Tratamento de efluentes industriais

A caracterização vem antes do projeto

Efluente industrial não tem composição padrão. Duas plantas do mesmo setor podem gerar cargas completamente diferentes conforme o processo, os insumos e a segregação interna das correntes. Por isso o primeiro entregável de um projeto de estação de tratamento de efluentes não é um fluxograma, é um conjunto de laudos.

Os parâmetros que definem o arranjo são DBO e DQO (carga orgânica, e a relação entre as duas indica se o efluente é biodegradável), sólidos suspensos, óleos e graxas, pH, nitrogênio e fósforo, metais, cor e vazão — com o perfil de vazão ao longo do dia, não só a média. Uma relação DQO/DBO alta, por exemplo, indica fração recalcitrante e antecipa que o tratamento biológico sozinho não fecha a conta.

Há uma decisão de projeto que costuma valer mais que a escolha de tecnologia: segregar correntes na origem. Misturar um despejo concentrado de baixa vazão com água de resfriamento limpa multiplica o volume a tratar sem alterar a carga. Essa análise faz parte da consultoria e do estudo de tratabilidade.

As etapas do tratamento

Um arranjo completo encadeia quatro níveis, e nem toda planta precisa dos quatro:

• Preliminar. Gradeamento, remoção de areia e equalização. O tanque de equalização é o que amortece pico de vazão e de carga — sem ele, as etapas seguintes são dimensionadas para o pior momento do dia.
• Primário (físico-químico). Correção de pH, coagulação e floculação seguidas de separação por decantação ou por flotação a ar dissolvido. É aqui que saem sólidos suspensos, óleos e graxas e boa parte dos metais precipitados.
• Secundário (biológico). Remoção da carga orgânica biodegradável por lodo ativado, biofilme em leito móvel ou biorreator com membrana. O biológico é a etapa mais sensível à operação: exige carga estável, nutrientes na proporção correta e ausência de substância tóxica ao lodo.
• Terciário (polimento). Quando o padrão de lançamento é restritivo ou quando o objetivo é reuso, entram filtração em areia e carvão ativado, ultrafiltração, osmose reversa e desinfecção.

O lodo é metade do problema

Toda etapa que remove carga da água gera lodo, e o lodo é a parte do projeto mais subestimada em orçamento. O fluxo é adensamento, desidratação por prensa, centrífuga ou leito de secagem, e destinação final por aterro industrial licenciado, coprocessamento ou outra rota autorizada.

Duas consequências práticas: o físico-químico gera bastante lodo químico e o custo do coagulante reaparece no custo de destinação; e o volume de lodo desidratado depende diretamente do teor de sólidos que a desidratação alcança. Uma estação especificada sem a linha de lodo dimensionada é uma estação que vai parar de operar dentro do previsto.

Como se lê a caracterização, parâmetro por parâmetro

Cada parâmetro do laudo aponta uma etapa. É assim que a caracterização vira fluxograma:

• pH — fora da faixa, define equalização e correção antes de qualquer outra coisa. pH oscilante inviabiliza coagulação e mata lodo biológico.
• Óleos e graxas — exigem remoção física antes do biológico. Óleo livre colmata difusor de aeração e adere ao floco, comprometendo a sedimentação.
• Sólidos suspensos — dimensionam o primário e a linha de lodo. Sólidos altos entrando no biológico deslocam a relação entre carga e biomassa.
• DBO — a fração biodegradável, e portanto o tamanho do reator biológico e a demanda de oxigênio.
• DQO — a carga oxidável total. A diferença em relação à DBO é a fração recalcitrante, que o biológico não remove.
• Nitrogênio e fósforo — em excesso, precisam ser removidos por nitrificação, desnitrificação e precipitação; em falta, precisam ser dosados, porque o lodo biológico não cresce sem eles.
• Metais — saem por precipitação em pH controlado, no físico-químico. Se chegarem ao biológico, são tóxicos ao lodo e ainda acabam no lodo excedente, mudando a classificação do resíduo.
• Cor e condutividade — normalmente só se resolvem no terciário, com adsorção em carvão ativado ou com membrana.

Duas relações valem mais que os valores isolados: DQO/DBO, que indica biodegradabilidade, e a proporção entre carbono, nitrogênio e fósforo, que indica se o lodo terá balanço nutricional para funcionar.

O que costuma dar errado numa estação de efluentes

• Amostrar uma única vez. Efluente industrial muda com turno, campanha e limpeza de equipamento. Caracterização de um dia dimensiona uma estação para um dia.
• Dispensar a equalização. Sem tanque de equalização, todas as etapas seguintes precisam ser dimensionadas para o pior instante — sai mais caro que o tanque.
• Mandar carga tóxica para o biológico. Um choque de metal, de solvente ou de biocida derruba o lodo, e recuperar biomassa leva semanas, não horas.
• Esquecer a linha de lodo. É o item que mais estoura orçamento e o que mais interrompe estação em operação.
• Não segregar na origem. Diluir despejo concentrado em água limpa aumenta o volume a tratar sem reduzir a carga a remover.
• Projetar só para o padrão de hoje. Licença é renovada e padrão fica mais restritivo; deixar espaço físico para uma etapa terciária futura custa pouco no projeto e muito na reforma.

Indicadores de operação

Uma estação de efluentes é um processo vivo e falha por deriva, não de repente. Os indicadores que antecipam problema: eficiência de remoção de DBO, DQO e sólidos etapa por etapa — e não só na saída final, que esconde qual etapa está devendo; relação alimento/microrganismo e concentração de biomassa no reator; índice de sedimentabilidade do lodo, que denuncia lodo filamentoso antes de o decantador começar a arrastar sólidos; oxigênio dissolvido no tanque de aeração; e consumo específico de coagulante por metro cúbico, que sinaliza mudança na carga afluente antes do laudo mensal.

Padrão de lançamento e monitoramento

O destino do efluente tratado define o padrão a cumprir, e são regras diferentes:

• Lançamento em corpo receptor — a Resolução CONAMA 430/2011 estabelece as condições e padrões, complementada pela CONAMA 357/2005 quanto à classe do corpo d'água e pela norma do órgão ambiental estadual, que pode ser mais restritiva.
• Lançamento em rede coletora — quem manda é o padrão da concessionária de saneamento, com foco em pH, temperatura, sólidos sedimentáveis, óleos e graxas e substâncias que agridem a rede ou a estação municipal.
• Reuso interno — deixa de haver padrão de lançamento para a fração reaproveitada e passa a valer a qualidade exigida pelo uso final, assunto do reuso de água industrial.

Em todos os casos há obrigação de monitoramento e de registro. A frequência e os parâmetros constam da licença de operação, e o histórico é o que sustenta a renovação dela.

O que a SOLUVIT executa neste escopo

• Consultoria, caracterização das correntes e estudo de tratabilidade, incluindo a análise de segregação na origem.
• Engenharia e projeto da estação, do dimensionamento das etapas à linha de lodo.
• Fornecimento de estação compacta em modalidade fechada, e de filtração, ultrafiltração e osmose reversa no polimento.
• Fornecimento dos produtos químicos de coagulação, floculação e correção de pH.
• Bombas de grande porte para as linhas de recirculação e de transferência.
• Manutenção e operação da estação, e retrofiting quando a carga da planta cresceu além do que a estação existente comporta.

Como funciona o atendimento

Começa pelos laudos e pelo perfil de vazão. Com a caracterização em mão definimos as etapas necessárias, o padrão de lançamento aplicável ao destino escolhido e a linha de lodo — e só então o escopo de fornecimento. A visita técnica é agendada e a operação parte de Jundiaí/SP; a logística por estado está nas áreas de atendimento.

Quanto custa tratar efluente industrial

O custo é definido pela carga e pela natureza do efluente, não pelo volume isolado. Um efluente predominantemente biodegradável se resolve com tratamento biológico, de investimento e operação mais baixos. Um efluente com fração recalcitrante exige polimento terciário ou etapa oxidativa, que muda o patamar do projeto. Entram ainda o padrão de lançamento exigido pelo órgão ambiental do estado, que varia conforme o corpo receptor, e o destino do lodo gerado, item que costuma ser subestimado no orçamento inicial. Na operação pesam energia de aeração, produto químico, desidratação e disposição do lodo e o monitoramento analítico exigido na licença. Por isso a caracterização do efluente real, com a relação entre DQO e DBO, vem antes de qualquer cotação.

Exemplos concretos de aplicação

Em frigorífico e laticínio, a carga é orgânica e o arranjo costuma combinar tratamento físico-químico e biológico, com boa oportunidade de reuso depois. Em planta têxtil, cor e compostos recalcitrantes exigem polimento além do biológico. Em metalurgia e galvânica, o foco migra para metais dissolvidos e para o ajuste de pH, com tratamento físico-químico dedicado. Em sucroenergética, o volume é alto e sazonal, o que muda o dimensionamento. Os padrões e condições de lançamento estão nas resoluções reunidas pelo CONAMA, complementadas pela norma estadual aplicável, e o enquadramento do corpo receptor é tratado pela Agência Nacional de Águas.