ESTUDO DO TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

PROVENIENTES DO CURTUME COMING

Adrielle Pereira Lourenço, Noemi Hernándezde Melo, Railane Castro Pinto, Rowander Alexandre Moura,

Verônica Vale Carvalho

Tratamento de Resíduos Industriais, Professora PhD. Núbia Natália de Brito

Resumo

O resíduo gerado em indústrias de produção de couro é um dos mais tóxicos

conhecidos e de difícil tratamento, sendo a utilização de cromo como conservante das peles e

a alta carga de matéria orgânica os principais problemas desse tipo de resíduos. O tratamento

é feito por uma sequência de processos, sendo eles físicos, químicos e biológicos, todos com o

objetivo de reduzir a toxicidade do efluente gerado na produção do couro. Este trabalho

aborda o funcionamento da ETE do curtume COMING, localizado em Trindade, Goiás. O

tratamento feito por esta empresa é adequado para os tipos de resíduos ali gerados, contando

com reciclo de reagentes, além de contar com uma disposição final apropriada, não

apresentando danos para o meio ambiente, estando tais aspectos comprovados por

monitoramentos feitos periodicamente.

Palavras-chave: Curtume, Tratamento de Resíduos, ETE.

Introdução

Curtume é o nome dado ao local onde se processa o couro cru e tem por finalidade

deixá-lo utilizável para a indústria e o atacado. Os curtimentos mais comumente utilizados são

o vegetal e o mineral, sendo este último o mais utilizado. Atualmente a substância mais

utilizada pelos curtumes, é o cromo III. Esta escolha se dá pela maior agilidade no processo

de curtimento, barateando os custos, e tornando-o comercial.

O efluente gerado na insdutria de curtimento é muito poluente e tóxico. Dentre os

principais poluentes presentes nos despejos destacam-se a DBO, DQO, sólidos em suspensão,

amônia, sulfetos e cromo, todos estes presentes em elevadas concentrações. Os curtumes

sempre foram muito mal vistos e cobrados ambientalmente, devido a essa alta carga poluidora

e odores desagradaveis. Contudo, há uma grande resistencia na instalação de curtumes nas

cidades, forçando assim uma melhoria no processo que minimize os impactos ambientais.

Estas melhorias vêm sendo observadas nos investimentos e aperfeiçoamentos para a estação

de tratamento dos efluentes.

A ETE do curtume COMING, localizado em Trindade, possui tratamento primário e

secundário. O tratamento primário é constituído por gradeamento, remoção de gorduras,

reciclo do caleiro, tanque equalizador, coagulação/floculação e decantador. O tratamento

secundário é constituido por lagoa biologica com aeração e decantadores secundários e

terceários. Há também o reciclo do crômio, formando lodos prensados para reuso em outras

áreas.

Além da produção do couro, a Coming possui uma graxaria que produz sebo e farinha

de carne e ossos, utilizando como matéria prima todos os resíduos gerados na produção do

couro, tais como ossos, gorduras e carnes que são retirados do couro antes do seu processo de

tratamento químico, sendo que os efluentes gerados desta graxaria também são tratados na

ETE.

Dentre o visado no presente trabalhado, destaca-se a apresentação das etapas

detalhadas do tratamento do efluente gerado no curtume COMING

1. Revisão Bibliográfica

A indústria de curtimento de peles é uma das mais importantes ramificações das

agroindústrias, uma vez que agrega grande às peles, um dos subprodutos originados em

frigoríficos e matadouros que, possivelmente, possui nobre destinação no mercado.

Os técnicos e profissionais que atuam nas estações de tratamento, independente da

atividade industrial, têm que ter ao menos um conhecimento básico do processo produtivo

gerador de algum tipo de resíduo.

O tratamento físico-químico de efluentes de diferentes atividades industriais consiste

basicamente nos mesmo procedimentos, que consiste no ajuste de pH do efluente, na adição

de um coagulante e base de alumínio, ferro ou ainda um coagulante orgânico, e de um auxiliar

de floculação, polímero aniônico ou catiônico, que são determinados de acordo com as

mesmas características do efluente.

1.1. O Processamento do couro

O couro constitui a pele do animal livre da ação de microrganismos, ou seja,

preservada da putrefação por processos químicos denominados de curtimento, tornado-a

macia e flexível, podendo ser utilizada para fabricação de diversos artigos.

A indústria que mais utiliza produtos químicos em suas etapas é a indústria do couro –

transformação de peles em couro. Com isso, contribuem com uma carga muito grande para

seus efluentes, sendo motivo de preocupação de todos os setores envolvidos.

O processamento de curtimento de peles bovinas envolve várias etapas físicas,

químicas e mecânicas. Dentre todas essas etapas encontram-se a salga, o remolho, o

desengraxe, a depilação ou calagem, a desencalagem, a purga e o curtimento.

1.2. Características do efluente bruto

O processo de curtimento de peles bovinas gera resíduos líquidos em elevadas

quantidades, e de composição extremamente complexa que dificulta seu tratamento.

Uma larga variedade de constituintes pode ser encontrada no efluente bruto de um

curtume: sais, bases e ácidos orgânicos, tensoativos, aminas, proteínas, aminoácidos, álcoois,

ácidos carboxílicos, ácidos graxos, lipídios, enzimas, polímeros, solventes orgânicos,

compostos aromáticos, metais (Cr+3

, Mn+2

, Fe+2

, Fe+3

, e Al+3

e outros), e características físico-

químicas de grande diversidade, como pH, potencial de oxi-redução, teor de sólidos, turbidez,

alcalinidade, acidez, condutividade, cor, dureza, DQO e DBO, entre outras.

A caracterização das linhas geradoras de efluentes visa possibilitar o estudo da

reutilização dos banhos no processo produtivo. A outra possibilidade é que se pode

estabelecer condições de tratamento, em separado, para cada banho residual ou grupos de

banhos residuais.

1.3. Tratamento físico-químico de efluentes líquidos

Nos fenômenos da depuração dos efluentes estão envolvidos processo físicos,

químicos e biológicos. Os processos físicos são o gradeamento, a filtração, a sedimentação, a

flutuação e a flotação. Todos os processos físicos alcançam apenas as substâncias que não se

encontram dissolvidas. As substâncias dissolvidas podem ser removidas da água, por

processos que levem as moléculas a se transformar em partículas que sejam atinjidas pela

depuaração física. No limite entre as substâncias dissolvidas e não dissolvidas encontram-se

as supensões coloidais. O tratamento físico-químico é essencial para a obtenção de uma boa

eficiência do tratamento de efluentes de curtumes. O uso de coagulantes químicos e auxiliares

de floculação têm sido amplamento difundidos, podendo ser empregado em pontos da estação

de tratamento.

O tratamento primário constitui a base de todo o processo de tratamento de efluentes

líquidos gerados no processo produtivo de um curtume. O afluente ao tanque de

homogeneização independente da realização ou não de reciclagens, constitui um líquido

extremamente complexo, quanto à percentagem que cada banho ocupa em relação ao volume

total de efluentes gerados diariamente.

A complexidade química que caracteriza um efluente, como o gerado pela indústria

curtidora, desencadeia um grande número de reações que podem ocorrer paralelamente à

reação de precipitação. Os coagulantes e floculantes (auxiliares de floculação) interagem com

as substâncias presentes no efluente, resultando em uma melhor eficiência do tratamento

primário.

1.4. Parâmetros a serem monitorados

Muitos parâmetros são utilizados para caracterizar a contaminação das águas, que

também servem para controlar as diferentes técnicas de tratamento de efluentes.

As características da água e das impurezas presentes conhecidas são determinantes,

para se realizar uma boa coagulação. Os parâmetros como pH, alcalinidade, cor, turbidez,

temperatura, sólidos totais dissolvidos, tamanho e distribuição de tamanhos das partículas em

estado coloidal e em suspensão entre outros, têm grande influência na coagulação/floculação

das águas.

A seleção dos parâmetros a serem monitorados, baseia-se nas características

específicas dos efluentes de curtume. Os vários segmentos da indústria de peles e couros, e as

tecnologias alternativas aos processos convencionais de tratamento, implicam numa diferença

bastante acentuada no que se refere às características dos resíduos líquidos gerados.

1.5. Coagulação e floculação

A coagulação e a floculação são de grande importância no tratamento de água para

abastecimento e no tratamento de efluentes, porque delas depende a eficiência das unidades

subseqüentes. No tratamento de águas, as etapas de coagulação e floculação, são

principalmente utilizadas para promover a posterior remoção de cor e turbidez de águas

naturais.

O tratamento (físico-químico) de efluente difere do tratamento de água em diversos

aspectos: muito maior concentração de partículas; tamanho médio de partículas é maior; as

partículas contem maior proporção de matéria orgânica, a superfície das partículas é mais

hidrofílica e reagem com o coagulante de modo diferente.

Devido à potencialidade de processos físico-químicos no tratamento de efluentes,

principalmente quando associados a processos biológicos, tem sido difundidos o uso de

coagulantes e alguns polieletrólitos no tratamento de águas residuárias. Nesse sentido, a

coagulação e floculação de efluentes, seguidas de sedimentação ou flotação, podem ser

utilizadas em diversos pontos da estação de tratamento de efluente.

1.5.1 Mecanismos de coagulação

A coagulação é uma técnica baseada na adição de produtos que precipitem os colóides

e as substâncias solúveis que causam a contaminação das águas.

Para que a coagulação seja possível, é preciso entender o seguinte: em torno de cada

partícula forma-se um duplo filme elétrico, com a parte positiva em contato com a solução.

Com isso, as cargas contrárias se repelem e as partículas são impedidas de se unirem

impedindo a formação de partículas maiores, destruindo o duplo filme, as forças de repulsão

não serão atuantes.

A coagulação é realizada através da adição de produtos químicos ao efluente a ser

clarificados, sendo esta a operação que visa a formação de flocos, capazes de serem retidos

através da floculação.

1.5.2 Floculação

A floculação é uma técnica baseada na adição de produtos que facilitam, juntamente

com o processo de agitação, a aglomeração dos colóides desestabilizados previamente por um

coagulante. Entretanto, alguns autores dizem que é a operação complementar da coagulação

que visa agregar as partículas coloidais neutralizadas, tornado-as de maior peso.

A eficiência da unidade de floculação depende do desempenho da unidade de mistura

rápida, a qual é influenciada por fatores como tipo de coagulante, pH de coagulação,

temperatura da água, concentração e tempo de preparo da solução de coagulante, tempo e

gradiente de velocidade, tipo e geometria do equipamento de floculação e qualidade da água

bruta.

1.5.3 Unidades de floculação

A operação de floculação é realizada, normalmente, em tanques de mistura lenta, para

não romper os flocos formados, mas com velocidade suficientemente para adensamento dos

flocos e que não permita a sedimentação dos flocos no fundo do tanque.

A floculação pode ser realizada em unidades hidráulicas como: chicanas com

escoamento vertical ou horizontal, meio granular fixo ou expandido, malhas localizadas em

canais e outras. Pode ser realizada em unidades mecanizadas como: agitadores de eixo

vertical ou horizontal e os rotores de paletas paralelas ou perpendiculares, ou ainda do tipo

turbina.

1.6. Sedimentação

Na sedimentação as partículas suspensas apresentam movimento descendente em meio

líquido de menor massa específica, devido à ação da gravidade. O resultado da operação de

sedimentação é a separação das fases sólida e líquida.

As partículas sólidas que caracterizam um determinado efluente líquido dividem-se

basicamente em dois tipos: os materiais decantáveis - que sedimentam livremente com

velocidade de queda constante e diretamente proporcional ao seu peso específico; e as

partículas floculadas - produto da coagulação do material coloidal e sólidos suspensos

formados naturalmente ou mediante a adição de produtos químicos.

De acordo com a forma como ocorre a sedimentação, esta costuma ser classificada em

três tipos:

Sedimentação discreta - as partículas são ditas individuais, isto é, não floculam

nem se aglomeram umas às outras;

Sedimentação floculenta - as partículas são floculentas em pequenas

concentração, e a velocidade de sedimentação cresce com o tempo;

Sedimentação em massa – as partículas são coesivas, em suspensão em alta

concentração e decantam com uma massa única. À medida que se processa a

sedimentação ocorrer também uma compactação do lodo decantado.

Há diversos fatores que reduzem a eficiência da sedimentação, independente do tipo

de unidade de decantação empregado. Devido a esses fatores adversos à sedimentação das

partículas nos decantadores, deve-se relacionar a velocidade de sedimentação (Vs) no ensaio

de jarteste.

1.6.1 Unidades de sedimentação

Decantadores ou sedimentadores são equipamentos utilizados em estações de

tratamento de efluentes, com a finalidade de separar sólidos / líquidos, removendo lodos tanto

do tratamento primário como secundário. Podem ser tipo Dortmund, equipamentos cilíndricos

ou retangulares, de construção metálica ou de concreto, cujo ângulo deve ser no mínimo 60º,

que através de um efeito de dispersão radial que acelera a precipitação das partículas sólidas

em suspensão, separa sólidos e líquidos. E do tipo Periféricos com Braço Raspador ou ponte

giratória, equipamentos cujo arranjo mais comumente adotado é aquele em que o efluente,

através da tubulação de entrada, passa sob o decantador ou sedimentador e se eleva pela

coluna central descarregando o mesmo dentro de um anel defletor.

A modelação matemática para o projeto de decantadores considera que a sedimentação

ocorre sem quaisquer interferências externas ao fenômeno; o escoamento é contínuo; as

partículas são discretas (com mesma velocidade de sedimentação); não há interferência da

sedimentação de uma partícula na sedimentação de outra e não ressuspensão das partículas

depositadas no fundo do tanque.

1.7. Coagulantes

A adição de eletrólitos em um meio reduz o potencial zeta e, conseqüentemente, a

estabilidade dos colóides, especialmente dos colóides hidrofóbicos. O aumentando da força

iônica do meio disperso implica na redução da dupla camada elétrica dos colóides. Quando os

íons de cargas opostas são adsorvidos por um colóide há redução da carga do próprio colóide.

1.8. Auxiliares de coagulação / floculação

Tanto polímeros sintéticos, como naturais têm sido usados como auxiliares de

floculação e filtração. Os polímeros sintéticos aumentam a velocidade de sedimentação dos

flocos, a resistência dos mesmos as força de cisalhamento que podem ocorrer na veiculação

da água floculada e a diminuição da dosagem de coagulante primário.

O termo polieletrólito é usado para denominar os polímeros de peso molecular

elevado, apresentando ou não regiões ionizáveis ao longo de sua cadeia. A quantidade e o tipo

de monômeros que compõem a cadeia dos polímeros são extremamente variáveis, de modo

que pode ser obtida uma grande variedade de polieletrólitos de peso molecular diferentes.

Os polieletrólitos podem ser classificados como aniônicos, catiônicos, anfolíticos e

não-iônicos, dependendo da carga e do grupo funcional que apresentam.

O uso de polieletrólitos associados com coagulantes em estações de tratamento de

efluentes, apresenta algumas vantagens em comparação com o uso exclusivo de coagulantes

primários:

Melhoria na qualidade do efluente tratado;

Redução do consumo de coagulante primário;

Redução do volume de lodo, o que reduz os problemas com disposição final do

lodo;

Possível redução nos gastos com produtos químicos (em relação ao uso

exclusivo de coagulantes metálicos);

Possibilidade de aumento da vazão tratada (ou como solução de emergência em

sobrecargas).

1.9. O curtume e o meio ambiente

Estudos mostram que a otimização do processo de curtimento, na busca de um alto e

melhor esgotamento, diminui a carga poluidora dos efluentes e o custo da produção, sem

comprometer a qualidade final do couro.

Estudos realizados mostram que o aproveitamento de serragem de couros curtidos ao

cromio, nas massas para a fabricação de tijolos, resulta em duas vantagens ambientais: a

reciclagem e a inertização dos resíduos freqüentemente poluentes e de difícil eliminação; e na

economia de matérias primas argilosas.

Foi verificada através dos resíduos obtidos para as propriedades físicas, a possibilidade

da incorporação do lodo de reciclo de cromo na massa cerâmica para fabricação de artefatos

para construção civil.

O desenvolvimento de trabalhos e técnicas para diminuir a carga poluente nos banhos

residuais dos processos de curtimento, é um objetivo prioritário dentro do âmbito da

tecnologia do curtimento de peles bovinas.

O processo de curtimento de peles bovinas com reciclagem direta de banho de

curtimento, consome menor volume de água, mantendo-se a qualidade do produto final. O

volume de efluente gerado no processo convencional de curtimento de peles bovinas é em

média 205,96 litros por couro produzido, e com a utilização do banho reciclado de cromio

esse volume é em média 179,64 litros por couro produzido.

2. Resultados e Discussões

2.1. Etapas de Produção do Couro.

Durante a visita ao curtume COMING, especificamente à ETE, observou-se os tipos

de tratamento de esgoto que são feitos com o objetivo de minimizar os impactos ambientais

causados pela produção do couro.

O esgoto tratado na ETE supracitada é proveniente de dois tipos de atividades: o

esgoto doméstico, oriundo de banheiros, pias em geral e cozinhas, e o esgoto referente à

produção do couro. Fica claro que o esgoto proveniente da produção de couro é muito mais

tóxico e de difícil tratamento do que o esgoto doméstico, por isso esses são tratados

separadamente.

As etapas básicas do processo de produção do couro são:

Salga: adição de cloreto de sódio para preservação inicial das peles, antes do processamento.

Remolho: as peles e couros crus são reidratados para remoção de sal, impurezas, sangue e

resíduos gordurosos.

Desengraxe: limpeza de resíduos gordurosos com tensoativos e solventes.

Depilação (Calagem): remoção do pêlo e da epiderme do couro cru com sulfeto de sódio.

Desencalagem: neutralização da etapa de calagem.

Purga: eliminação de glicoproteínas e resíduos de outras etapas.

Curtimento: oferta de tanantes (conservantes). No caso da COMING, o conservante utilizado

é o cromo.

2.2. Descrição da estação de tratamento de efluente do curtume

O sistema de tratamento da ETE do curtume é de lodo ativado. Existem divesos

tratamentos, os quais são implantados de acordo com a composição do efluente. O sistema de

tratamento é dividido nas seguintes etapas:

Tratamento preliminar: remoção de sólidos grosseiros, areia e gordura;

Tratamento primário: sedimentação de sólidos, digestão e secagem do lodo;

Tratamento secundário: remoção da matéria orgânica e sedimentação do lodo.

A demanda de produção do curtume é muito alta, e com isso, consequentemente, a

demanda de efluente a ser tratado também é alta. Com a água vem toda a matéria orgânica e

inorgânica residual do curtume.

Para se ter uma idéia melhor do processo de tratamento do efluente, serão descritas

detalhadamente as etapas percorridas pelos efluentes, desde a saída do processo de produção

ate a etapa final do tratamento.

2.2.1 Tratamento Preliminar

Gradeamento e Peneiras

As canaletas por onde passam o efluente bruto a ser tratado no equalizador, reciclo do

caleiro e crômio, possuem grades para a remoção de sólidos grosseiros e limpeza manual.

Após passar pelo gradeamento, o efluente ainda passa pela peneira rotativa para

separação de sólidos, onde os sólidos são arrastados por serdas de nylon, antes de ir para o

tanque equalizador. As grades e peneiras existentes no tratamento do curtume são mostradas

na figua 1.

Figura 1 – Gradeamento, peneira rotativa antes do reciclo do cromo e peneira rotativa antes do tanque

equalizador

Tanque Equalizador

O tanque equalizador, mostrado na figura 2, recebe todos os banhos gerados no processo

produtivo do couro, exceto dos banhos de reciclo do cromo e caleiro. Ocorre a

homogeneização dos efluentes ácidos e alcalinos, ocasionando a neutralização e floculação da

parte sólida presente no efluente. Há a injeção de ar para oxidação do sulfeto. O efluente

liquido sai do tanque equalizador e vai para o tratamento primário.

Figura 2 – Tanque Equalizador

2.2.2 Tratamento Primário

Fisico-químico

Nesta etapa do tratamento, é adicionado ao efluente o coagulante Sulfato de Alumínio e

um polímero aniônico para acelerar a sedimentação dos flocos, figura 3, presentes no efluente.

Em seguida, essa mistura vai para decantadores primários e o efluente líquido vai para lagoa

de tratamento biológico.

Ao lodo, obtido nos decantadores (figura 4), adiciona-se polimero catiônico para

desidratar, em seguida este vai para as centrífugas, onde o material sólido centrifugado é

desidratado e misturado com o resíduo de pêlo da calagem, e disposto em solo gradeado. O

efluente que sai dos decantadores é encaminhado para o tratamento secundário, lagoa de

tratamento biológico.

Figura 3 – Decantação do floco no cone de imhoff

Figura 4 – Decantadores Primários

2.2.3 Tratamento Secundário

Lagoa de Lodo Ativado

Nesta etapa do tratamento ocorre a depuração biológica da matéria orgânica presente no

efluente por via aeróbia. O processo se desenvolve por via bioquímica em presença de

oxigênio sendo este fornecido através de aeradores, onde uma cultura de microorganismos

adequadamente desenvolvida é adicionada para que ocorra a degradação da matéria orgânica

do efluente transformando-a em massa celular e produtos metabólicos. A lagoa de lodo

ativado e a adição da cultura são mostradas na figura 5.

Figura 5 – Adição da cultura de microorganismos e Lagoa de Lodo Ativado

Decantadores Secundário

È um tanque de formato circular com fundo em forma de cone, com uma ponte

raspadora para a retirada do lodo decantado, representado na figura 6. O efluente líquido

proveniente deste decantador é encaminhado para os decantadores terciários, e o lodo

retirado retorna para a lagoa de tratamento biológico.

Figura 6 – Decantador Secundário

Decantadores Terciários

Nesta etapa do processo ocorre o polimento do efluente, e se necessário, a adição de

coagulante para maior limpeza. Na figura 7 abaixo são representados os decantadores

terciários.

Figura 7 – Decantador Terciário

O efluente final é despejado no Ribeirão Fazendinha. É importante ressaltar que todas

as etapas de tratamento são monitoradas no laboratório físico-químico da ETE COMING.

2.3. Reciclo do Caleiro

O tratamento do efluente que vem da purga é feito da seguinte forma: primeiramente o

efluente passa por uma estrutura gradeada, na qual ficam retidos os resíduos sólidos de maior

tamanho. O efluente vai para um tanque de agitação e em seguida é bombeado para um

flotodecantador, no qual há a passagem de ar para facilitar a sedimentação de resíduos. Logo

após, esse efluente que foi decantado no flotodecantador passar por um filtro, onde o pêlo

presente é retirado. Este efluente, livre de boa parte de seus resíduos sólidos, volta para o

tanque do caleiro, pois o sulfeto de sódio presente no mesmo é contaminante para as bactérias,

não podendo ser misturado ao tratamento biológico. O esquema de reciclo do caleiro é

representado na figura 8.

O resíduo de pêlo que foi retirado no filtro é encaminhado para um tanque, onde é

misturado com lodo e disposto em solo gradeado. Já o resíduo sedimentado no

flotodecantador, rico em sulfeto de sódio, é reciclado para a produção (calagem).

Figura 8 – Esquema de reciclo do caleiro

2.4. Reciclo do Cromo

O efluente que vem do curtimento das peles chega por uma peneira rotativa, onde é

levado para um tanque no qual ocorre a precipitação do cromo. Em seguida, o cromo

sedimentado vai para um filtro prensa, onde o resíduo sólido de cromo obtido nessa etapa é

encaminhado, geralmente, para empresas de produção de cimento. O efluente que é retirado

no filtro prensa, é reciclado para a produção do couro, como curtente. O reciclo do cromo é

esquematizado na figura 9.

Figura 9 – Esquema de reciclo de Cromo

3. Considerações Finais

Dentre o pesquisado e estudado, o tratamento do efluente da ETE COMING é o

tratamento melhor adaptado aos curtumes, uma vez que envolve etapas de reciclos e

tratamentos que fazem com que o efluente final possa ser despejado ou disposto no meio

ambiente. Isso se deve ao fato do efluente não apresentar características tóxicas, que são

verificadas nas análises realizadas durante todas as etapas do tratamento.

4. Referências Bibliográficas

-Souza C. N., Tratamento Primário de Efluentes Brutos de Curtume Quimicamente

Aprimorados por Sedimentação/Carla Nubia de Souza, Campo Grande, 2007. Dissertação de

(Mestrado) – Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, 2007. Orientador: Prof. Dr. Carlos

Nobuyoshi Ide.

-Fontes próprias.