UNIVERSIDADE DO VALE DO TAQUARI - UNIVATES
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA
ANÁLISE DE EFLUENTE BRUTO E PROPOSTA DE ESTAÇÃO DE
TRATAMENTO DE EFLUENTES EM INDÚSTRIA CERVEJEIRA DO
VALE DO TAQUARI
Letícia Carolina da Cunha
Lajeado, novembro de 2019
Letícia Carolina da Cunha
ANÁLISE DE EFLUENTE BRUTO E PROPOSTA DE ESTAÇÃO DE
TRATAMENTO DE EFLUENTES EM INDÚSTRIA CERVEJEIRA DO
VALE DO TAQUARI
Monografia apresentada na disciplina de
Trabalho de Conclusão de Curso – Etapa II
do Curso de Engenharia Química da
Universidade do Vale do Taquari –
UNIVATES, para fins de obtenção do título de
Bacharela em Engenharia Química.
Professor Orientador: Dr. Daniel Lehn
Lajeado, novembro de 2019
RESUMO
Mundialmente conhecida, a cerveja é uma bebida alcoólica que tem conquistado
espaço no mercado, sendo o Brasil o terceiro maior produtor mundial. Indústrias do
ramo cervejeiro buscam melhorias e aumento de volume de produção, o que acarreta
em geração de resíduos da fabricação, e o tratamento e descarte correto destes são
essenciais para redução dos impactos ambientais. Legislações específicas foram
criadas para determinar padrões de lançamentos de efluentes nos corpos receptores.
O presente trabalho realizou o estudo do processo produtivo de cerveja Pilsen em
uma indústria do Vale do Taquari, caracterizando o efluente gerado através de
análises físico-químicas, e verificando a performance do sistema de tratamento de
efluentes atual da indústria. A partir da caracterização, foi realizado teste de
tratamento preliminar do efluente e dimensionamento do processo de lodo ativado.
Para a caracterização do efluente, foram feitas três campanhas de amostragem em
três pontos do sistema de tratamento atual da fábrica e as determinações analíticas
se deram em efluentes provenientes da etapa de produção da cerveja Pilsen e da
etapa de limpeza da fábrica, sendo analisados teores de DBO5, DQO, sólidos
sedimentáveis, pH, turbidez, fósforo total e nitrogênio total Kjeldahl. Para avaliar a
eficiência de remoção de parte dos poluentes do efluente, testou-se a floculação a
partir de ensaios de Jar Test, onde o efluente clarificado mostrou reduções
expressivas de cor e turbidez e redução de DQO, indicando contribuição da floculação
para alcançar os padrões de lançamento exigidos. O sistema de lodo ativado
dimensionado a partir da caracterização do efluente bruto é composto de reator
aeróbio de 56,23 m3, com tempo de retenção hidráulico de 4,32 dias, composto por
sistema de aeração mecânica com dois aeradores superficiais. O decantador
secundário dimensionado possui área superficial de 1,64 m2 e volume de 4,93 m3.
Com este dimensionamento, estima-se que o sistema possa reduzir o valor de DBO5
inicial do efluente para 124,86 mg/L, que juntamente com ajustes no tratamento
preliminar da empresa e a etapa de floculação, torna possível o atendimento dos
padrões de lançamento exigidos pela legislação vigente.
Palavras-chave: Cerveja. Processo produtivo. Tratamento de efluentes.
Determinações analíticas. Teste de floculação. Sistema de lodos ativados.
ABSTRACT
Known worldwide, beer is an alcoholic beverage that has conquered space in the
market, being Brazil the third largest producer. Brewing industries are looking for
improvements and increased production volume, which leads to the generation of
manufacturing waste, and their proper treatment and disposal are essential for
reducing environmental impacts. Specific legislation was created to determine patterns
of effluent discharges into recipient bodies. The present work carried out the study of
the production process of Pilsen beer in a Taquari Valley industry, characterizing the
effluent generated through physicochemical analysis, and verifying the performance of
the current effluent treatment system of the industry. From the characterization, a
preliminary effluent treatment test and sizing of the activated sludge process was
performed. To characterize the effluent, three sampling campaigns were carried out at
three points of the current treatment system of the factory and the analytical
determinations were made in effluents from the Pilsen beer production stage and the
cleaning stage of the factory. BOD5, COD, sedimentable solids, pH, turbidity, total
phosphorus and total nitrogen Kjeldahl. To evaluate the efficiency of removal of part of
the effluent pollutants, flocculation was tested from Jar Test assays, where the clarified
effluent showed significant color and turbidity reductions and COD reduction, indicating
flocculation contribution to reach the standards. release requirements. The activated
sludge system dimensioned from the characterization of the raw effluent is composed
of 56.23 m3 aerobic reactor, with hydraulic retention time of 4.32 days, composed by
mechanical aeration system with two superficial aerators. The secondary decanter has
a surface area of 1.64 m2 and a volume of 4.93 m3. With this sizing, it is estimated that
the system can reduce the initial effluent BOD5 value to 124.86 mg / L, which together
with adjustments to the company's preliminary treatment and flocculation step, makes
it possible to meet the release standards. required by applicable law.
Keywords: Beer. Production process. Effluent treatment. Analytical determinations.
Flocculation test. Activated sludge system.
LISTA DE FIGURAS
Figura 01 - Total de cervejarias por ano no Brasil ..................................................... 16
Figura 02 - Processo produtivo cervejeiro ................................................................. 18
Figura 03 - Peneira estática ...................................................................................... 27
Figura 04 - Caixa de areia retangular com fluxo horizontal ....................................... 28
Figura 05 - Esquema de funcionamento do decantador retangular ........................... 33
Figura 06 - Esquema de funcionamento do decantador circular ............................... 33
Figura 07 - Esquema de funcionamento de um reator UASB.................................... 37
Figura 08 - Filtro biológico percolador ....................................................................... 38
Figura 9 - Esquema de lagoa facultativa ................................................................... 43
Figura 10 - Valores médios de DQO e DBO da 1ª coleta, etapa de produção .......... 63
Figura 11 - Valores médios de DQO e DBO da 2ª coleta, etapa de produção .......... 64
Figura 12 - Valores médios de DQO e DBO da 3ª coleta, etapa de produção .......... 64
Figura 13 - Valores médios de DQO e DBO da 1ª coleta, etapa de limpeza ............. 68
Figura 14 - Valores médios de DQO e DBO da 2ª coleta, etapa de limpeza ............. 68
Figura 15 - Valores médios de DQO e DBO da 3ª coleta, etapa de limpeza ............. 69
LISTA DE QUADROS
Quadro 01 - Cervejarias por estado .......................................................................... 17
Quadro 02 - Dimensionamento preliminar do sistema de lodos ativados .................. 77
LISTA DE TABELAS
Tabela 01 - Características do efluente proveniente de cervejaria ............................ 21
Tabela 02 - Valores de concentrações e eficiência dos parâmetros ......................... 24
Tabela 03 - Frequência de monitoramento dos ensaios de toxicidade ..................... 25
Tabela 04 - Espaçamento entre as barras ................................................................ 26
Tabela 05 - Eficiência de remoção de DBO .............................................................. 67
Tabela 06 - Eficiência de remoção de DQO .............................................................. 67
Tabela 07 - Eficiência de remoção de DBO .............................................................. 70
Tabela 08 - Eficiência de remoção de DQO .............................................................. 70
Tabela 09 - Determinações físicas e químicas da etapa de produção ...................... 72
Tabela 10 - Determinações físicas e químicas da etapa de limpeza ......................... 75
Tabela 11 - Resultados do teste de floculação.......................................................... 76
7
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 10
2 Objetivos ............................................................................................................... 13
2.1 Objetivo geral .................................................................................................... 13
2.2 Objetivos específicos........................................................................................ 13
3 REFERENCIAL TEÓRICO ..................................................................................... 14
3.1 Origem da cerveja ............................................................................................. 14
3.2 Produção da indústria cervejeira ..................................................................... 15
3.3 Processo produtivo da cerveja ........................................................................ 17
3.4 Efluentes provenientes da produção de cervejas .......................................... 20
3.5 Legislação ambiental – efluentes líquidos ...................................................... 23
3.6 Tratamentos de efluentes ................................................................................. 25
3.6.1 Tratamento preliminar .................................................................................... 25
3.6.1.1 Gradeamento ............................................................................................... 26
3.6.1.2 Peneiramento ............................................................................................... 27
3.6.1.3 Remoção de areia ........................................................................................ 28
3.6.1.4 Equalização .................................................................................................. 29
3.6.2 Tratamento primário ....................................................................................... 29
3.6.2.1 Coagulação e floculação ............................................................................ 30
3.6.2.2 Sedimentação/decantação ......................................................................... 31
3.6.2.3 Flotação ........................................................................................................ 34
3.6.2.4 Filtração ....................................................................................................... 34
8
3.6.3 Tratamento secundário .................................................................................. 35
3.6.3.1 Reatores anaeróbios ................................................................................... 36
3.6.3.2 Filtração biológica ....................................................................................... 38
3.6.3.3 Lodos ativados ............................................................................................ 39
3.6.3.4 Lagoas de estabilização ............................................................................. 41
3.7 Trabalhos publicados em tratamento de efluentes de cervejaria ................. 44
4 MATERIAL E MÉTODOS ...................................................................................... 47
4.1 Material ............................................................................................................... 47
4.2 Métodos .............................................................................................................. 49
4.2.1 Demanda bioquímica de oxigênio (DBO5) .................................................... 49
4.2.2 Demanda química de oxigênio (DQO) .......................................................... 50
4.2.3 Fósforo total ................................................................................................... 50
4.2.4 Nitrogênio total Kjeldahl ................................................................................ 50
4.2.5 pH .................................................................................................................... 51
4.2.6 Sólidos sedimentáveis ................................................................................... 51
4.2.7 Turbidez .......................................................................................................... 51
4.2.8 Tempo de retenção hidráulico e eficiência de remoção de carga orgânica
.................................................................................................................................. 52
4.2.9 Teste de floculação ........................................................................................ 52
4.2.10 Dimensionamento preliminar do sistema de lodos ativados ................... 54
4.2.10.1 Fator de biodegradabilidade .................................................................... 54
4.2.10.2 Sistema de lodos ativados – Reator aeróbio .......................................... 54
4.2.10.2.1 Volume do reator .................................................................................... 55
4.2.10.2.2 Tempo de retenção hidráulico .............................................................. 56
4.2.10.2.3 Relação alimento/microrganismo ......................................................... 56
4.2.10.2.4 Remoção de lodo excedente ................................................................. 57
4.2.10.2.5 Sistema de aeração mecânico .............................................................. 58
4.2.10.2.6 Requisitos de nutrientes ........................................................................ 58
4.2.10.3 Dimensionamento do decantador secundário ........................................ 59
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES ........................................................................... 63
5.1 Caracterização do efluente bruto ..................................................................... 63
9
5.1.1 Demanda bioquímica de oxigênio (DBO5) e demanda química de oxigênio
(DQO) ........................................................................................................................ 63
5.1.2 Outras determinações físicas e químicas .................................................... 71
5.2 Teste de floculação ........................................................................................... 76
5.3 Dimensionamento preliminar do sistema de lodos ativados ........................ 77
6 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 79
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 81
ANEXO ..................................................................................................................... 88
ANEXO A - Memorial de cálculo do dimensionamento preliminar do sistema de
lodos ativados ......................................................................................................... 89
10
1 INTRODUÇÃO
A cerveja faz parte da vida das pessoas há séculos, e é caracterizada como
uma bebida obtida de forma geral, pelo cozimento do mosto, sendo este o produto
gerado a partir do malte provindo de cereais, água e lúpulo, e pela fermentação de
leveduras (SENAI, 2014). As indústrias cervejeiras cada vez mais têm ganhado
espaço no mercado, ocasionando em um aumento nas variedades das bebidas,
havendo também, grande interesse pelas cervejas feitas artesanalmente
(CARVALHO; ROSA, 2015).
De acordo com a Associação Brasileira da Indústria da Cerveja
(CERVBRASIL), o setor cervejeiro é um dos que mais gera empregos, empregando
cerca de 2,7 milhões de pessoas em 2017, e tendo 107 bilhões de reais faturados.
Responsáveis por 1,6% do PIB brasileiro, as indústrias cervejeiras contribuem com
R$ 23 bilhões de reais em impostos ao ano, sendo o Brasil o terceiro maior país
produtor de cerveja do mundo, ficando atrás somente dos Estados Unidos e da China
(CERVBRASIL, 2018; BRASIL, 2017).
O processo de produção da cerveja inicia-se a partir da moagem do malte,
sendo este solubilizado em água no tanque de mostura, local onde ocorrem reações
com enzimas. Acabada a etapa enzimática, ocorre a filtragem do composto, no qual
separa-se o líquido dos sólidos, mosto e bagaço respectivamente. O mosto resultante
é cozido e adicionado lúpulo, sendo posteriormente resfriado em um trocador de calor,
geralmente do tipo placas. Após resfriado, o mosto é direcionado à tanques de
fermentação e maturação, onde ocorre a adição de leveduras que irão realizar a
11
conversão dos açúcares fermentativos em álcool e gás carbônico, havendo também
o desenvolvimento das características sensoriais da cerveja. Por fim a cerveja é
filtrada novamente e acondicionada em tanques, onde está pronta para o envase e
posterior consumo (CERVESIA, 2017).
Dentre os resíduos gerados durante o processo de fabricação se encontram as
águas residuais com agentes contaminantes, rejeitos de malte, lúpulo, levedura,
resíduos provenientes da etapa de filtração e envasamento (KUNZE, 2006). Desta
forma, é imprescindível o tratamento adequado dos resíduos. Em agosto de 2010 foi
instituída a Política Nacional de Resíduos Sólidos, Lei 12.305, que visa melhorias nos
tratamentos e disposições dos resíduos sólidos, como também a conscientização dos
fabricantes e consumidores sobre os impactos causados pelo tratamento inadequado,
incentivando hábitos de consumo sustentáveis (BRASIL, 2010).
Com relação à proteção de recursos hídricos no Brasil, o Código das Águas de
1934 foi o primeiro a abordar o assunto, criando o decreto n° 24.643, que define a
qualidade das águas que serão receptoras dos efluentes (BRASIL, 1934). Parâmetros
para lançamento direto em corpo receptor foram determinados através da Resolução
357/2005 e foi complementada parcialmente pela Resolução 430/2011 do Conselho
Nacional do Meio Ambiente (CONAMA). Conforme Resolução do Conselho Estadual
do Meio Ambiente (CONSEMA) 355/2017, são estabelecidos padrões de lançamentos
de efluentes líquidos de fontes poluidoras, como temperatura de até 40°C, pH com
variações de 6,0 a 9,0, livre de odor desagradável e não devem conferir mudança de
coloração ao corpo hídrico receptor (BRASIL, 2011, 2017).
Dentre os principais tratamentos de efluentes da indústria cervejeira, tanto
físicos como químicos, destacam-se o gradeamento/peneiramento, decantação,
flotação, equalização, coagulação e floculação, neutralização de pH e cloração, além
dos processos biológicos para remoção de carga orgânica. Na etapa biológica
geralmente usa-se reator anaeróbio, sistemas de lodos ativados, sistema de aeração
e desnitrificação (GEREMIAS, 2017).
Os efluentes oriundos de indústrias cervejeiras podem ser caracterizados a
partir do estudo do tipo de processo produtivo e produtos utilizados, e determinações
analíticas. Por possuírem características como: altas quantidades de açúcares, pH
12
alcalino e elevada carga de origem orgânica, requerem um tratamento mais complexo,
podendo chegar a etapas terciárias antes de serem lançados nos corpos receptores
(FILHO et al., 2013).
Dado o exposto, o presente trabalho propõe-se a estudar a geração de
efluentes de uma indústria cervejeira localizada na cidade de Bom Retiro do Sul/RS,
região do Vale do Taquari, caracterizando a carga poluidora para definir uma
estratégia de tratamento adequado para o efluente líquido, propondo
dimensionamento de sistema de lodos ativados.
13
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo geral
Realizar a caracterização físico-química de efluentes oriundos dos processos
de produção da cerveja para proposta de tratamento, dimensionando operações de
um processo de lodo ativado.
2.2 Objetivos específicos
a) Estudo do processo de produção da cerveja Pilsen, determinando os
pontos principais de geração do efluente da indústria;
b) Caracterização de amostra representativa do efluente gerado, através
de análises físico-químicas;
c) Verificação do desempenho do tratamento de efluentes atual da
indústria;
d) Teste de tratamento preliminar a partir da caracterização do efluente;
e) Dimensionamento de operações de processo de lodo ativado para o
efluente em estudo.
14
3 REFERENCIAL TEÓRICO
3.1 Origem da cerveja
Não existe registro de data exata de quando se obteve o primeiro conhecimento
sobre a cerveja e suas matérias-primas, porém têm-se registros de que cerca de 9 a
10 milênios atrás, nas regiões da Mesopotâmia e China ocorreu o primeiro contato
com o cereal, através do cultivo por povos de origem nômade. Cerca de 4.300 a.C.,
nas regiões da Babilônia, bebidas à base de cereal eram produzidas a fim de saciar a
sede e para a realização de oferenda a deuses (HAMPSON, 2014). De acordo com
Kunze (2006), o contato mais antigo com a bebida se dá em 2.800 a. C. na
Mesopotâmia, onde trabalhadores bebiam um líquido a base de cereais juntamente
com pão.
Registros decifrados no ano de 1913 comprovam que os sumérios ingeriam
bebidas denominadas sikaru, sendo estas compostas de líquidos fermentados a base
de cereais. Já o monumento Blau, objeto histórico sumérico, comprova que a bebida
era usada em oferendas à deusa Nin-Harra, relatando que cerca de 40% dos cereais
eram destinados à produção de cerveja na época (GIORGI; JÚNIOR, 2016). De
grande importância para o crescimento de civilizações, a cerveja é um símbolo da
cultura germânica, onde há elevado consumo da bebida (SOUZA, 2004).
Na idade média, eram as mulheres responsáveis pela produção da cerveja, de
forma caseira, onde toda a família degustava da bebida. Sendo um composto de
cereais baratos, diferentemente do vinho, em mosteiros eram desenvolvidas técnicas
e receitas para a produção. Os monges, por serem pessoas muito cultas, foram os
15
primeiros a estudar o processo produtivo, sendo também os primeiros a produzir
cerveja em grande escala (SILVA et al., 2016). No ano de 1587, a primeira cerveja de
milho foi produzida nos EUA, e em 1810 em Munique ocorreu um festival com fins de
celebração do casamento do príncipe Ludwig, onde o evento ficou conhecido como
Ocktoberfest. Já em meados da década de 1840, ocorreu a primeira produção da
cerveja Lager clara, nas regiões da República Tcheca (HAMPSON, 2014). A cerveja
chega ao Brasil juntamente com os europeus, onde deu-se início ao comércio da
bebida, que na época não era tão conhecida no país. Em sua grande maioria, os
colonizadores portugueses não eram consumidores de cerveja, então foi por meio da
colonização holandesa que a bebida ganhou espaço no país. Em 1654, os povos
holandeses deixaram o país, sendo a cerveja esquecida por mais de 100 anos,
surgindo novamente no século XVIII, motivando o contrabando de cerveja antes de
1808. Na época houve influência da cultura holandesa sobre a portuguesa, sendo a
maior produtora do líquido a base de malte. Desde então a cerveja ganhou cada vez
mais espaço no mercado, resultando em aumento na produção da bebida (SANTOS,
2004; SILVA et al., 2016).
3.2 Produção da indústria cervejeira
O setor cervejeiro se destaca pela grande geração de empregos, empregando
mais de 2 milhões de pessoas no ano de 2017, resultando em um faturamento de
mais de 100 bilhões de reais. Este ramo de bebidas tornou-se responsável por 1,6%
do PIB brasileiro, contribuindo de maneira expressiva nos impostos, cerca de 21
bilhões de reais ao ano (BRASIL, 2017; CERVBRASIL, 2018).
No ano de 2018, 210 novos estabelecimentos abriram suas portas, totalizando
889 cervejarias legalmente registradas no país. Na Figura 01 é possível observar a
evolução entre os anos de 2002 a 2018, ocasionando em uma ampliação exponencial
deste tipo de indústria, que ao longo dos anos, não diminui seu ritmo de crescimento
(MAPA, 2019).
16
Figura 01 - Total de cervejarias por ano no Brasil
Fonte: MAPA (2019).
O Brasil está classificado como terceiro maior produtor de cerveja do mundo,
sendo a bebida alcoólica mais consumida no país. Com o aumento do consumo e da
exigência sensorial de cervejas, tanto da bebida produzida em larga escala como
também das cervejas especiais, é previsto um avanço promissor na importação, visto
que há um maior interesse em produtos diferenciados. A fim de obter novas
experiências, apreciadores dos diferentes tipos da bebida estão com paladares mais
aguçados. A produção brasileira anual de cerveja chega a 14,8 bilhões de litros, valor
superado somente pelos Estados Unidos e pela China (CERVBRASIL, 2014;
CERVESIA, 2011; DATAMARK, 2015).
Conforme Quadro 01, o Rio Grande do Sul se destaca pelo número de
cervejarias existentes, em comparação a outros estados e regiões do Brasil.
17
Quadro 01 - Cervejarias por estado
Rio Grande do Sul 186
São Paulo 165
Minas Gerais 115
Santa Catarina 105
Paraná 93
Rio de Janeiro 62
Goiás 25
Pernambuco 18
Espírito Santo 19
Mato Grosso 13
Fonte: Adaptado pela autora com base em Brasil (2018).
No que diz respeito às cervejas especiais, denominadas cervejas artesanais,
responsáveis por gosto e qualidade diferenciados se comparadas às cervejas
industriais, estas são produzidas em escalas menores, sem haver incremento de
aditivos em suas composições, como corantes, estabilizantes e aromatizantes.
Possuindo atualmente uma parcela reduzida no mercado nacional, as cervejas
especiais vêm conquistado consumidores, pois a renda per capita da população têm
aumentado, juntamente com o interesse por cervejas de maior qualidade e valor
agregado (CERVBRASIL, 2014; DATAMARK, 2015; FERREIRA et al., 2018; MELO,
2015; KLEBAN; NICKERSON, 2012).
3.3 Processo produtivo da cerveja
A Figura 02 apresenta o processo de produção da cerveja de forma geral.
18
Figura 02 - Processo produtivo cervejeiro
Fonte: Rosa e Afonso (2015).
O processo varia e é modificado de acordo com o tipo de cerveja que deseja-
se fabricar, podendo haver processos simplificados e complexos. A indústria
cervejeira é considerada uma fábrica com quantidades abrangentes de etapas, sendo
o processo iniciado pela escolha do malte, um cereal originado a partir da germinação
e dessecação do cereal, que em sua maioria é usada a cevada, por possuir grande
produção e ser resistente ao acamamento se comparada a outros cereais, espigando
mais tarde que os demais (BAMFORTH, 2011; VENTURINI FILHO, 2010).
Entre outros cereais que podem ser usados na fabricação, faz-se também o
uso de arroz, milho e trigo. Após escolha do tipo do malte, ocorre a seleção, limpeza,
secagem e maceração dos grãos. A moagem do malte é realizada para que ocorra a
liberação do amido, facilitando a ação das enzimas na etapa de mostura. A
mosturação é a etapa onde ocorre a junção do malte com água, em temperatura
controlada de até 72 °C para que não ocorra a inativação das enzimas durante o
processo. O amido proveniente do malte será convertido em glicose, formando uma
mistura açucarada, formulação base para a cerveja. O produto resultante é
19
posteriormente filtrado para eliminação dos sólidos provenientes do bagaço do malte,
onde o resíduo também será lavado para que todo o açúcar produzido seja extraído
(DUARTE, 2015; KUNZE, 2006; ROSA; AFONSO, 2015).
Após filtrado, o líquido derivado da mosturação é denominado mosto, sendo
encaminhado para a etapa de fervura, onde irá ocorrer a adição do lúpulo, flor
originária da planta da classe Humulus lupulus, que dá o gosto amargo característico
à bebida, sendo um conservante natural, geralmente plantado em regiões da América,
Ásia e Europa. Esta etapa visa, além da extração dos compostos do lúpulo para
garantia de aroma e sabor, a inativação das enzimas antes necessárias na etapa de
mostura, coagulação das proteínas e esterilização do mosto. Após fervido, o mosto
contém particulados sólidos provindos das proteínas e extração dos constituintes do
lúpulo, sendo este aglomerado de particulados denominado trub. O trub é removido
através do processo whirlpool, na qual se faz necessário o uso da força centrípeta
para que o resíduo sólido que acondicione no centro do tanque para posterior descarte
(BAMFORTH, 2011; BRUNELLI et al., 2014; DUARTE, 2015; ROSA; AFONSO, 2015;
SENAI, 2014).
O mosto então é direcionado a etapa de resfriamento, tendo em vista a
diminuição da temperatura para que líquido esteja em condições ideias para
inoculação da levedura na etapa seguinte, a fermentação. A levedura utilizada no
processo é um fungo eucariota, sendo a Saccharomyces cerevisae comumente
utilizada. Em sua maioria, cada fabricante possui sua levedura, variando o tipo de
acordo com a cerveja que deseja ser produzida, que será determinante no processo
de fermentação. No processo produtivo cervejeiro existem a alta e baixa fermentação.
A alta fermentação se dá em temperaturas que variam de 14 a 20°C e o processo
fermentativo ocorre na superfície do mosto. Já na baixa fermentação, as temperaturas
de processo variam de 6 a 12°C, e a reação realiza-se no fundo do tanque. Na
fermentação, maior objetivo é a conversão dos carboidratos fermentescíveis,
principalmente da glicose e da maltose, em etanol e gás carbônico, através do
consumo destes açúcares pelas leveduras, a conversão pode ser visualizada através
da Reação 1 (BAMFORTH, 2011; BRUNELLI et al., 2014; DUARTE, 2015; ROSA;
AFONSO, 2015; SENAI, 2014).
20
Reação 1 – Conversão da glicose em etanol e gás carbônico.
𝐶6𝐻12𝑂6 → 2 𝐶2𝐻5𝑂𝐻 + 2 𝐶𝑂2
Além da formação de etanol e gás carbônico, durante a fermentação são
produzidos outros subprodutos resultantes do metabolismo da levedura que
influenciarão no sabor e aroma da bebida, sendo alguns indesejáveis. A formação dos
compostos está relacionada com as matérias-primas utilizadas, como também pH,
temperatura, pressão do tanque, duração do processo, dentre outras variáveis, sendo
imprescindível um bom controle de processos (DUARTE; ROSA; AFONSO, 2015).
Após fermentada, a cerveja é encaminhada à etapa de maturação, sendo esta
realizada em temperaturas próximas a 0°C. Chamada de fermentação secundária, a
maturação é realizada para acentuar características sensoriais da bebida e clarificá-
la, através da precipitação das leveduras e de outros particulados que causam
turbidez. Terminada a etapa de maturação, a cerveja passa novamente por um
processo de filtragem, visando a remoção dos resíduos resultantes das leveduras e
de particulados insolúveis, sendo posteriormente encaminhada para os processos de
carbonatação, pasteurização, e por fim, envase (DUARTE; ROSA; AFONSO, 2015).
Conforme bibliografia pesquisada, a etapa do processo produtivo em que há
maior geração de efluentes líquidos é na produção do mosto (BORTOLI et al., 2013;
KUNZE, 2006).
3.4 Efluentes provenientes da produção de cervejas
A indústria cervejeira abrange um gama de processos produtivos por sua
extensa variedade de bebidas, acarretando na geração de efluentes com
características diversas, provenientes tanto da produção da cerveja em si, como na
limpeza de maquinário e processos de resfriamento (ARANTES, 2018; PORTES,
2016). Segundo Olajire (2012), para cada litro de cerveja produzida, são gerados de
3 a 10 litros de efluentes, onde a água residual necessita de tratamento para posterior
descarte, tendo que atender os parâmetros exigidos pela legislação ambiental, caso
contrário, pode acarretar em desequilíbrio e poluição de corpos receptores.
21
Na Tabela 01 são apresentadas as principais características dos efluentes
gerados na cervejaria.
Tabela 01 - Características do efluente proveniente de cervejaria
Parâmetro Valor Referência Valor Referência
pH 3 – 12
RAO et al. (2006)
3,3 - 5,1
CHOI (2016)
Temperatura 18 - 40 °C -
DQO 2000 - 6000 mg/L -
DBO 1200 - 3600 mg/L 1678 - 3267 mg/L
Ácidos Graxos voláteis 1000 - 2500 mg/L -
Fósforo total 10 - 50 mg/L 33,7 - 53,9 mg/L
Nitrogênio total 25 - 80 mg/L 48,6 - 76,3 mg/L
Sólidos totais 5100 - 8750 mg/L -
Sólidos suspensos 2901 - 3000 mg/L 1997 - 2865 mg/L
Sólidos totais dissolvidos 2020 - 5940 mg/L -
Carbono orgânico dissolvido - 2987 - 5864 mg/L
Fonte: Adaptado pela autora com base em Choi (2016) e Rao et al. (2006).
De acordo com a Tabela 01, as cargas de compostos que caracterizam o
efluente cervejeiro possuem uma extensa faixa de variação. Isso se deve aos
processos envolvidos, natureza das matérias-primas, aditivos químicos, produtos
utilizados na limpeza de maquinário, fluídos da etapa de resfriamento e quantidade de
água usada nas operações, onde por consequência, são produzidos mais de um tipo
de efluente (ARANTES, 2018; GEREMIAS, 2017; PORTES, 2016). A maior parte da
carga orgânica encontrada nos efluentes provêm do processo produtivo, onde há a
formação de açúcares através da conversão do amido, ácidos graxos e etanol. Os
sólidos suspensos provêm principalmente de resíduos de cereais, leveduras e aditivos
de origem inorgânica (ARANTES, 2018; OLAJIRE, 2012; SIMATE et al., 2011).
Nas etapas de limpeza e esterilização de equipamentos utiliza-se grandes
volumes de água, ocasionando em maior diluição do efluente e concentração de
sólidos dissolvidos, fazendo também com que haja maior variação dos valores de pH.
As cargas de nitrogênio e fósforo estão relacionadas principalmente às matérias-
primas e leveduras utilizadas durante o processo produtivo, entretanto, o processo de
limpeza também contribui nas concentrações desses compostos, onde as
22
quantidades presentes dependem do volume de água e dos agentes de limpeza
utilizados (OLAJIRE, 2012; SIMATE et al., 2011).
Dentre os parâmetros analisados nos efluentes, destacam-se: DBO, DQO, pH,
nitrogênio, fósforo e sólidos suspensos. A DBO e DQO estão relacionadas à
concentração de oxigênio necessária para estabilização da matéria orgânica presente
no meio, sendo a DBO a fração de oxigênio consumida por microrganismos para
realização da degradação da matéria orgânica, e a DQO a relação da porção de
matéria de origem orgânica suscetível a oxidações químicas. Altas concentrações
destes compostos acarretam na proliferação de microrganismos decompositores,
dificultando a autodepuração do ambiente hídrico e consequentemente, na diminuição
da concentração de oxigênio dissolvido no meio, necessário para a respiração e
sobrevivência da biota aquática (BEM et al., 2013; JORDÃO; PESSÔA, 2014; VON
SPERLING, 2017).
O pH é um indicador de basicidade e alcalinidade, e influencia em diversos
parâmetros de origem física, química e biológica, podendo citar a alcalinidade para o
crescimento de microrganismos responsáveis pela oxidação da matéria orgânica,
processos de coagulação, e dureza da água. De maneira geral, valores de pH entre 6
e 9 são ideais para a existência de vida em corpos hídricos (JORDÃO; PESSÔA, 2014;
VON SPERLING, 2017).
Sólidos suspensos possuem uma relação com a turbidez, pois o excesso de
concentrações de particulados sólidos em suspensão implica em um aspecto turvo ao
meio, impedindo a passagem de luz solar, dificultando assim, a fotossíntese dos seres
aquáticos. Já o nitrogênio e fósforo são nutrientes necessários para o
desenvolvimento de algas, porém o crescimento exacerbado pode ocasionar na
eutrofização dos corpos hídricos. O nitrogênio pode ser encontrado em diversas
formas, conforme seu estado de oxidação, desta forma cita-se a amônia, sendo esta
tóxica aos peixes e o nitrato, que pode influenciar no desenvolvimento de doenças
como metemoglobinemia (JORDÃO; PESSÔA, 2014; VON SPERLING, 2017).
23
3.5 Legislação ambiental – efluentes líquidos
Os órgãos regulamentadores são os que definem os padrões dos parâmetros
de lançamento de efluentes em corpos receptores. O CONAMA é o órgão brasileiro
responsável pela adoção de medidas ambientais ligado Sistema Nacional do Meio
Ambiente, e em âmbito estadual, o órgão responsável pelas medidas ambientais é o
Conselho Estadual de Meio Ambiente (CONSEMA).
Conforme Resolução n° 357, de 17 de março de 2005, do Conselho Nacional
do Meio Ambiente (CONAMA), são estabelecidos critérios e disposições referentes à
classificação dos corpos hídricos, tal como seus enquadramentos, além de definir
padrões relacionados ao lançamento de efluentes. A Resolução n°430/2011
complementa e altera parcialmente a Resolução n° 357/2005, conferindo condições e
padrões de lançamento de efluentes, onde o Artigo n°16 desta resolução dispõe
padrões e exigências referentes ao lançamento de efluentes em corpo receptor.
Dentre os critérios abrangidos de maneira geral, destacam-se o pH, devendo manter
valores na faixa de 5 a 9; temperatura do efluente, que não deve ultrapassar os 40°C,
sem que exceda o valor de 3°C na variação de temperatura comparada ao corpo
receptor; e remoção mínima de DBO de 60%, onde esse valor só poderá ser alterado
através da comprovação da autodepuração do corpo hídrico estar em atendimento às
metas do enquadramento do corpo receptor (BRASIL, 2005, 2011).
Em âmbito estadual, há a Resolução CONSEMA 355/2017, na qual são
estabelecidos critérios e padrões de emissões de efluentes líquidos provindos de
fontes poluidoras para lançamento em corpos hídricos superficiais localizados no
estado do Rio Grande do Sul. Esta resolução exclui lançamentos em corpos
receptores de outras origens, como águas de mares e injeções ao solo, que serão
avaliados de forma independente pelo órgão ambiental, conforme Artigo n° 3 desta
resolução. Para determinação dos parâmetros e padrões de emissões dos resíduos
líquidos, o Artigo n° 6 cita que é de responsabilidade do empreendedor informar os
possíveis compostos presentes nos resíduos gerados no empreendimento, tendo
embasamento nas matérias-primas e insumos característicos da atividade da
indústria. É determinado no Artigo n°10 os padrões de emissões dos efluentes líquidos
de forma geral, sendo citado no Artigo n°11 que poderão ser estabelecidos outros
24
parâmetros específicos, mediante avaliação do órgão regulamentador competente
(BRASIL, 2017).
A Tabela 2 apresenta os padrões de emissões estabelecidos no Artigo n°17,
conforme a vazão de efluente da fonte poluidora.
Tabela 02 - Valores de concentrações e eficiência dos parâmetros
Faixa de vazão do
efluente (mg/L)
DBO5
(mg/L)
DQO
(mg/L)
SST
(mg/L)
Fósforo total Nitrogênio
Amoniacal (mg/L) mg/L Eficiência
Q < 100 120 330 140 4 75% 20
100 ≤ Q < 500 110 330 125 3 75% 20
500 ≤ Q < 1.000 80 300 100 3 75% 20
1.000 ≤ Q < 3.000 70 260 80 2 75% 20
3.000 ≤ Q < 7.000 60 200 70 2 75% 20
7.000 ≤ Q < 10.000 50 180 60 2 75% 20
10.000 ≤ Q 40 150 50 1 75% 20
Fonte: Adaptado pela autora com base em Brasil (2017).
Na Tabela 02 é possível visualizar a diminuição da concentração dos
parâmetros à medida que há aumento da vazão do lançamento dos efluentes. A
diferença de valores leva em consideração a capacidade do corpo receptor para
recebimento dos poluentes sem que haja o comprometimento da qualidade da água,
visando também a autodepuração dos corpos hídricos, visto que cargas excessivas
de compostos presentes nos efluentes podem implicar em efeitos danosos aos corpos
receptores, conforme citado anteriormente no presente estudo (VON SPERLING,
2017).
No que diz respeito à toxicidade, em 2017 foi publicada pela Fundação Estadual
de Proteção Ambiental Henrique Luiz Roessler – RS (FEPAM), a Portaria n°66, que
estabelece a frequência de monitoramento de toxicidade para empreendimentos que
lançam seus resíduos em águas superficiais localizadas no estado do Rio Grande do
Sul. O Artigo n°1 cita que devem ser realizadas análises de pelo menos dois níveis
tróficos, sendo usados os critérios estabelecidos na Resolução Conama n°430/2011.
Ressalta-se que é de responsabilidade do órgão ambiental competente determinar
quais serão os métodos de análise do parâmetro e sua periodicidade. Conforme Artigo
n°6 desta portaria, a frequência de monitoramento de acordo com a vazão de efluente
gerada está apresentada na Tabela 03.
25
Tabela 03 - Frequência de monitoramento dos ensaios de toxicidade
Vazão de efluentes Frequência de ensaios
Qmáx efl ≤ 100 m3/dia anual
100 m3/dia < Qmáx elf ≤ 5.000 m3/dia semestral
5.000 m3/dia < Qmáx efl bimestral
Fonte: Adaptado pela autora com base em Brasil (2017).
Conforme Tabela 03, à medida que há aumento da vazão de efluente gerado,
maior será a frequência de realização dos ensaios de toxicidade, isso se dá devido a
possibilidade de acréscimo nas concentrações de compostos tóxicos nocivos a biota
aquática do corpo receptor em despejos de efluentes de maior vazão.
3.6 Tratamentos de efluentes
A produção de cerveja gera grandes quantidades de águas residuais e resíduos
sólidos, sendo imprescindível o descarte e tratamento correto dos mesmos,
respeitando a legislação vigente. É estimado que para cada litro de cerveja que é
produzido, cerca de dez litros de água são usados, sendo principalmente consumidos
do processo de fabricação, limpeza e resfriamento. Normalmente o tratamento de
efluentes líquidos compreende uma sequência que inclui operações unitárias divididas
em tratamento preliminar, primário ou químico e secundário ou biológico (OLAJIRE,
2012).
Em indústrias cervejeiras, a caracterização do efluente para tratamento
posterior varia com o processo produtivo e tecnologia utilizada, tendo enfoque no
tratamento biológico, por este tipo de resíduo líquido apresentar elevada concentração
de material orgânico, resultante dos insumos utilizados e fabricação da bebida.
3.6.1 Tratamento preliminar
Nesta etapa há a recepção do efluente e preparação para os tratamentos
subsequentes, objetivando a homogeneização do resíduo, como também remoção de
compostos que podem ser separados de maneira física do líquido, sendo estes, os
sólidos grosseiros e em suspensão, decorrentes das matérias-primas utilizadas no
26
processo produtivo, incluindo material excedente de malte, lúpulo, trub, como também
resíduos sólidos de embalagens e varrição da fábrica. Os processos comumente
utilizados no tratamento preliminar são: gradeamento, peneiramento, remoção de
areia e equalização (METCALF; EDDY, 2013; OLAJIRE, 2012).
3.6.1.1 Gradeamento
O gradeamento é constituído por grades com aberturas uniformes que servem
para reter o material sólido presente no efluente, evitando contaminações de
tubulações e danos nos equipamentos do restante do processo de tratamento. Para
avaliação do tipo de grade que deverá ser utilizada, deve-se levar em consideração o
tipo de sólido presente no efluente e a eficiência de remoção necessária para os
tratamentos posteriores, sem que haja comprometimento de equipamentos e dos
processos. O material com diâmetro maior que a abertura das grades será retido,
sendo as grades classificadas em grossas, médias, finas, ultrafinas ou peneiras,
conforme Tabela 04, que mostra a classificação das grades e seus espaçamentos
(JORDÃO; PESSÔA, 2014; METCALF; EDDY, 2013; VON SPERLING, 2017).
Tabela 04 - Espaçamento entre as barras
Tipo de Grade Milímetros
Grades grosseiras 40 a 100
Grades médias 20 a 40
Grades finas 10 a 20
Grades ultrafinas ou peneiras 3 a 10
Fonte: Adaptado pela autora com base em Jordão e Pessôa (2014).
As grades grosseiras servem para retenção de material mais grosseiro como
entulhos, resíduos de embalagens, folhagens e pedras, sendo produzidas comumente
por barras e cabos dispostos paralelamente. Já as grades mais finas retêm
particulados menores, como resíduos de varrição e até mesmo resíduos de origem
orgânica, sendo uma opção para remoção de parte da carga orgânica presente no
efluente antes do seu tratamento específico, e estas são confeccionas geralmente por
placas perfuradas, malhas ou arames trançados com pequenas aberturas. Em
efluentes industriais, é usual o uso de dois tipos de grades, uma grade grosseira
27
seguida de uma grade com diâmetro menor, sendo assim, a grade grosseira irá reter
os sólidos de maiores diâmetros a fim de evitar possíveis danos em equipamentos e
tubulações, protegendo também a grade fina, onde essa irá conseguir reter
particulados menores, facilitando os tratamentos posteriores (JORDÃO; PESSÔA,
2014; METCALF; EDDY, 2013; VON SPERLING, 2017).
3.6.1.2 Peneiramento
Podendo também ser chamadas de grades ultrafinas, as peneiras possuem
aberturas variando entre 3 e 10 mm, auxiliando na remoção de pequenas partículas,
sendo uma operação geralmente utilizada na remoção de carga orgânica, o que gera
diminuição de custos e área em tratamentos posteriores desse tipo de composto. As
peneiras são classificadas em estáticas ou móveis, variando o tipo de remoção.
Peneiras estáticas são confeccionadas de aço inoxidável e possuem espaçamento
entre as barras que variam de 0,25 a 2,50 mm, sendo inclinadas e retendo o material
conforme o fluxo do efluente durante a operação, de acordo com a Figura 03.
Figura 03 - Peneira estática
Fonte: Jordão e Pessôa (2014).
28
Por promoverem a auto-limpeza e não possuírem partes móveis, são
vantajosas por serem econômicas operacionalmente e por não necessitarem de
manutenção frequente (GIORDANO, 2004; JORDÃO; PESSÔA, 2014).
As peneiras móveis possuem as mesmas variações de espaçamento nas
aberturas que a peneira estática, porém são formadas por barras de aço em formato
cilíndrico e são giratórias, onde o efluente irá passar com fluxo axial ou tangencial,
retendo as partículas sólidas, sendo o efluente coletado em canaletas acopladas
abaixo dos cilindros (GIORDANO, 2004; JORDÃO; PESSÔA, 2014).
3.6.1.3 Remoção de areia
Constituída por caixas de areia/desarenadores, esta operação unitária visa a
remoção de pequenas partículas arenosas com diâmetros entre 0,1 e 0,4 mm, onde
há a retenção dos sólidos a uma velocidade de escoamento que promove a separação
do resíduo líquido, sendo os pesos moleculares e velocidades de sedimentação
destas partículas superiores aos materiais de origem orgânica. Esse processo é
utilizado a fim de evitar obstrução, entupimento e abrasão de equipamentos da
estação de tratamento, comprometendo as eficiências dos processos a jusante. Na
Figura 4 é mostrado um esquema de caixa de areia com formato retangular e fluxo
horizontal (JORDÃO; PESSÔA, 2014; METCALF; EDDY, 2013; VON SPERLING,
2017).
Figura 04 - Caixa de areia retangular com fluxo horizontal
Fonte: Von Sperling (2017).
29
As caixas de areia podem possuir formatos retangulares, quadrados ou
cilíndricos, com métodos de retenção por meio de gravidade (com ou sem presença
de aeração) ou centrifugação, possuindo limpeza manual ou mecanizada (JORDÃO;
PESSÔA, 2014; METCALF; EDDY, 2013; VON SPERLING, 2017).
3.6.1.4 Equalização
A equalização é usada para homogeneizar o efluente, o tornando mais
semelhante em composição e mais constante em vazão, antes de começar o
tratamento efetivo. A vazão do efluente normalmente sofre oscilações ao longo de um
dia de operação, além do resíduo ser encaminhado à estação de tratamento com
cargas variáveis de compostos, sendo assim, é feito o uso que um tanque de
equalização para que a vazão do resíduo líquido se torne constante para as operações
unitárias a jusante, onde trabalharão com a vazão média de escoamento, além de
realizar a homogeneização da carga de constituintes do efluente (GEREMIAS; VON
SPERLING, 2017; MARCON, 2018).
Os processos de equalização possuem métodos de agitação e mistura para
que ocorra a melhor homogeneização do líquido sem que haja a decantação dos
particulados presentes, evitando assim, a atividade de microrganismos anaeróbios.
Os sistemas de agitação podem ser superficiais ou submersos, podendo os
superficiais ser aeradores. Na equalização podem ser realizados também ajustes de
pH e adição de nutrientes, conforme necessidade nas etapas posteriores. Ressalta-
se a importância do controle de nível na equalização, para que seja mantida a
constância da vazão de saída do efluente e funcionamento dos agitadores (VON
SPERLING, 2017).
3.6.2 Tratamento primário
Constituído pela junção de operações unitárias físicas e químicas, o tratamento
primário é usado majoritariamente para remoção de sólidos suspensos, poluentes de
origem inorgânica e metais. Os processos usualmente utilizados nesta etapa são:
30
coagulação, floculação, sedimentação/decantação, flotação e filtração (METCALF;
EDDY, 2013, VON SPERLING, 2017).
3.6.2.1 Coagulação e floculação
Esta é uma operação unitária que pode ser utilizada antes do tratamento
biológico. Com tendência ao aumento da biodegradabilidade do efluente, a
coagulação consiste na desestabilização de partículas coloidais de baixa velocidade
de sedimentação com dimensões na ordem de 0,01 a 1 µm, com o auxílio de aditivos
químicos, objetivando a formação de aglomerados de particulados, que juntamente
com a floculação, facilitarão o processo de remoção nas etapas posteriores, como:
decantação, flotação e filtração. Os coloides presentes nos efluentes geralmente
apresentam cargas negativas, sendo suas propriedades elétricas causadoras de
forças repulsivas, o que impede a junção das partículas, fazendo com que o efluente
apresente cor e turbidez (JORDÃO; PESSÔA, 2014; METCALF; EDDY, 2013;
RIBEIRO, 2018).
Na etapa de coagulação, eletrólitos de cargas opostas às cargas elétricas dos
coloides são adicionados através de produtos químicos, sendo o sulfato de alumínio
e o cloreto férrico comumente utilizados, visando a neutralização das cargas
superficiais das partículas e redução e/ou anulação das forças de repulsão,
ocasionando a desestabilização coloidal, havendo a junção e formando coágulos.
Neste processo, é requerida uma velocidade de agitação elevada, com gradientes
entre 800 e 1500 s-1, para que ocorra melhor dispersão do coagulante. Para haver a
mistura rápida, pode ser adotado sistema hidráulico, sendo comumente utilizada a
Calha Parshall, ou misturadores mecânicos, onde o tempo de detenção do efluente
não pode ser superior a 10 segundos (ALVES, 2010; JORDÃO; PESSÔA, 2014;
LIBÂNIO, 2010; RIBEIRO, 2018).
Para a operação atuar de forma eficiente, deve ser levado em consideração as
propriedades do coagulante, dosagem do produto, pH e agitação da mistura. Para
determinação das condições do processo, ensaios em Jar-test podem ser utilizados,
a fim de saber qual coagulante melhor se enquadra conforme características do
31
efluente, concentração necessária e pH ideal de operação (JORDÃO; PESSÔA, 2014;
RIBEIRO, 2018).
Após coagulação, o efluente segue para a etapa de floculação, onde as
partículas desestabilizadas e parte aglutinadas irão sofrer colisões através da atração
das mesmas, em etapa de mistura lenta, com gradiente de velocidade inferior à
coagulação, na ordem de 70 a 110 s-1, ocasionando na formação de flocos maiores,
com maior peso específico, elevando capacidade de sedimentação e remoção. Faz-
se o uso de uma menor velocidade no processo, pois à medida que há aumento na
velocidade, maior será o choque entre os particulados, o que poderá ocasionar em
rompimento dos flocos (ALVES, 2010; JORDÃO; PESSÔA, 2014; LIBÂNIO, 2010;
RIBEIRO, 2018; SILVA et al., 2019).
Na floculação, pode haver ou não a adição de agentes floculantes, sendo o uso
dependente das propriedades dos flocos formados e etapas posteriores de remoção,
onde a adição de floculantes é realizada visando o aumento da velocidade da reação
e peso do floco formado. Os mecanismos de mistura lenta podem ser hidráulicos, com
adição de chicanas, ou mecânicos, com uso de pás rotativas acondicionadas
paralelamente ou perpendicularmente ao eixo (ALVES; LIBÂNIO, 2010; JORDÃO;
PESSÔA, 2014; RIBEIRO, 2018).
3.6.2.2 Sedimentação/decantação
Etapa responsável pela retirada de particulados em suspensão, na qual
apresentam maior densidade em comparação a água, ocasionando na sedimentação
por ação da gravidade. O processo de sedimentação pode ser dividido em:
sedimentação discreta, floculenta ou em massa. A sedimentação discreta é referida a
partículas na forma individual, que mantém suas características de forma, volume e
densidade, onde estas não formarão aglomerados ou flocos com outras partículas,
sendo que a velocidade de sedimentação não irá depender da concentração da
matéria presente. A sedimentação floculenta se detém a partículas que sofrem
aglomeração, formando flocos, aumentando a velocidade de sedimentação a partir do
aumento dos flocos, nas quais irão modificar além da velocidade de sedimentação,
suas propriedades de forma, volume e densidade. Já na sedimentação em massa,
32
altas concentrações de particulados em suspensão sofrem sedimentação em uma
massa só, ocorrendo a separação do clarificado e o material sedimentado, sendo este,
o lodo (ALVES, 2010; JORDÃO; PESSÔA, 2014).
Tendo em vista o tratamento primário, se faz o uso de decantadores primários,
sendo comumente utilizados na etapa que antecede o tratamento biológico.
Objetivando a remoção de sólidos de fácil sedimentação e floculados, sendo parte
destes sólidos constituídos por material orgânico, Metcalf e Eddy (2013) afirmam que
se operados de maneira eficiente, os decantadores podem remover de 25 a 40% da
carga de DBO, e 50 a 70% de sólidos suspensos (METCALF; EDDY, 2013; JORDÃO;
PESSÔA, 2014; VON SPERLING, 2017).
O princípio de funcionamento se dá a partir do escoamento do efluente através
dos decantadores e retenção do lodo gerado a partir da sedimentação das partículas
de densidade superior ao do fluído no fundo do recipiente. De maneira geral, os
decantadores podem ser circulares ou retangulares, com processo de limpeza
mecanizado ou manual através da pressão hidráulica, e com escoamento do fluído de
forma horizontal ou vertical (LIBÂNIO, 2010; METCALF; EDDY, 2013; JORDÃO;
PESSÔA, 2014).
Quanto ao uso de tanques de decantação retangulares, estes necessitam de
uma menor área de construção quando comparados aos tanques circulares, possuem
menor taxa de arraste de lodo sedimentado, obtendo um adensamento mais eficiente,
e requerem menor custo de implantação, porém acabam por dispor de maiores
manutenções, apresentam eficiência reduzida em altas concentrações de sólidos, e
dispõem de maior tempo de detenção de lodo. Nos decantadores retangulares, o
efluente é escoado horizontalmente, e a coleta do lodo é dada através de correntes
ou pontes móveis (METCALF; EDDY, 2013; JORDÃO; PESSÔA, 2014).
Nos tanques de decantação circulares, o escoamento do efluente é radial,
possuindo uma alimentação que é realizada principalmente pelo centro do dispositivo
com fluxo ascendente, sendo na maioria dos casos usado mais de um decantador
para realização do processo de sedimentação. O lodo resultante é acondicionado
temporariamente em compartimentos e removido através de bombeamento para
tratamento e disposição final. Dentre as vantagens de implementação de
33
decantadores circulares, destacam-se o menor tempo de remoção do lodo adensado
e menor frequência de manutenção, e as desvantagens estão na distribuição uniforme
do lodo no dispositivo de coleta e maior taxa de arraste das partículas sedimentadas
(METCALF; EDDY, 2013; JORDÃO; PESSÔA, 2014).
Nas Figuras 05 e 06 é possível a visualização dos esquemas de funcionamento
de decantação circular e retangular.
Figura 05 - Esquema de funcionamento do decantador retangular
Fonte: Metcalf e Eddy (2013).
Figura 06 - Esquema de funcionamento do decantador circular
Fonte: Metcalf e Eddy (2013).
34
3.6.2.3 Flotação
A flotação tem por principal finalidade a retirada de particulado suspenso
através de inserção de microbolhas de gás, na maioria dos casos ar, no efluente,
fazendo com que as bolhas se unam às partículas, onde a junção destas com ar gera
uma força de empuxo que transportará o material até a superfície do líquido, sendo o
lodo retirado por meio de raspadores. Quando comparada a sedimentação, o
processo de flotação se torna mais vantajoso na remoção de sólidos pequenos e
leves, obtendo melhor taxa de remoção em menor espaço de tempo. O gás para
realização da operação pode ser aderido por injeção no líquido sob pressão; ar
dissolvido, onde há liberação da pressão; e por ar disperso, onde ocorre aeração do
efluente com pressão atmosférica (METCALF; EDDY, 2013; LEGNER, 2015;
SILVESTRE, 2018).
O meio mais utilizado para tratamento de águas residuais é a flotação por ar
dissolvido, consistindo na diminuição da densidade das partículas presentes no
efluente através da injeção de microbolhas de ar sob pressão, sendo após a pressão
liberada à pressão atmosférica, ocasionando no arraste do material particulado até
superfície e removido através de raspagem. A flotação por ar dissolvido tem como
vantagens: necessidade de pequena área para implementação, alta taxa de remoção
de carga orgânica, menor formação de lodo e operação em sistema contínuo
(CALIJURI; CUNHA; METCALF; EDDY, 2013; LEGNER, 2015; SILVESTRE, 2018).
3.6.2.4 Filtração
É a operação unitária que tem como objetivo a remoção de partículas
suspensas que não foram retiradas nas etapas anteriores de tratamento, auxiliando
na diminuição da turbidez, cor, concentração de micropoluentes e microrganismos
patogênicos. O princípio da filtragem consiste na percolação do efluente por um meio
filtrante poroso com fluxo ascendente ou descendente, sendo a eficiência dependente
principalmente das propriedades do material filtrante e do efluente, velocidade de
escoamento, área superficial de contato e método de operação do filtro. A composição
do material filtrante se dá majoritariamente por areia, sendo usados também outros
materiais granulares como antracito e carvão ativado, por possuírem elevadas
35
capacidades adsortivas, podendo o recheio dos filtros ser formado por uma ou mais
camadas de material (ALVES; LIBÂNIO, 2010; LIMA et al., 2014; ANDRADE, 2015).
Dentre os tipos de filtração, podem ser classificados de maneira geral por
filtração rápida ou lenta. A filtração lenta é recomendada para fluídos com baixas
concentrações de material suspenso, e consequentemente, baixa turbidez. O efluente
escoa lentamente através do material filtrante de pequena granulometria, gerando
durante o processo um biofilme denso formado por microrganismos que irão auxiliar
no processo de degradação da matéria, aumentando a eficiência da etapa. A
periodicidade de limpeza do filtro é controlada a partir da queda de pressão do leito e
taxa de remoção da turbidez, sendo geralmente realizada de forma manual (ALVES,
2010; TEIXEIRA; BRANDÃO, 2016).
O sistema de filtragem rápida é comumente usado após os tratamentos de
coagulação/floculação e decantação. O meio filtrante é percolado pelo efluente em
velocidade elevadas, onde os sólidos normalmente são separados do fluído através
da retenção dos particulados com diâmetros maiores do que as aberturas do material
filtrante ou por adsorção, sendo usado para remoção de cargas em maiores
concentrações. Para o seu funcionamento, se faz o uso de mais equipamentos,
necessitando de mão-de-obra reduzida, sendo requerido menor área de implantação
se comparado ao sistema de filtragem lenta, e menor custo de operação. No que diz
respeito à limpeza, essa se dá por retrolavagem, que consiste na passagem de água
pelo filtro no sentido contrário ao fluxo (ALVES, 2010; CARVALHO, 2015).
3.6.3 Tratamento secundário
Os tratamentos secundários, ditos tratamentos biológicos, visam
principalmente a remoção e/ou diminuição da carga de sólidos suspensos e
dissolvidos, sendo constituintes da matéria orgânica, como também compostos
tóxicos e nutrientes (nitrogênio e fósforo), remanescentes dos tratamentos anteriores.
Os processos podem ser aeróbios, com a presença de oxigênio e anaeróbios, com a
ausência de oxigênio. Nesta etapa haverá a atuação de microrganismos sobre os
compostos, ocasionando a degradação da matéria orgânica, convertendo o material
em produto clarificado, gás carbônico, resíduos resultantes das atividades
36
microbianas de crescimento e reprodução, e em meios anaeróbios, metano. Em
dimensionamentos de estações de tratamento, pode-se fazer uso ou não de
tratamento primário antes da etapa biológica, porém torna-se imprescindível o
tratamento preliminar, visto que o efluente necessita estar em condições adequadas
para ação dos microrganismos e obtenção de uma boa eficiência no processo
(CALIJURI; CUNHA; METCALF; EDDY, 2013; JORDÃO; PESSÔA, 2014; VON
SPERLING, 2017).
O tratamento secundário abrange uma gama de processos, no qual a escolha
do tipo de tratamento irá depender dos constituintes do efluente, eficiência de
remoção, disponibilidade de área, viabilidade econômica e condições climáticas da
região. Dentre os dispositivos existentes na etapa secundária, os comumente
utilizados são: reatores anaeróbios, filtração biológica, lodos ativados e lagoas de
estabilização (FARRUGIA, 2012; VON SPERLING, 2017).
3.6.3.1 Reatores anaeróbios
O tratamento anaeróbio há muitos anos vem sido utilizado para estabilização
de lodo, porém é recente os estudos e aplicações desse processo em efluentes
líquidos. Nos dispositivos anaeróbios o período de residência da biomassa de
microrganismos é maior que o tempo de detenção hidráulica do equipamento, fazendo
com que haja uma melhor estabilização do lodo, e a atividade da biomassa apresente
maior efetividade (METCALF; EDDY, 2013; JORDÃO; PESSÔA, 2014; VON
SPERLING, 2017).
O processo mais conhecido e utilizado em unidades de tratamento de efluentes
é o Reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), sendo usado para efluentes que
apresentam baixas concentrações de sólidos suspensos. O mecanismo consiste na
entrada do efluente pela parte inferior do reator, passando através de um leito de lodo
denso e manta de lodo, onde parte da matéria orgânica irá ficar retida junto a biomassa
de elevada atividade para degradação e parte irá se unir a moléculas de gases (gás
metano e gás carbônico) resultantes da digestão dos microrganismos, dispersando no
meio líquido seguindo um fluxo ascendente até o topo do dispositivo. O topo do reator
geralmente possui formato cônico e neste há um separador trifásico, no qual as
37
moléculas de gases aderidas ao lodo irão se desprender, sendo deslocadas para a
fase gasosa do reator, o lodo decantará na parte superior, deslizando pelas paredes
do equipamento e retornando à área de transição (manto de lodo) e digestão (leito de
lodo), sendo posteriormente estabilizado pela biomassa, e o efluente clarificado sairá
do reator pela superfície (CALIJURI; CUNHA; METCALF; EDDY, 2013; JORDÃO;
PESSÔA, 2014; CHERNICHARO, 2016; VON SPERLING, 2017). A representação
esquemática do processo pode ser visualizada através da Figura 07.
Figura 07 - Esquema de funcionamento de um reator UASB
Fonte: Chernicharo (2016).
Durante o processo há o acúmulo de grandes quantidades de sólidos, dessa
forma, para que ocorra a estabilização completa do lodo, o tempo de residência da
biomassa acaba sendo maior que o tempo de detenção hidráulica (faixa de 6 a 10
horas). Em termos de eficiência, os reatores UASB apresentam uma remoção próxima
a 65% para DQO e 70% para DBO, sendo comumente feito o uso de tratamentos
posteriores para a remoção da carga orgânica restante no efluente, como por exemplo
a utilização de reator UASB antes do tratamento aeróbio de lodos ativados (CALIJURI;
CUNHA; METCALF; EDDY, 2013; JORDÃO; PESSÔA, 2014; VON SPERLING,
2017).
38
3.6.3.2 Filtração biológica
Diferentemente do nome empregado ao tratamento, a etapa de filtração
biológica não tem por objetivo a filtração de particulados, mas sim a oxidação
bioquímica da matéria orgânica contida no efluente através do contato com a
biomassa que se encontra aderida a um meio suporte. Os filtros biológicos podem ser
divididos em: filtros biológicos percoladores, biodiscos e biofiltros aerados submersos
(JORDÃO; PESSÔA, 2014; VON SPERLING, 2017).
Filtros biológicos percoladores: esses tipos de filtro têm como princípio de
funcionamento a distribuição do efluente de forma contínua por meio de distribuidores
rotativos em compartimento preenchido com material de alta superfície de contato,
sendo a remoção do efluente clarificado realizada por meio de drenos localizados na
parte inferior do filtro (FIGURA 08). O resíduo irá percolar através do meio suporte do
dispositivo ocasionando no crescimento de biofilme, onde este irá reter a matéria
orgânica por adsorção, realizando a degradação através de oxidações bioquímicas,
sendo a demanda de oxigênio necessária para a reação provinda da circulação de ar
entre as aberturas do meio suporte do filtro. A biomassa presente no material suporte
irá crescer ao longo do processo, ocasionando na diminuição dos espaços vazios para
percolação do efluente, o que irá aumentar a velocidade de escoamento, provocando
uma tensão de cisalhamento e fazendo com que o biofilme se desprenda, sendo
posteriormente removido por decantador secundário. O meio suporte pode ser
constituído de diversos tipos de materiais, sendo os cascalhos, pedras britadas e
materiais sintéticos, os mais utilizados (METCALF; EDDY, 2013; JORDÃO; PESSÔA,
2014; CHERNICHARO, 2016; VON SPERLING, 2017).
Figura 08 - Filtro biológico percolador
Fonte: Von Sperling (2017).
39
Biodiscos: recomendado para pequenas vazões de efluente, o sistema é
dotado de discos espaçados produzidos de material polimérico dispostos
horizontalmente, onde irão rotacionar lentamente (1 a 2 rpm), sendo parcialmente
submersos no efluente localizado em um compartimento abaixo dos discos. O contato
dos discos com o efluente formará uma película de biomassa sobre o material, que
em função da rotação irá reter parte do efluente em sua superfície, realizando a
oxidação bioquímica da matéria orgânica pela camada de biomassa, e a oxigenação
é realizada por meio da exposição dos discos ao ar. Quando o biofilme atinge a
camada limite, este se desprende juntando-se ao efluente, onde irá continuar
realizando a degradação da matéria orgânica, tendo assim, uma maior eficiência do
sistema. O processo pode alcançar uma eficiência de remoção de carga orgânica de
mais de 90%, porém apresenta custo elevado para implantação (METCALF; EDDY,
2013; JORDÃO; PESSÔA, 2014; CHERNICHARO, 2016; VON SPERLING, 2017).
Biofiltros aerados submersos: o processo acontece através de um leito
fluidizado com inserção de bolhas de ar, no qual possui recheio ou material flutuante
granular de elevada superfície de contato. O efluente irá passar pelo leito com fluxo
ascendente ou descendente, formando uma camada de biofilme no material de
enchimento, que em contato com o resíduo líquido irá degradar a matéria orgânica. A
limpeza do material do recheio se dá por meio de lavagem em contracorrente,
podendo ser usado o próprio efluente para lavagem. Esta operação possui elevada
eficiência e não necessita de grandes áreas de implantação, devido ao material de
enchimento ser leve, podendo ser dimensionados leitos de maior altura (METCALF;
EDDY, 2013; JORDÃO; PESSÔA, 2014; CHERNICHARO, 2016; VON SPERLING,
2017).
3.6.3.3 Lodos ativados
Sendo mundialmente conhecido, o sistema de lodos ativados é usado em casos
que se visa elevada remoção orgânica, sendo possível também haver a remoção de
compostos específicos como nitrogênio e fósforo. Geralmente utilizado após
tratamento anaeróbio, esta operação unitária consegue tratar grandes quantidades de
efluentes em áreas reduzidas, porém apresenta uma elevada complexidade, sendo
40
imprescindível um bom controle de processo, além de ser um tratamento que
demanda de alto nível de mecanização, tendo por consequência, um maior consumo
energético (METCALF; EDDY, 2013; JORDÃO; PESSÔA, 2014; CHERNICHARO,
2016; VON SPERLING, 2005, 2017).
O processo consiste na adição do efluente em um tanque geralmente
construído de concreto com aeração provindo de agitadores mecânicos ou sistema de
ar difuso, sendo o segundo método de aeração indicado para estações de tratamento
de efluentes com elevadas vazões de resíduos líquidos. A aeração faz com que os
sólidos presentes (biomassa e matéria orgânica) permaneçam em suspensão,
ocasionando na interação das bactérias com o alimento, que irão consumir a matéria
orgânica para realização dos processos de metabolização, degradando-a. Ao sair do
compartimento de lodos ativados, o efluente é direcionado ao decantador secundário,
onde irá acontecer a decantação dos particulados anteriormente em suspensão, onde
parte do lodo decantado ainda contém microrganismos ativos e recircula no sistema,
ocasionando num aumento da biomassa presente no processo e atividade microbiana,
obtendo assim, um tratamento mais efetivo, podendo atingir taxas de eficiências de
remoção de até 95% para DBO. O lodo excedente é direcionado a etapas de
tratamento de adensamento e estabilização, sendo encaminhado à disposição final
(METCALF; EDDY, 2013; JORDÃO; PESSÔA, 2014; CHERNICHARO, 2016; VON
SPERLING, 2005, 2017).
Lodos ativados convencionais: o volume requerido para tratamento no
sistema convencional é reduzido, isso se dá devido ao pouco tempo de detenção
hidráulica do efluente, estando este na faixa de 6 a 8 horas. A idade do lodo (4 a 10
dias) nas unidades de lodos ativados convencionais é maior que o tempo de detenção
hidráulica, o que garante uma boa eficiência do processo, visto que a massa
microbiana consegue estabilizar quase toda a quantidade de lodo presente no
dispositivo, porém o lodo resultante ainda necessita de tratamento posterior para
completa estabilização (METCALF; EDDY, 2013; JORDÃO; PESSÔA, 2014;
CHERNICHARO, 2016; VON SPERLING, 2005, 2017).
Lodos ativados de aeração prolongada: neste tipo de tratamento o lodo irá
permanecer no reator por um intervalo de tempo maior se comparado ao sistema de
lodos ativados convencionais, estando na ordem de 18 a 30 dias, consequentemente
41
o tempo de detenção hidráulica do efluente também será elevado, estando na faixa
de 16 a 24 horas, havendo assim, maior proliferação de bactérias presentes no
efluente. O reator recebe a mesma quantidade de compostos orgânicos que no
processo convencional, porém há maior concentração de microrganismos no sistema,
gerando desta forma, uma limitação de alimento para biomassa. Após os
microrganismos consumirem todo alimento presente no meio, começarão a consumir
de suas próprias células a matéria orgânica necessária para efetuar a metabolização,
resultando na estabilização do lodo no próprio reator, não sendo necessário nesses
casos, etapas posteriores de tratamento do lodo, porém haverá maior consumo
energético devida a estabilização do lodo ser feita de forma aeróbia (METCALF;
EDDY, 2013; JORDÃO; PESSÔA, 2014; CHERNICHARO, 2016; VON SPERLING,
2005, 2017).
Lodos ativados com fluxo intermitente: todas a operações constituintes do
sistema de lodos ativados irá acontecer em uma única unidade, através de mudanças
dos processos pelo tempo, o que resulta em uma simplificação do sistema. A
sequência de etapas á dada pelo enchimento do tanque, aeração/mistura do efluente
juntamente com oxidações bioquímicas por microrganismos, sedimentação, retirada
do clarificado, e por fim remoção do lodo excedente. Neste tipo de operação,
normalmente se faz o uso da aeração prolongada, que como comentado
anteriormente, há a estabilização do lodo no próprio reator, descartando as etapas
subsequentes de tratamento de lodo (METCALF; EDDY, 2013; JORDÃO; PESSÔA,
2014; CHERNICHARO, 2016; VON SPERLING, 2005, 2017).
3.6.3.4 Lagoas de estabilização
Os sistemas de lagoas de estabilização podem ser de origem natural ou
artificial, no qual apresentam simplicidade de processo, baixo custo de operação e
manutenção, porém requerem grandes áreas para implementação. Objetivando a
estabilização da matéria orgânica presente através de oxidação de microrganismos e
fotossíntese de algas, o processo envolve etapas físicas, químicas biológicas,
favorecendo a autodepuração. Sendo dependentes das condições climáticas, a
relação entre o clima predominante da região afeta os processos biológicos presentes,
42
como a atividade fotossintética das algas e metabolismo dos microrganismos,
apresentando maior eficiência em climas quentes/tropicais. As lagoas de estabilização
conseguem remover não só a carga orgânica, como também outros compostos,
podendo apresentar taxas de remoção de até 85% para DBO, 99,99% para coliformes,
e 80% para amônia livre (JORDÃO; PESSÔA, 2014; VON SPERLING, 2017).
Lagoas facultativas: possuem uma sistemática simples e são dependentes
exclusivamente de ações naturais. O sistema é constituído por uma área aeróbia
localizada na parte superior da lagoa, região anaeróbia na parte inferior e entre elas,
localiza-se a zona facultativa. Na região aeróbia, os sólidos suspensos não
sedimentáveis e os sólidos dissolvidos são degradados por microrganismos aeróbios
e a demanda de oxigênio necessária para a respiração celular se dá através da
fotossíntese realizada por algas presentes no sistema. No fundo da lagoa realiza-se a
fermentação anaeróbia de sólidos suspensos sedimentáveis, e na região
intermediária, dita facultativa, são realizados os processos de oxigenação aeróbia e
fotossintética. As lagoas facultativas podem ser utilizadas como etapas únicas de
tratamento, sendo denominadas lagoas primárias, ou podem ser uma
complementação sequencial de uma lagoa anaeróbia, sendo assim chamadas de
lagoas secundárias. Geralmente este tipo de lagoa é projetada com uma profundidade
entre 1,5 e 2 metros, necessitando de uma extensa área de implantação para
eficiência da fotossíntese das algas através do uso de energia solar. Em relação ao
tempo de detenção hidráulica, este aproxima-se a 20 dias, visto que por ser um
processo natural, a estabilização da matéria orgânica se dá em taxas mais lentas
(PAIXÃO FILHO, 2012; JORDÃO; PESSÔA, 2014; VON SPERLING, 2017). O
esquema de funcionamento de uma lagoa facultativa pode ser visualizado através da
Figura 9.
43
Figura 9 - Esquema de lagoa facultativa
Fonte: Von Sperling (2017).
Lagoas anaeróbias: a estabilização da matéria orgânica ocorre na ausência
de oxigênio, através da digestão ácida e a fermentação metânica. Em primeiro
momento, bactérias acidogênicas irão realizar a conversão de matéria orgânica
complexa em compostos simples, como ácidos orgânicos, não havendo nesta etapa
a remoção de DBO e DQO. Na etapa sequencial de fermentação metânica, bactérias
metanogênicas irão transformar os ácidos provindos da digestão ácida em metano e
gás carbônico, ocasionando a redução da carga orgânica. Lagoas anaeróbias
removem parcialmente a matéria orgânica presente, possuindo uma eficiência de
remoção na faixa de 50 a 60% de DBO, onde o processo é comumente
complementado por uma lagoa facultativa a fim de maior remoção de carga orgânica.
O tempo de detenção hidráulica geralmente adotado é de 2 a 5 dias, tempo necessário
para o desenvolvimento de bactérias anaeróbias de crescimento rápido. Para o
dimensionamento das lagoas, estas são projetadas com profundidades de 3 a 4
metros, objetivando principalmente o equilíbrio térmico do meio aquoso, reduzindo a
influência de mudanças climáticas sobre o efluente que podem levar a introdução de
oxigênio no meio, afetando o processo metânico, considerando também que lagoas
com maiores profundidades retém melhor o calor, sendo este necessário para a
digestão dos microrganismos (PAIXÃO FILHO, 2012; JORDÃO; PESSÔA, 2014; VON
SPERLING, 2017).
44
Lagoas aeróbias: sendo denominadas de lagoas aeradas de mistura
completa, o princípio de funcionamento destas lagoas é o fornecimento de oxigênio
necessário para as atividades metabólicas dos microrganismos aeróbios através de
aeradores mecânicos, provendo a agitação do líquido e introduzindo oxigênio ao meio,
fazendo com que todos os sólidos presentes permaneçam suspensos, juntamente
com as bactérias, favorecendo o maior contato entre os compostos orgânicos e os
microrganismos. Desta forma, a decomposição orgânica ocorre de maneira mais
rápida e eficiente, se comparada a lagoas facultativas, diminuindo o tempo de
detenção hidráulica (de 2 a 4 dias) e necessitando de menores áreas de implantação.
Porém, uma das desvantagens desse processo é a saída de biomassa em suspensão
junto com o efluente, prejudicando a qualidade do corpo receptor. Desta forma, faz-se
o uso de decantador a jusante da lagoa, tendo por finalidade a sedimentação dos
sólidos suspensos, separando a matéria orgânica do efluente clarificado (CALIJURI;
CUNHA, 2013; JORDÃO; PESSÔA, 2014; VON SPERLING, 2017).
Lagoas de polimento: esse sistema tem por objetivo o polimento do efluente
provindo de outros tratamentos a montante, através da remoção de microrganismos
de origem patogênica, uma parcela da carga de amônia e carga orgânica. As lagoas
de polimento são comumente utilizadas em etapas em que a taxa de remoção da
matéria orgânica não é elevada, geralmente como etapa posterior ao tratamento
anaeróbio (JORDÃO; PESSÔA, 2014; VON SPERLING, 2017).
3.7 Trabalhos publicados em tratamento de efluentes de cervejaria
Rocha et al. (2017a) realizaram o dimensionamento de dois tipos de
tratamentos para efluentes oriundos de processo produtivo cervejeiro a partir da
caracterização do resíduo líquido. Amostras de efluentes foram coletadas de uma
cervejaria, onde foram realizadas determinações dos teores de DBO, DQO e série de
sólidos, sendo comprovado que a empresa apresentava concentrações dos
compostos analisados acima dos exigidos na legislação ambiental para lançamento
em corpo receptor. A partir da caracterização do efluente, o primeiro tratamento foi
dimensionado somente com lodos ativados, e o segundo com lodos ativados
precedido de tratamento físico-químico, onde as duas alternativas de tratamento
45
apresentaram valores relevantes na remoção de carga orgânica, porém a opção que
continha tratamento físico-químico se mostrou mais eficiente na remoção de sólidos
suspensos totais, além de haver pouca variação de área requerida de um sistema
para outro, devida a baixa quantidade de lodo gerado no tratamento físico-químico.
Rocha et al. (2017b) caracterizaram o efluente de uma cervejaria artesanal e a
partir dos resultados obtidos dimensionaram quatro tipo de unidades de tratamento.
Para a caracterização do efluente foram realizadas determinações de DBO, DQO,
Nitrogênio Amoniacal e série de sólidos, e as unidades de tratamento dimensionadas
foram: lodos ativados, lodos ativados com tratamento físico-químico, reator UASB
procedido de filtro biológico percolador e reator UASB seguido de lodos ativados. Com
base nas eficiências obtidas a partir cálculos de dimensionamento para cada unidade,
pode-se concluir que a alternativa que apresentou melhor remoção dos compostos foi
o tratamento com reator UASB seguido de sistema de lodos ativados, atendendo aos
padrões de descarte.
Arruda et al. (2015) realizaram testes em efluente de uma cervejaria para
tratamento aeróbio seguido de etapa físico-química com adição de coagulante natural.
O efluente coletado foi caracterizado a fim de conhecimento dos compostos
presentes, e os testes foram feitos com dispositivos em escala piloto em laboratório.
Para o experimento, fez-se o uso de um reator aeróbio de lodos ativados com meio
suporte de anéis de plástico e equipamento para ensaios de Jar Test objetivando
determinar a quantidade necessária de coagulante, sendo este provindo de sementes
de Moringa Oleifera. A partir dos testes realizados, chegou-se à conclusão de que o
tratamento de lodos ativados e posterior tratamento físico-químico com adição de
coagulante natural apresentou elevada eficiência de remoção de compostos orgânicos
e nitrogênio, estando em atendimento à legislação e apresentando melhores
resultados se comparado ao uso do tratamento aeróbio somente.
Borgo et al. (2019) avaliaram a capacidade coagulante da semente de Moringa
Oleifera para clarificação de efluentes provenientes da lavagem do biodiesel e
processo de brassagem de uma indústria artesanal. A capacidade coagulante foi
testada através da adição na forma moída e na forma de extrato da semente de
Moringa Oleifera em amostras dos efluentes coletados, nas quais após adição,
sofreram agitação e em seguida, foram mantidas em repouso para decantação dos
46
particulados, sendo posteriormente realizadas determinações de pH, turbidez e
absorbância nos resíduos clarificados. Para os testes foram estipulados valores de
concentração do coagulante a ser adicionado em cada amostra e tempo de
decantação. O estudo comprovou o elevado potencial de clarificação do coagulante
natural utilizado, apresentando alta remoção de turbidez, principalmente nas amostras
testadas com a semente de Moringa Oleifera moída, chegando a valores de eficiência
de até 93,99%.
Filho et al. (2013) estudaram a eficiência de uma estação de tratamento de
efluentes em escala real de uma indústria produtora de cervejas e refrigerantes. A
estação é composta por etapas de tratamento preliminar, primário e secundário,
fazendo o uso de reator anaeróbio de circulação interna seguido de lagoas de aeração
e polimento para remoção de carga orgânica e compostos específicos. No estudo
foram realizadas determinações analíticas e analisada a eficiência do sistema através
do percentual de remoção das concentrações de DBO e DQO presentes no efluente.
Por meio do estudo de caso, constatou-se a elevada eficiência média (atingindo
valores de até 96%) do sistema na remoção dos compostos orgânicos, onde a água
residual gerada atende os padrões de lançamento exigidos pelo órgão ambiental
vigente.
47
4 MATERIAL E MÉTODOS
4.1 Material
Para realização do estudo, o material analisado foi o efluente bruto de uma
cervejaria localizada na cidade de Bom Retiro do Sul/RS. O procedimento de
amostragens foi definido a partir de visitas técnicas realizadas no empreendimento,
sendo feito um acompanhamento do processo produtivo cervejeiro e funcionamento
do sistema de tratamento de efluentes atual da fábrica.
O processo produtivo do presente estudo é constituído de diversas etapas,
abrangendo de forma geral os seguintes processos: seleção das matérias-primas
(água; malte, lúpulo, e levedura - Saccaromyces cerevisae); mostura, onde há a
mistura do malte com a água em temperatura controlada; adição de água de lavagem,
visando a diluição do fluído para posterior filtragem; filtragem em filtro de fundo falso
para separação do mosto e os resíduos de cereais; fervura, onde há a adição do
lúpulo; separação sólido-líquido através de centrifugação; resfriamento do mosto;
fermentação, a partir da adição de leveduras; maturação; clarificação, mediante uso
de clarificantes e filtração; carbonatação; pasteurização e por fim, envase.
Os maiores volumes de geração de efluentes líquidos ocorrem por limpeza ou
separação de fases, como segue:
Moagem: emprega água para lavagem;
Mistura e mostura: emprega água para lavagem;
48
Filtração: separação sólido-líquido, emprega água para lavagem;
Fervura: emprega água para lavagem;
Centrifugação: separação sólido-líquido, emprega água para lavagem.
Para caracterização do efluente, foram utilizadas amostras dos rejeitos líquidos
provenientes da produção da cerveja Pilsen e limpeza do maquinário da fábrica, sendo
caracterizados de forma individual com o intuito de observar a diferença da
composição dos dois tipos de efluentes. Três campanhas de amostragem foram
realizadas ao longo do período de trabalho, e cada campanha de amostragem contou
com dois dias de coleta, um dia sendo destinado às coletas do efluente da produção
da cerveja e outro para coletas do efluente da etapa de limpeza.
A escolha dos pontos de coleta se deu a partir da análise do sistema de
tratamento de efluentes atual da empresa, que conta com um sistema composto de
tanque de recebimento do efluente com presença de grade fina para retenção de
sólidos mais grosseiros, seguido de tanque de equalização, etapa responsável pela
homogeneização do efluente. Após equalização há o tratamento biológico formado
por dois biorreatores recheados com meio suporte constituído de conduíte corrugado,
visando a degradação da matéria orgânica. Para depuração final do efluente, este é
direcionado ao sistema de Wetlands.
Para entendimento do sistema atual de tratamento da empresa, as coletas se
deram em três pontos localizados ao longo da estação, sendo estes: recepção do
efluente (grade), biorreator primário e biorreator secundário. Devido ao acesso
dificultado, não foi possível coletar no sistema de Wetlands, impossibilitando a análise
da eficiência global do tratamento. As amostras foram coletadas em três horários
diferentes, sendo as quantidades provenientes de cada ponto homogeneizadas e
retiradas destas, uma amostra representativa.
Visando a caracterização dos efluentes e análise da atual situação da estação
de tratamento da fábrica em frente ao lançamento dos efluentes em corpo receptor,
realizou-se determinações de pH, sólidos sedimentáveis, DBO5, DQO, nitrogênio total
Kjeldahl, fósforo total e turbidez. As amostras foram fracionadas, sendo parte destas
acondicionadas em frascos de polipropileno contendo preservante para
49
encaminhamento em laboratório credenciado para análise de fósforo total. O restante
das amostras foi analisado no laboratório de biorreatores da Univates, sendo as
determinações de pH, turbidez, sólidos sedimentáveis e DBO5, realizadas logo após
coleta, garantindo melhor precisão na quantificação dos compostos, conforme
metodologias usadas.
Para análises de nitrogênio total Kjeldhal e DQO, as amostras sofreram
acidificação até atingirem pH com valor próximo a 2, sendo mantidas em refrigeração
até o momento da análise. Já as porções de efluentes destinadas a determinações de
carbono orgânico total e carbono inorgânico, estas foram submetidas ao mesmo
processo de acidificação das amostras anteriores, porém foram congeladas para
análise posterior. Vale frisar que todas as amostras respeitaram o período de
acondicionamento para análises, conforme Guia Nacional de Coleta e Preservação
de Amostras da Agência Nacional das Águas (ANA, 2011).
Tendo em vista a remoção de parte da carga poluidora que constitui os
efluentes da cervejaria, testou-se tratamento primário de coagulação/floculação a
partir de ensaios de Jar Test com amostra de efluente bruto proveniente de uma única
coleta do ponto da grade do sistema atual da empresa, sendo o teste realizado logo
após obtenção da amostra. Para avaliar a eficiência do teste, o efluente bruto e as
amostras clarificadas pós floculação foram submetidas a análises para determinação
de DQO, cor e turbidez.
4.2 Métodos
4.2.1 Demanda bioquímica de oxigênio (DBO5)
De acordo com Valente et al. (1997), a demanda bioquímica de oxigênio (DBO)
provém da quantidade de oxigênio requerido para degradação biológica da matéria
orgânica por processo oxidativo, onde a DBO5 será a taxa de oxigênio consumido por
microrganismos no período de 5 dias em temperatura controlada de 20°C. As análises
foram realizadas em triplicatas com o aparelho Oxitop, da marca WTW, seguindo
recomendações de preparação do equipamento, determinando a quantidade de
50
oxigênio consumido por microrganismos para degradação da matéria orgânica, com
leitura de DBO5 na faixa de 0 a 4000 mg/L.
4.2.2 Demanda química de oxigênio (DQO)
Indica quantidade de oxigênio necessária para decomposição da matéria
orgânica através da oxidação química (VALENTE et al., 1997). A determinação do
parâmetro foi realizada em triplicatas conforme o método titulométrico de refluxo
fechado (5220 D) do Standard Methods for Examination of Water and Wastewater,
que consistiu na digestão das amostras em sistema fechado e posterior detecção
através de titulação (APHA, 2012).
4.2.3 Fósforo total
É um composto essencial para desenvolvimento dos processos de origem
biológica, porém em quantidades excessivas nos efluentes pode causar o fenômeno
de eutrofização, onde há o crescimento excessivo das algas e com isso a diminuição
do oxigênio necessário para a sobrevivência de seres aquáticos (JORDÃO; PESSÔA,
2014). As amostras foram encaminhas para análise em laboratório credenciado,
sendo o teor de nitrogênio total determinado por meio dos seguintes métodos: SMWW,
23ª Edição, Método 3030E e 3120B/EPA Método 3015 A - 2007 e 6010 D - 201/PO-
091.
4.2.4 Nitrogênio total Kjeldahl
Sendo uma caracterização indireta de proteínas presentes no meio, o método
foi desenvolvido primeiramente por Kjeldahl em 1883 e adaptado desde então
(EMBRAPA, 2006). A determinação do nitrogênio (duplicatas) se deu por meio do
método 4500 N C Semi-Micro-Kjeldahl, do Standard Methods for Examination of Water
and Wastewater, que consistiu na digestão das amostras seguida de destilação por
arraste de vapor, finalizando com titulação do destilado (APHA, 2012).
51
4.2.5 pH
O pHmetro tem como funcionalidade um eletrodo conectado a um
potenciômetro, onde há a conversão dos valores do eletrodo (milivolts) em escalas de
pH (SPLABOR, 2017). Para análise de pH em triplicatas das amostras de efluente, foi
utilizado o pHmetro de bancada da marca DIGIMED, modelo DM-22. Através do
método potenciométrico e potencial hidrogeniônico, o equipamento tem por função
medir o pH, identificar se a amostra analisada é ácida, básica ou neutra, como também
realiza medições de temperatura (DIGIMED, 2019).
4.2.6 Sólidos sedimentáveis
É determinado a partir da capacidade de sedimentação dos particulados sólidos
antes em suspensão (JORDÃO; PESSÔA, 2014). O teor de sólidos sedimentáveis das
amostras foi obtido através do método 2540 F Cone Imhoff do Standard Methods for
Examination of Water and Wastewater. Para análise, um litro de cada amostra foi
homogeneizado e transferido para o cone imhoff, onde houve a sedimentação dos
sólidos durante 45 minutos, seguida de leve agitação para desprendimento das
partículas que ficaram retidas na parede do cone e decantação por mais 15 minutos
(APHA, 2012).
4.2.7 Turbidez
A principal causa da existência de turbidez do efluente é a presença de
partículas sólidas no meio, podendo ser indicador de poluentes, dificultando também,
a visualização do efluente (METCALF; EDDY, 2013). Os índices de turbidez das
amostras de efluentes foram determinados em triplicatas com Turbidímetro Portátil da
marca DIGIMED, modelo DM-TU, com faixa de medição de 0 a 1000 NTU (DIGIMED,
2019).
52
4.2.8 Tempo de retenção hidráulico e eficiência de remoção de carga orgânica
Como parte da análise do tratamento de efluentes atual da indústria do
presente estudo, calculou-se o tempo de retenção hidráulico dos filtros biológicos
(biorreatores) que constituem o sistema e eficiência de remoção da carga orgânica do
efluente (DBO e DQO) ao longo da estação.
O tempo de retenção hidráulico é o tempo necessário para passagem da vazão
de efluente no equipamento de determinado volume, sendo expresso pela Equação 1
(VON SPERLING, 2005).
𝑇𝑅𝐻 =
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑡𝑜𝑟
𝑉𝑎𝑧ã𝑜 𝑑𝑜 𝑒𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒
(1)
Onde:
THR = tempo de retenção hidráulico
Para cálculo da eficiência de remoção de DBO e DQO na estação de tratamento
de efluentes, adotou-se a Equação 2 citada por Colares e Sandri (2013). A obtenção
do valor de eficiência está relacionada com o cálculo das diferenças de concentrações
dos compostos na saída e no início do tratamento, sendo o valor resultante dividido
pela concentração do parâmetro na entrada e por fim o resultado obtido é multiplicado
por 100 para obtenção do valor em porcentagem.
𝐸 =
𝐶𝑒−𝐶𝑠
𝐶𝑒
× 100 (2)
Onde:
𝐸 = 𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖ê𝑛𝑐𝑖𝑎
𝐶𝑒 = 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜 𝑛𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎
𝐶𝑠 = 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜 𝑛𝑎 𝑠𝑎í𝑑𝑎
4.2.9 Teste de floculação
Com o intuito de avaliar a remoção de parte dos compostos com grau poluidor
contidos nos efluentes cervejeiros, foi executado o teste de floculação, que consistiu
53
em ensaios de Jar Test, fazendo uso do equipamento de floculação FLOC CONTROL,
da marca POLICONTROL. Os ensaios foram realizados usando o método descrito a
seguir.
Inicialmente colocou-se em uma cuba de Jar Test a quantidade de um litro de
efluente bruto, com valor de pH de 4,5, proveniente da etapa do gradeamento da
estação de tratamento da fábrica, sendo posteriormente adicionado 1 mL do
coagulante sulfato de alumínio 1% (Al2(SO4)3) e aguardado alguns minutos para
verificação do comportamento das partículas. Em seguida, foram sendo
incrementadas quantidades de 1 mL de coagulante por vez até a visualização da
formação dos flocos no efluente, totalizando o uso de 20 mL de sulfato de alumínio
para obtenção dos flocos.
Determinada a quantidade de coagulante, deu-se início a segunda parte do
teste, onde duas amostras de um litro de efluente bruto foram acondicionadas nas
cubas de Jar Test, havendo a adição de 20 mL de sulfato de alumínio sob agitação
rápida a 100 rpm durante 2 minutos para dispersão do coagulante, seguida de
agitação lenta a 30 rpm durante 20 minutos para colisão das partículas
desestabilizadas e formação dos flocos. Posterior à agitação lenta, os efluentes
ficaram em repouso durante 1h para realização da sedimentação dos particulados no
fundo das cubas.
Finalizada a decantação, coletou-se 50 mL do líquido sobrenadante de cada
amostra com o auxílio de um pipetador automático para análises dos teores de DQO,
cor e turbidez das amostras clarificadas, juntamente com a determinação dos mesmos
parâmetros no efluente bruto para obtenção de análise comparativa da eficiência do
tratamento com coagulante. Os métodos de determinação de DQO e turbidez foram
os mesmos utilizados para caracterização do efluente conforme já citado no presente
estudo, e o parâmetro cor aparente foi quantificado através Colorímetro da marca
DIGIMED, modelo DM-COR.
54
4.2.10 Dimensionamento preliminar do sistema de lodos ativados
4.2.10.1 Fator de biodegradabilidade
Ao se escolher o tipo de tratamento a ser utilizado conforme características do
efluente, primeiramente deve-se considerar o fator de biodegradabilidade, que é a
capacidade do resíduo em se decompor por via biológica. Dimensionamentos de
sistemas biológicos não são realizados com baixa biodegradabilidade, de modo que
se possa otimizar a remoção de carga orgânica, visando reduzir a concentração de
DBO na saída do tratamento biológico (CLAAS; MAIA, 1994).
Conforme Claas e Maia (1994), o fator de biodegradabilidade pode ser
verificado através de cálculo obtido por meio da Equação 3.
𝑓𝑏 =
𝐷𝐵𝑂5
0,65×𝐷𝑄𝑂
(3)
Onde:
𝑓𝑏 = 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑏𝑖𝑜𝑑𝑒𝑔𝑟𝑎𝑑𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒
𝐷𝐵𝑂5 = 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑏𝑖𝑜𝑞𝑢í𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒 𝑜𝑥𝑖𝑔ê𝑛𝑖𝑜 𝑒𝑚 5 𝑑𝑖𝑎𝑠
𝐷𝑄𝑂 = 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑞𝑢í𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒 𝑜𝑥𝑖𝑔ê𝑛𝑖𝑜
4.2.10.2 Sistema de lodos ativados – Reator aeróbio
Para o tipo de efluente da empresa estudada, foi realizado o dimensionamento
de um sistema de lodos ativados, que visa elevada remoção de carga orgânica devido
à alta eficiência de processo. Para tal tratamento, deve ser considerada a carga de
poluente e a capacidade do sistema biológico em assimilar a DBO5, que depende da
carga aplicada por metro cúbico do reator, teor de sólidos suspensos ativos (biomassa
ativa), idade do lodo adotada e tempo de retenção hidráulico (METCALF; EDDY, 2013;
JORDÃO; PESSÔA, 2014).
O sistema de lodos ativados é composto por reator aeróbio e por decantador
secundário. O primeiro promove a degradação da carga de poluente, enquanto o
segundo responde pela retenção/decantação da biomassa, que é retornada em parte
55
para o reator aeróbio. O dimensionamento é constituído por sistema de lodos ativados
de aeração prolongada, operando com vazão contínua de efluentes, sendo adotada a
idade do lodo de 20 dias, havendo maior tempo de residência dos microrganismos
ativos, favorecendo uma maior estabilização da carga orgânica. Na literatura são
citadas eficiências de remoção na faixa de 95-98% de DBO (METCALF; EDDY, 2013;
JORDÃO; PESSÔA, 2014; VON SPERLING, 2005).
4.2.10.2.1 Volume do reator
Para cálculo do volume requerido para o reator, antes deve-se saber a carga
de DBO5 removida na etapa biológica (Sr), conforme Equação 4 citada por Von
Sperling (2005).
𝑆𝑟 = 𝑄 × (𝑆𝑜 − 𝑆)/1000 (4)
Onde:
𝑆𝑟 = 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝐷𝐵𝑂5 𝑟𝑒𝑚𝑜𝑣𝑖𝑑𝑎 𝑛𝑎 𝑒𝑡𝑎𝑝𝑎 𝑏𝑖𝑜𝑙ó𝑔𝑖𝑐𝑎 (𝑘𝑔𝐷𝐵𝑂5/𝑑)
𝑄 = 𝑣𝑎𝑧ã𝑜 𝑚é𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 (𝑚3/𝑑)
𝑆𝑜 = 𝐷𝐵𝑂5 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑎𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 (𝑚𝑔/𝐿)
𝑆 = 𝐷𝐵𝑂 𝑠𝑜𝑙ú𝑣𝑒𝑙 𝑒𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 (𝑚𝑔/𝐿)
Tendo conhecimento da carga de DBO5 removida, parte-se para o cálculo do
volume do reator aeróbio, sendo expresso pela Equação 5 (VON SPERLING, 2005).
𝑉 =
𝑌×𝜃𝑐×𝑆𝑟×1000
𝑋𝑣×(1+𝑓𝑏×𝐾𝑑×𝜃𝑐)
(5)
Onde:
𝑉 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑎𝑒𝑟ó𝑏𝑖𝑜 (𝑚3)
𝑌 = 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 𝑐𝑒𝑙𝑢𝑙𝑎𝑟 (𝑔𝑆𝑆𝑉/𝑔𝐷𝐵𝑂5)
𝜃𝑐 = 𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑜 𝑙𝑜𝑑𝑜 (𝑑𝑖𝑎𝑠)
𝑆𝑟 = 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝐷𝐵𝑂5 𝑟𝑒𝑚𝑜𝑣𝑖𝑑𝑎 𝑛𝑎 𝑒𝑡𝑎𝑝𝑎 𝑏𝑖𝑜𝑙ó𝑔𝑖𝑐𝑎 (𝑘𝑔𝐷𝐵𝑂5/𝑑)
𝑋𝑣 = 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜 𝑑𝑒 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠 𝑠𝑢𝑠𝑝𝑒𝑛𝑠𝑜𝑠 𝑣𝑜𝑙á𝑡𝑒𝑖𝑠 𝑛𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑡𝑜𝑟 (𝑔𝑆𝑆𝑉𝑇𝐴/𝑚3)
𝑓𝑏 = 𝑓𝑟𝑎çã𝑜 𝑏𝑖𝑜𝑑𝑒𝑔𝑟𝑎𝑑á𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑜𝑠 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠 𝑠𝑢𝑠𝑝𝑒𝑛𝑠𝑜𝑠 𝑣𝑜𝑙á𝑡𝑒𝑖𝑠 (𝑘𝑔𝑆𝑆𝑏/𝑘𝑔𝑆𝑆𝑉)
56
𝐾𝑑 = 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑖𝑟𝑎çã𝑜 𝑒𝑛𝑑ó𝑔𝑒𝑛𝑎 (𝑑−1)
4.2.10.2.2 Tempo de retenção hidráulico
A partir do volume do reator calculado, consegue-se obter o tempo de retenção
hidráulico do reator, sendo a relação do volume do reator calculado