores, com a finalidade de manter a concentração de oxigênio dissolvido em toda ou parte da massa líquida, garantindo as reações bioquímicas que caracterizam o processo.
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6 - Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente e Manta de Lodo São tanques de concreto ou outro material, aos quais os esgotos brutos têm acesso pelo fundo, distribuídos uniformemente de forma a atravessarem uma manta de lodo rica em bactérias anaeróbias, onde se processa a digestão, obtendo-se remoções de matéria orgânica de 50 a 70%. Os modernos reatores são dotados de separadores de fases, que possibilitam a permanência dos sólidos no reator e a coleta de gases na parte superior onde são geralmente queimados.
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7 - Tratamento por Lodos Ativados: Processos de tratamento mais empregado Processo aeróbio: microorganismos degradação de substâncias orgânicas complexas crescimento em suspensão na massa líquida com retenção de biomassa efluente com elevada qualidade.
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Constituição da estação de tratamento de esgotos por lodos ativados : a) Decantador primário: sedimentação de sólidos orgânicos e inorgânicos. b) Tanque de aeração: introdução de oxigênio e mistura esgoto e lodo. c) Decantador secundário: sedimentação e retirada do lodo para recirculação ou digestão. d) Elevatória de recirculação de lodo: recalque do lodo para o tanque de aeração. e) Digestor de lodo: digestão do lodo excedente retirado do decantador secundário. f) Dispositivo para desidratação do lodo: mecanizada ou em leitos de secagem.
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Desvantagem p/ laticínios:
% de gorduras prejudicam sua eficiência, havendo a necessidade de um pré-tratamento p/ a carga lipídica. Perspctivas Estudos atuais apontam para o uso de enzimas (lipases) Vantagens do processo com lipases Facilidade de assimilação das gorduras após hidrólise enzimática. Desvantagens: $ necessidade de novos métodos de produção, como a fermentação em estado sólido a partir de rejeitos da agro-indústria.
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Desempenho de sistemas de tratamento em laticínios:
Redução da DBO na faixa de 97,5 a 99% para sistemas: Lodos ativados apenas; Lodos ativados e lagoas aeradas; Lagoas apenas; Filtros biológicos e Tanques septicos
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Soro de leite Problema de tratamento em laticínios:
DBO varia entre a mg/L aprox. ½ dos sólidos do leite integral. Aproveitamento no processo Transformação em produtos de valor agregado em vez de seu descarte. Composição de Gde valor nutritivo: Proteínas solúveis, aminoácidos, lactose, vitaminas, sólidos de leite. Sua baixa carge de N2 dificulta o tratamento biológico: Inativam os m.os. Portanto: Segregação, tratamento e disposição a parte
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