Combinação de processos físico-químicos para o tratamento de efluente da indústria de bebidas com obtenção de água de reúso
Abstract
A busca por novas fontes de água potável vem crescendo. Buscando a otimização do tratamento e reúso a partir de fontes não usuais, como efluentes, surge uma linha de pesquisa conhecida com descarte líquido zero (DLZ). As técnicas mais difundidas para atingir o DLZ são por processos térmicos de concentração e cristalização, processos estes que apresentam eficiência para a recuperação de água para reúso, porém demandam elevadas quantidades de energia, aumentam os custos e até inviabilizam o DLZ. Devido a demanda energética elevada, a utilização do processo de separação com membranas (PSM) vem ganhando espaço, bem como a integração destes com técnicas de pré-tratamento. A indústria cervejeira tem grande importância econômica. O processo produtivo da cerveja envolve diversas etapas e insumos que geram diferentes características ao produto e, por consequência, ao efluente, que ainda pode conter produtos químicos utilizados no processo de limpeza de equipamentos. Devido a necessidade de manter a segurança alimentar do produto, a etapa de limpeza é fundamental, sendo que, em média, para cada litro de cerveja produzido, são utilizados de 3 a 10 litros de água potável para o processo. Dentro deste contexto, este trabalho tem como objetivo estudar o tratamento de efluente de cervejaria para a recuperação de água para reúso, buscando o DLZ. Neste trabalho foi realizado um mapeamento dos componentes contidos no efluente para na sequência realizar o tratamento do mesmo com diferentes técnicas. As técnicas que compuseram o escopo de tratamento foram a peróxi-eletrocoagulação com eletrodos de alumínio seguida pela eletrodiálise, processos utilizados como pré-tratamento a membrana de osmose inversa. O efluente concentrado restante da membrana de osmose foi utilizado em um evaporador para obter-se a maior recuperação de água possível, sendo o resíduo caracterizado e classificado para descarte adequado. A caracterização do efluente bruto indicou que o mesmo possui elevada carga orgânica, com mais de 42 g O2/L de DQO, bem como turbidez, chegando a 7100 NTU, e sólidos totais chegando a 67 g/L. A utilização de eletrocoagulação como pré-tratamento do efluente se mostrou efetiva para a redução de poluentes, sendo destacado que com a adição de 3 ml H2O2/L o processo apresenta maior eficiência, obtendo uma redução de 32,9% da DQO, contra 21,7% da eletrocoagulação sem peróxido. O processo de eletrocoagulação eleva a concentração iônica do efluente, e a utilização de membranas de eletrodiálise se mostrou eficaz na remoção dos compostos controlados. O processo foi capaz de reduzir em 90,5% da condutividade pós eletrocoagulação com 60 minutos de operação, destacando-se a remoção de 98,7% da concentração de cloretos e de 93,2% de sódio. A membrana de osmose se mostrou eficiente na recuperação de água, sendo capaz de recuperar 50% do volume de efluente pré-tratado aportado, apresentado uma redução de 40,7% do fluxo inicial de permeado. A água recuperada pelo processo de osmose atende os parâmetros pertinentes das legislações vigentes de tratamento de efluentes, somente ficando acima a concentração de alumínio referente a GM/MS Nº 888:2021. A utilização de um evaporador se mostrou eficiente para elevar a recuperação de água a partir da corrente de concentrado da osmose mantendo os elevados padrões de qualidade da água recuperada. Com a combinação de métodos proposta foi possível se recuperar 79,5% do volume inicial de efluente como água para reúso, chegando próximo, mas não atingido o objetivo inicial de se obter o DLZ. 4,19% do efluente não reaproveitado, sendo que segundo a ABNT NBR 10004:04 este resíduo é classificado como classe IIA - não inerte. O processo proposto foi capaz de tratar o efluente com recuperação de água para reúso, minimizando o volume de rejeitos, reduzindo o consumo de água e posicionar a indústria cervejeira no processo circular de recursos. [resumo fornecido pelo autor]