TRATAMENTO DE EFLUENTE DE INDÚSTRIA DE CELULOSE POR REATOR SEQUENCIAL EM BATELADA (RBS) MODIFICADO COM LEITO MÓVEL APG
ISBN 978-85-85905-21-7
Área
Ambiental
Autores
Duarte, J.C. (UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ) ; Xavier, C. (UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ)
Resumo
Os efluentes kraft gerados pelas indústrias de celulose apresentam matéria orgânica (DQO e DBO5), Cor, Compostos Fenólicos e demais compostos específicos. Para auxiliar o tratamento do efluente, o presente estudo contou com o uso de um meio suporte comercial aquaporousgel (APG) em reatores sequenciais em batelada (RSB). Foram avaliados três modelos RSB: o primeiro sem APG como controle, o segundo e terceiro com 10% de seu volume contendo respectivamente APG livre e APG confinado. Trabalhou-se com a COV (Carga Orgânica Volumétrica) de 4,0 kg DQO•m-3•d-1, constatando que o reator com APG livre apresentou melhor desempenho nas remoções da maioria dos parâmetros avaliados.
Palavras chaves
Aquaporousgel; Efluente; Batelada
Introdução
Estima-se que em 2016 a produção nacional de celulose chegou a 18,77 milhões de toneladas, fazendo com que o Brasil, quarto maior produtor mundial de celulose, se aproximasse da China, vice-líder da indústria (VALOR, 2016). As altas concentrações de Demanda Química de Oxigênio (DQO), Demanda Biológica de Oxigênio (DBO5), Cor, Compostos Lignossulfônicos (C. LIGS.), Compostos Lignínicos (C. LIGN.), Compostos Aromáticos (CA) e Compostos Fenólicos Totais (CFT) são características dos efluentes gerados pelas indústrias de papel e celulose (KREETACHAT et al., 2007). Visando otimizar a remoção da matéria orgânica, da Cor e demais compostos encontrados nestes efluentes os tratamentos alternativos vêm sendo estudados e aplicados (XAVIER et al., 2011). Neste estudo foi empregado o tratamento com reatores sequenciais em batelada (RSB) modificados com leito móvel Aquaporousgel (APG) com dimensão de 1 cm3, onde as paredes da estrutura absorvem a água fornecendo uma superfície hidrofílica ideal para o desenvolvimento das bactérias que degradam os produtos químicos (NISSHIMBO, 2017). Na literatura são encontradas pesquisas no tratamento de efluentes utilizando a COV (Carga Orgânica Volumétrica) de 4,0 kg DQO•m-3•d-1 com materiais de suporte como Reator Biológico com Leito Móvel (MBBR) (PEITZ; XAVIER, 2014) e Lodo Ativado (LA) (ASSUNÇÃO, 2015). Portanto, o objetivo deste trabalho é comparar a partir dos estudos já realizados o desempenho e a viabilidade de aplicação do tratamento com Aquaporousgel em reator sequencial em batelada (RSB-APG).
Material e métodos
O efluente coletado em indústria de celulose na região de Curitiba foi refrigerado em temperatura de 4°C na ausência de luz. Sua caracterização envolveu a determinação de DQO, DBO5, Cor, C. LIGS, C. LIGN, CA e CFT. As amostras foram filtradas em membrana 0,45 µm antes da análise de DQO, Cor e compostos específicos que foram feitas em triplicata e lidas nos comprimentos de onda específicos (APHA, 2005) em cubeta de quartzo 1x1 cm em Espectrofotômetro UV-VIS Cary 50. As análises de DBO5 foram feitas em duplicata (APHA, 2005), diferindo em menos de 5% o coeficiente de variação das réplicas. O sistema RSB foi operado empregando três reatores em acrílico com volume útil de 2L, cada um utilizando dois compressores de ar Boyu SC-3500 para manter o oxigênio dissolvido (OD) superior a 5 mg.L-1 medidos semanalmente com oxímetro. Deste volume útil, apenas 1L era retirado e 1L adicionado com variações no tempo de detenção hidráulica (TDH) em função da DQO do afluente para a manutenção da COV 4,0 kg DQO•m-3•d-1. O primeiro sistema foi o controle (A) e não possuía APG; o segundo e o terceiro operavam com 10% de seu volume contendo respectivamente APG livre (B) e APG confinado em estruturas plásticas vazadas (C). Os reatores foram inoculados com lodo, proveniente de lagoa aerada de indústria de celulose kraft local, para concentração final de 2,5g SSV•L-1 e foram adicionados NH4Cl(aq) e K2HPO4(aq) como fontes de nitrogênio e fósforo na razão DQO:N:P=100:5:1. O pH de entrada foi ajustado para 7,0 ± 0,2 com H2SO4(l) e NaOH, ambos 0,01 mol.L-1. O tempo de operação entre adaptação da biomassa, coleta e análise das amostras foi de trinta dias.
Resultado e discussão
Na tabela 1 encontram-se as características do afluente utilizado no estudo RSB-APG. Foram feitas quatro análises ao longo da segunda quinzena de estudo no período onde as temperaturas ambientes finais atingiram em média 25ºC, facilitando o crescimento de biomassa e biodegradação do efluente. O TDH foi em média 5,0 ± 1,6h e a relação entre as concentrações de DBO5 e DQO no afluente utilizado no RSB foi de 0,36 ± 0,14, com característica de biodegradabilidade indicado para o tratamento biológico (XAVIER et al., 2009). Na figura 1 estão contidas as remoções (%) obtidas pelo tratamento RSB-APG. Em relação à remoção de DQO e DBO5, observam-se valores superiores de remoções no reator (B) e ambos os reatores com APG apresentaram maior estabilidade em relação ao controle (A) ao longo das análises. O APG livre apresentou remoção de DQO acima de 53% enquanto métodos como Lodo Ativado (LA) e MBBR apresentaram média próxima a 30% (ASSUNÇÃO, 2015). Em relação à remoção da DBO5, ao comparar os resultados destes métodos com o suporte APG, não foram observadas diferenças importantes. As remoções de Cor pelo APG foram baixas e por vezes negativas, ficando atrás das remoções com MBBR e LA para a mesma COV aplicada. Nas remoções de compostos lignossulfônicos e compostos aromáticos o reator (B) se apresentou mais eficaz, atingindo médias de remoção 16,7% e 21,0% respectivamente, sendo maiores que os resultados obtidos com LA (9,4% e 17,7%) e MBBR (7,8% e 6,9%). Na remoção de compostos lignínicos e CFT os valores foram superiores a 15% e 34% respectivamente, mostrando bom desempenho frente a LA convencionais e MBBR na mesma carga. Nos parâmetros C. LIGN e CFT, o reator (C) com APG confinado mostrou melhor desempenho que o reator (B) que possuía APG livre.
Características do Afluente do sistema RSB-APG na carga em estudo.
Gráfico da média de remoções de DQO, DBO5, Cor, C. LIGS, C. LIGN, CA e CFT obtidas para os reatores A, B e C na carga em estudo.
Conclusões
Na carga aplicada o reator com APG livre apresentou médias de remoção maiores em relação ao RSB-APG confinado. Esta observação pode ser relacionada ao fato da área superficial do APG ser maior quando estes estão dispostos livremente no sistema. As variações obtidas são típicas do efluente industrial. Quando comparado a métodos como Lodo Ativado e MBBR com meio suporte AMB plástico, na COV 4,0 kg DQO•m-3•d-1, o RSB-APG mostra melhor desempenho na remoção da maioria dos parâmetros avaliados e na estabilidade do sistema.
Agradecimentos
Agradecemos a toda equipe do LATAR/GTEF pelo apoio, à UTFPR pelo espaço e equipamento, a Indústria pelo efluente, a Nisshimbo Chemical Inc. pelo meio suporte APG e aos de
Referências
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2.ASSUNÇÃO, A.; XAVIER, C.R, VANZETTO, S. C. Lodos Ativados Vs Mbbr No Tratamento De Efluente De Indústria De Celulose Kraft, In: Anais do Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária, 2015.
3.KREETACHAT, T., DAMRONGSRI, M., PUNSUWON, V., VAITHANOMSAT, P., CHIEMCHAISRI, C., CHOMSURIN, C., Effects of ozonation process on lignin-derived compounds in pulp and paper mill effluents. Journal of Hazardous Materials, Volume 142, Issues 1–2, p. 250–257, 2007.
4.NISSHIMBO Chemical Inc. - APG (Aquaporousgel) <https://www.nisshinbochem.co.jp/english/products/apgbcn/apg.html> Acesso em 26 jul. 2017, 10h58.
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