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Luciana Scapini
AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DA OSMOSE REVERSA E DA
TROCA IÔNICA PARA TRATAMENTO DE EFLUENTE DE
CURTUME (AIMORÉ COUROS LTDA – ENCANTADO) VISANDO
A REUTILIZAÇÃO DA ÁGUA
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação
Sistemas e Processos Industriais – Mestrado, Área de
Concentração em Instrumentação, Sistemas de Medição
e Tratamento de Dados, Universidade de Santa Cruz do
Sul, como requisito parcial para obtenção do título de
Mestre em Sistemas e Processos Industriais.
Orientador: Dr. Marco Flôres Ferrão
Co-orientador: Dr. Diosnel Antônio Rodríguez López
Santa Cruz do Sul, maio de 2007
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COMISSÃO EXAMINADORA
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AGRADECIMENTOS
Concretizo o presente trabalho, agradeço a todos que de uma forma ou outra
contribuíram para a realização do mesmo.
Aos Professores Dr. Marco Flôres Ferrão e Dr. Diosnel Antonio R. López, orientador
e co-orientador, pela competência, disponibilidade e compreensão que contribuíram realmente
para esta dissertação ser uma realidade.
A todos os colegas do Curso de Mestrado, por tudo que passamos juntos.
A todos os Professores do Curso de Mestrado por tudo que nos ensinaram.
Aos colegas do Aimoré Couros Ltda pela flexibilidade no meu horário de trabalho,
pois sem isto seria impossível ter realizado este Mestrado.
Ao meu namorado Cristiano e aos meus pais Ibanor e Maria de Lourdes, pelo apoio
incondicional e pelo carinho ao longo desta caminhada que finda mais uma etapa em minha
vida: O MESTRADO.
E a Deus por ter me feito capaz, me iluminado...
4
RESUMO
O presente trabalho objetivou realizar um estudo de caso sobre duas formas de
tratamento para a reutilização dos efluentes de uma indústria curtidora - Aimoré Couros Ltda
- por meio do uso de um sistema de polimento final dos efluentes. Ao analisar o processo
produtivo da Empresa, Aimoré Couros Ltda – Encantado/RS foi constatada a grande
quantidade de água gasta no mesmo. A fim de minimizar este desperdício, buscou-se adaptar
uma metodologia onde os efluentes passaram por um processo de redução dos parâmetros ou
indícios de poluição. Para isto, dois métodos de desmineralização ou dessalinização foram
pesquisados, Troca Iônica e Osmose Reversa de modo a identificar aquele que apresentasse a
maior eficácia na redução destes contaminantes. Testando, os dois métodos foram
satisfatórios, porém a Osmose Reversa apresentou maior eficiência reduzindo teores em uma
margem acima de 70% sendo que alguns índices como Cromo, DBO5, Sólidos Suspensos
reduziram aproximadamente 100%. Enquanto que a Troca Iônica teve bons resultados
também deixando a DBO5 em não detectada ou seja uma redução de aproximadamente 100%
e o restante dos contaminantes com reduções acima de 40%.
5
ABSTRACT
The present work aimed to accomplish a case study about two forms of treatment to reutilize
the final efluent of a tanning industry - Aimoré Couros Ltda (a leather company) - through the
use of a system of final polishing of the treated efluent. When analyzing the productive
process of the company Aimoré Couros Ltda - Encantado/RS it was noticed the great amount
of water spent in such process. In order to minimize this waste, we searched to adapt a
methodology in which the liquid efluent passed by a process of reduction of the parameters or
pollution indicators. For this, two desmineralization methods were researched: Ionic exchange
and Reverse Osmosis in a way to identify the one which presents the largest effectiveness in
the reduction of those contaminators. In the testing, both methods were satisfactory, however
the Reverse Osmosis presented larger efficiency reducing tenors in a margin above 70% and
some indexes as Chromium, DBO5, Suspended Solids reduced 100% approximately. While
the Ionic Exchange had good results, also letting the DBO% in non detected, that is, a
reduction of approximately 100% and the rest of the contaminators with reductions over 40%.
6
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Processo produtivo e geração de resíduos sólidos e efluentes do Aimoré
Couros Ltda. ..........................................................................................................17
Figura 2 – Fluxograma do Reciclo de Caleiro do Aimoré Couros Ltda...................................27
Figura 3 – Ilustração dos Tanques de Reciclo de Caleiro do Aimoré Couros Ltda. ................27
Figura 4 – Fluxograma do Tratamento de Efluente do Aimoré Couros Ltda...........................28
Figura 5 – Ilustração do Gradeamento do Aimoré Couros Ltda. ............................................29
Figura 6 – Ilustração dos Tanques de Precipitação de Cromo do Aimoré Couros Ltda. ........30
Figura 7 – Ilustração do Tanque Homogeneizador do Aimoré Couros Ltda. ..........................31
Figura 8 – Ilustração da Coagulação do Aimoré Couros Ltda.................................................32
Figura 9 – Ilustração da Floculação do Aimoré Couros Ltda. ................................................33
Figura 10 – Ilustração dos Decantadores Primários do Aimoré Couros Ltda..........................34
Figura 11 – Ilustração da Lagoa Aerada / Lodo Ativado do Aimoré Couros Ltda..................35
Figura 12 – Ilustração do Decantador Secundário do Aimoré Couros Ltda. ...........................36
Figura 13 – Saída para Corpo Receptor do Aimoré Couros Ltda. ...........................................36
Figura 14 – Concentração de uma solução por osmose inversa através de fibras ocas. (a)
Esquema geral. (b) Retentado antes da osmose inversa. (c) Retentado após
esta operação..........................................................................................................47
Figura 15 – Concentração contínua de uma solução por osmose inversa em fibras ocas
(Bio-Rad Laboratories). A – Reservatório da solução a concentrar. B –
Bomba. C – Solução a concentrar. D – Colunas com fibras ocas. E – Solução
difundida através das fibras. F – Válvula reguladora da pressão. .........................47
Figura 16 – Esquema da célula do miniconcentrador osmótico Minicon (Amicon). (a)
Antes da concentração. (b) Após concentração. A – Solução – amostra. B –
Membrana semipermeável. C – Absorvente. D – Secção impermeável
(limitadora da concentração máxima). ..................................................................48
Figura 17 – Ilustração do Sistema de Troca Iônica Laboratório UNISC (1) Bombona
com Efluente. (2) Bomba peristáltica. (3) Coluna de Troca Iônica. (4)
Mangueiras de silicone..........................................................................................53
Figura 18 – Ilustração do Sistema de Osmose Reversa Laboratório UNISC (1)
Bombonas com Efluente. (2) Motobomba Centrífuga Standard. (3)
Mangueira de silicone. (4) Caixa de Contenção. (5) Equipamento de Osmose
Reversa. .................................................................................................................54
7
Figura 19 - Gráfico da variação da condutividade do efluente acabamento durante a
passagem na coluna aniônica................................................................................59
Figura 20 - Gráfico da variação da condutividade do efluente recurtimento durante a
passagem na coluna aniônica................................................................................61
Figura 21- Gráfico da variação da condutividade do efluente recurtimento durante a
passagem na coluna catiônica...............................................................................61
Figura 22 - Gráfico da variação da condutividade do efluente curtimento durante a
passagem na coluna aniônica................................................................................63
Figura 23 - Gráfico da variação da condutividade do efluente curtimento durante a
passagem na coluna catiônica...............................................................................63
Figura 24 - Gráfico da variação da condutividade do efluente final durante a passagem
na coluna aniônica ................................................................................................65
Figura 25 - Gráfico da variação da condutividade do efluente final durante a passagem
na coluna catiônica ...............................................................................................65
Figura 26 - Gráfico da variação da condutividade do efluente final durante a passagem
pela membrana de osmose reversa ........................................................................67
Figura 27 – (1) Ilustração do Efluente Final. (2) Rejeito. (3) Permeado ou Percolado............68
8
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Tabela de Ensaios e Metodologias Realizadas.......................................................55
Tabela 2 – Primeira bateria de análises dos efluentes do Aimoré Couros Ltda – Abril/2006..57
Tabela 3 – Resultados das análises do Efluente de Acabamento empregando Troca Iônica..60
Tabela 4 – Resultado das análises do Efluente de Recurtimento empregando Troca Iônica...62
Tabela 5 – Resultados das análises do Efluente de Curtimento empregando Troca Iônica.....64
Tabela 6 – Resultados das análises do Efluente Final empregando Troca Iônica...................66
Tabela 7 – Resultados das análises do Efluente Final empregando Osmose Reversa .............68
9
LISTA DE ABREVIAÇÕES
ARIP Aterro de Resíduos Industriais Perigosos
CNTL Centro Nacional de Tecnologias Limpas
CONSEMA Conselho Estadual do Meio Ambiente
DBO5 Demanda bioquímica de oxigênio
DQO Demanda química de oxigênio
FEPAM Fundação Estadual de Proteção Ambiental Henrique Luís Roessler
ISO International Organization for Standardization
OD Oxigênio dissolvido
P+L Produção mais Limpa
UV Ultra violeta
10
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO ......................................................................................................................12
1.1 Tema................................................................................................................................13
1.2 Justificativa......................................................................................................................13
1.3 Objetivos..........................................................................................................................14
1.3.1 Objetivo geral ...............................................................................................................14
1.3.2 Objetivos específicos....................................................................................................14
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA...................................................................................15
2.1 Histórico sobre curtimento ..............................................................................................15
2.2 O uso racional da água.....................................................................................................16
2.3 Fluxograma do processo produtivo e geração de resíduos da empresa...........................16
2.3.1 Descrição dos processos produtivos executados em cada setor...................................18
2.4 Questão ambiental ...........................................................................................................22
2.5 Sistema de tratamento de efluentes .................................................................................26
2.5.1 Reciclo de Caleiro ........................................................................................................27
2.5.2 Fluxograma do tratamento de efluentes da empresa ....................................................28
2.5.3 Tratamento primário (Efluente)....................................................................................29
2.5.3.1 Gradeamento..............................................................................................................29
2.5.3.2 Remoção de óleos e graxas - caixa de gordura..........................................................29
2.5.3.3 Precipitação do cromo...............................................................................................30
2.5.3.4 Homogeneização e ou equalização............................................................................30
2.5.3.5 Neutralização.............................................................................................................31
2.5.3.6 Coagulação e floculação............................................................................................31
2.5.3.7 Decantação primária..................................................................................................33
2.5.4 Tratamento secundário .................................................................................................34
2.5.4.1 Lagoa aerada/lodo ativado.........................................................................................35
2.5.4.2 Decantação secundária ..............................................................................................35
2.5.4.3 Corpo receptor...........................................................................................................36
2.5.4.4 Centrifugação.............................................................................................................37
2.5.4.5 Aterro de Resíduos Industriais Perigosos..................................................................37
2.5.5 Tratamento Terciário....................................................................................................37
2.6 Métodos propostos de dessalinização do efluente final ..................................................38
2.6.1 Dessalinização..............................................................................................................38
2.7 Caracterização da empresa ..............................................................................................48
11
3 METODOLOGIA.............................................................................................................51
3.1 Caracterização dos efluentes da Empresa........................................................................51
3.2 Amostragem ....................................................................................................................51
3.3 Ensaios de Troca Iônica...................................................................................................52
3.4 Ensaio da Osmose Reversa..............................................................................................53
3.5 Análises Físico - Químicas..............................................................................................54
4 DISCUSSÃO E RESULTADOS .....................................................................................56
4.1 Primeira bateria de análises realizadas nos efluentes......................................................56
4.2 Resultados da Troca Iônica ..........................................................................................59
4.2.1 Efluente de Acabamento...............................................................................................59
4.2.2 Efluente de Recurtimento.............................................................................................61
4.2.3 Efluente de Curtimento.................................................................................................63
4.2.4 Efluente Final ...............................................................................................................64
4.3 Resultados da Osmose Reversa.......................................................................................67
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS..............................................................................................69
5.1 Medidas de Minimização e Não Geração........................................................................69
5.2 Educação e Treinamento .................................................................................................70
5.3 Divulgação das Atitudes Tomadas Em Relação ao Meio Ambiente...............................70
5.4 Idéia do Reaproveitamento..............................................................................................70
CONCLUSÕES.......................................................................................................................72
SUGESTÕES ..........................................................................................................................73
REFERÊNCIAS .....................................................................................................................74
12
INTRODUÇÃO
O trabalho em questão é uma proposta de tratamento para a reutilização dos efluentes
de uma Indústria Curtidora. O mesmo se justifica pela grande quantidade de água utilizada
pela mesma no processo produtivo. Mas para que seja feita esta reutilização os poluentes dos
efluentes devem ser reduzidos.
Atualmente, devido às exigências ambientais e aos custos da água cada vez maiores,
há uma tendência na indústria a otimizar o uso da água e reutilizá-la, segundo Beal (2003).
Para alcançar este objetivo novos tipos de tratamento tem sido testados, tanto em
escala real como em escala piloto. Um tipo de tratamento que tem despertado atenção é a
utilização de sistemas de membranas, tanto para tratamento de água, como de efluentes.
Sistemas de membranas para tratamento de efluentes podem ser utilizados de uma forma
independente ou associados a um processo biológico aeróbico ou anaeróbico. Processos
utilizando membranas utilizam uma área reduzida, quando comparados aos processos
tradicionais de tratamento, sejam biológicos ou físico químicos. A utilização de membranas
associadas aos processos biológicos apresentam as seguintes vantagens:
• Reduz a área necessária pela supressão do decantador secundário;
• A necessidade de separação sólido/líquido. Com a separação por membranas, não
existe problemas de separação sólido/líquido causado por sobrecargas, o que é um problema
inerente a processos biológicos utilizando biomassa suspensa;
• Elimina a necessidade de retorno de lodo, economizando custos de bombeamento;
• Pode – se alcançar concentrações de biomassa consideravelmente elevadas, quando
comparadas com os processos biológicos clássicos;
13
• O efluente é essencialmente livre de sólidos suspensos;
• Os sólidos suspensos biodegradáveis (DQO particulada) são mantidos no sistema
aumentando a chance de degradação;
• É um método eficiente para tratar efluentes altamente concentrados;
• O sistema é completamente misturado, tornando-o tolerante a variações na
característica do efluente, choques de cargas e toxicidade;
• Conforme o diâmetro dos poros da membrana, pode – se reter, no sistema,
macromoléculas de lenta degradação.
1.1 Tema
Este trabalho teve por tema a avaliação do desempenho da Osmose Reversa e da Troca
Iônica para o tratamento de efluente de curtume (Aimoré Couros Ltda – Encantado) visando
um tratamento para a reutilização da água.
1.2 Justificativa
Escolheu-se o tema abordado por ter uma importância relevante na Empresa,
envolvendo a proposição da redução de desperdícios de recursos naturais. Para se entender
melhor, na produção de um (1) couro utiliza-se aproximadamente 600 litros de água. Da pele
esfolada até o produto acabado podem ocorrer mais de vinte reações químicas tanto de origem
orgânica como inorgânica. Muitas etapas do tratamento da pele se realizam em fase aquosa e
em regime de batelada (HOINACKI, 1989).
O resultado disso é a geração de banhos nas etapas de remolho, depilação e caleiro,
purga, píquel, curtimento e recurtimento. Deve-se considerar também a água utilizada na
lavagem de equipamentos e pisos, o que acontece todos os dias. Todas estas etapas utilizam
grandes volumes de água e os seus respectivos banhos possuem alta carga de matéria orgânica
e inorgânica.
No processo adotado atualmente, após estes banhos passarem por um sistema de
14
tratamento de efluentes completo - descrito na Figura 2 e 4 - e eficiente o mesmo é destinado
ao corpo receptor, que neste caso é o Rio Taquari.
Além disso a vazão do efluente final registrada pela empresa é de 480 m
3
de água por
dia, sendo esta uma quantidade bastante elevada.
Devido a estes fatores, o presente trabalho tem o propósito de auxiliar a Empresa com
uma proposta de tratamento para reutilização deste recurso natural, a água, evitando
desperdícios e minimizando os impactos ambientais que por ventura o presente curtume
venha a gerar.
1.3 Objetivos
1.3.1 Objetivo geral
Realizar um estudo diagnóstico com dois processos de desmineralização ou
dessalinização (Troca Iônica e Osmose Reversa) que permita a redução dos parâmetros dos
efluentes de uma indústria curtidora, buscando um tratamento para uma possível reutilização
da água no processo.
1.3.2 Objetivos específicos
• Qualificar os efluentes da Empresa – Aimoré Couros Ltda;
• Identificar o método mais eficaz para estas reduções após testar os dois métodos
propostos.
15
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 Histórico sobre curtimento
O homem primitivo se servia do couro em sua forma mais rudimentar para os mais
diferentes fins, fundamentalmente para preservar seu físico dos ataques da natureza, e também
para fabricar vários utensílios como selas de montar, escudos e armaduras, roupas, camas e
almofadas. Também foi empregado para a fabricação de embarcações, velas, material para
escrever, recipientes para conter água, azeite e vinho.
Ignora-se quando o homem primitivo aprendeu a fabricar couro forte e flexível com
peles dessecadas de diferentes animais e também da origem dos procedimentos de
conservação por meio das propriedades químicas dos materiais curtentes.
A arte do curtimento transmitido de geração para geração, se baseia na experiência
recebida pelos antepassados, nem sempre com êxito. Os métodos modernos consistem em
seguir passo a passo a conversão de peles em couro tendo em conta todas as transformações
físicas e químicas que se produzem durante a marcha do processo. O processo de curtimento,
com uso de sais de cromo é em todo o mundo, assim como na Empresa objeto de estudo, o
sistema mais utilizado atualmente, em função das características conferidas aos couros, como:
elasticidade, resistência ao rasgamento, estabilidade hidrotérmica e principalmente devido à
grande versatilidade do couro curtido.
Apesar dos problemas ecológicos que podem ocasionar, há uma tendência mundial da
predominância do emprego deste processo nos próximos tempos que, além das propriedades
16
características dos couros obtidos, leva em consideração também às vantagens econômicas
apresentadas pelo processo. Hoinacki (1989) entende que o curtimento consiste na
transformação das peles em material estável e imputrescível.
2.2 O uso racional da água
Alguns números dramáticos para introduzir a questão do reuso da água para fins
industriais, 97% da água disponível no planeta é salgada, 2% está nas calotas polares e
geleiras (inacessíveis) e a maior parte do 1% restante está no subsolo, isto explica a
preocupação crescente dos organismos internacionais com o meio ambiente e com a
reciclagem da água.
Segundo Costa (2006) a preservação do meio ambiente, principalmente dos recursos
hídricos, tem se tornado uma preocupação constante dentro dos curtumes, seja no uso da água
para o processamento de peles ou funcionamento de máquinas e equipamentos.Vários
curtumes brasileiros já trabalham visando diminuir o consumo de água. Medidas como reuso
direto ou reciclagem de banhos, de águas de lavagens e de efluentes tratados, melhorias de
controles operacionais, uso de banhos mais “curtos” (da menor volume), melhorias na
manutenção dos equipamentos e linhas de processo (eliminação de vazamentos e perdas) são
ações de P+L que podem levar a reduções significativas no consumo de água com
conseqüentes reduções de custos. Em meados de 2003, um curtume do Estado de São Paulo,
por meio de um projeto de reciclagem de água para o processo e para limpeza de pisos (entre
outras medidas) chegou a um consumo de 320 L de água por pele. Um índice muito bom
segundo Pacheco (2005) sendo que a média é 600 L de água por pele.
2.3 Fluxograma do processo produtivo e geração de resíduos da empresa
Segundo Scholz (2003) a maior parte da poluição gerada ou produzida pela fabricação
de couro pode ser atribuída à ineficiência em alguns processos químicos. Garantir e assegurar
completa penetração de produtos significa economia para a Empresa. Conforme Balakrishnan
(2002) as indústrias de couro produzem grandes quantidades de resíduos com certo grau de
poluição os quais recebem tratamento antes da venda. Na Figura 1, é apresentado um
17
fluxograma típico do processo produtivo com as principais etapas envolvidas e a
quantificação da geração dos efluentes.
Figura 1 – Processo produtivo e geração de resíduos sólidos e efluentes do Aimoré Couros
Ltda.
DEPÓSITO OU BARRACA
(recebimento de couros salgados)
RECORTE
ACABAMENTO
REMOLHO E CALEIRO
DESCARNE
RECORTE
DIVISÃO
CURTIMENTO
ENXUGAMENTO
REBAIXAMENTO
RECORTE
RECURTIMENTO / TINGIMENTO
ENGRAXE
SECAGEM
AMACIAMENTO
LIXAMENTO
Resíduo sólido = sal usado
Efluente = oriundo das peles
Resíduo sólido = aparas de couro salgado
Resíduo sólido = pelos
Efluente = banho residual
–
90 m
3
Resíduo sólido = carnaça (sebo)
Resíduo sólido = aparas de peles
Efluente = divisora
Efluente = banho residual – 100 m
3
Efluente = enxugadeira
Resíduo sólido = serragem (farelo rebaixadeira)
Resíduo sólido = aparas e retalhos com cromo
Efluente = banho residual - 220 m
3
Resíduo sólido = restos de tinta e pigmentos
Efluente = máquinas
–
20 m
3
Resíduo sólido = pó com cromo
EXPEDIÇÃO
Res. Sólido = aparas e retalhos com cromo
Sendo que 50 m3 do total do efluente é gerado em máquinas do processo.
18
2.3.1 Descrição dos processos produtivos executados em cada setor
Segundo Claas (1994) e Hoinacki (1989) as etapa do processo são:
A) Depósito ou Barraca:
É o local onde o curtume estoca, armazena e conserva a pele, através de diversos tipos
de conservação.
B) Recorte:
Esta operação tem como objetivo remover partes indesejáveis do couro, totalmente
inaproveitáveis, visando um melhor aproveitamento dos processos mecânicos.
C) Remolho ou Caleiro:
Antes de iniciar o processo de remolho e caleiro faz-se à remoção do sal utilizado
como conservante, esta remoção do sal da pele ocorre por meio de batimento mecânico.
• Remolho:
Visa a reidratação das peles, repondo no menor tempo possível o teor original de água
da pele. Nesta etapa são utilizadas substâncias químicas que promoverão o amaciamento, ação
protetora (antimofo) e o desprendimento de materiais indesejáveis. Detergentes, alvejantes,
entre outros.
• Caleiro:
Visa a depilação removendo os pêlos, com aminas depilantes, sulfeto de sódio e cal
hidratada. Por este motivo os banhos resultantes desta etapa são considerados altamente
poluidores, especialmente nos casos em que se realiza a depilação com destruição dos pelos
que são responsáveis por 85% da carga poluidora do efluente. Atualmente em alguns
curtumes é feita a recirculação dos banhos resultantes desta operação, o que diminui a carga
poluidora do efluente a ser tratado.
As aparas obtidas após o processo de depilação e caleiro. De todos os resíduos sólidos
não curtidos, sem dúvida, é o que apresenta a mais ampla gama de reaproveitamento
industrial. Além de aplicações já consagradas na fabricação de cola de origem animal e
gelatinas, as aparas caleadas encontram aplicação na fabricação de artigos médicos e
19
farmacêuticos, como pomadas e substâncias cicatrizantes. Mas é sem dúvida na indústria de
alimentar que o aproveitamento desse resíduo tem encontrado larga aplicação. Como na
fabricação de gelatinas e alimentação canina.
D) Descarne:
O descarne tem a finalidade de remover a graxa e carne aderente à pele (carnaça), que
após é utilizada para produção de banha. O resíduo sólido gerado nesta etapa (carnaça) é o
primeiro que apresenta melhores características para utilização posterior como matéria prima
de graxa industrial. Também pode ser empregado como substância de engraxe de couro, na
fabricação de sabões.
E) Recorte:
Esta operação tem como objetivo remover partes indesejáveis do couro, totalmente
inaproveitáveis, visando um melhor aproveitamento dos processos mecânicos.
F) Divisão:
Divisão é a operação que consiste em separar ou rachar a pele em camadas, ou seja,
raspa e flor.
G) Curtimento:
• Desencalagem:
O processo da desencalagem tem por fim a remoção de substâncias alcalinas, tanto as
que se encontram depositadas, como as ligadas quimicamente com as peles submetidas às
operações de depilação e encalagem;
• Purga:
Purga é a operação que consiste em tratar as peles com produtos enzimáticos, visando
a limpeza da estrutura desejada;
• Píquel:
Píquel é o processo no qual as peles purgadas e desencaladas são tratadas com
soluções salinoácidas, com a finalidade de prepará-la para o curtimento ao cromo;
20
• Curtimento:
Podemos dizer que curtimento é o processo de tratar peles com agentes curtentes, tais
como: taninos vegetais, sais de cromo, conferindo-lhes a qualidade de imputrescível,
característica própria do Curtimento. Os produtos mais utilizados como curtentes são:
Produtos Inorgânicos (Sais de cromo, zircônio, alumínio, ferro). Produtos Orgânicos
(curtentes vegetais, sintéticos, aldeídos, parafinas sulfocloradas). Dentre os produtos
inorgânicos os sais de cromo ocupam lugar de destaque entre os curtentes, devido ao preço e
principalmente pelas características que dão ao couro. Dentre os produtos orgânicos são
largamente utilizados os extratos tanantes vegetais.
O resíduo sólido gerado nesta etapa são as aparas curtidas. Sua utilização vai
depender do emprego ou não de um processo de descurtimento, como este processo tem
custo, deve-se verificar a viabilidade econômica da utilização deste resíduo. O produto das
aparas curtidas após este processo de descurtimento, desde que apresente níveis de cromo
compatíveis com os permitidos pela legislação, pode ser utilizado para a fabricação de
gelatinas. As aparas curtidas sem o processo acima mencionado podem ser utilizadas na
fabricação de artigos pequenos como luvas ou detalhes de couro para a indústria de calçados e
vestuário.
H) Enxugamento e Estiramento:
Esta etapa tem por função eliminar parte da água do couro por ação mecânica, abrir,
alisar e remover as dobras e rugas, propiciando a obtenção de uma área mais aberta para o
rebaixe.
I) Rebaixamento:
Passar o couro na máquina de rebaixar, pelo lado do carnal, definindo a espessura do
couro. Nesta etapa há a geração de um resíduo, serragem cromada. O primeiro uso industrial
da serragem do couro surgiu na segunda guerra mundial. Os industriais alemães descurtiam a
serragem com ácido lático, separando o cromo do couro. Esta era cozida para alimentação
humana (gelatina) e o cromo reutilizado segundo Teixeira (1992).
O resíduo sólido gerado nesta etapa ocupa muito espaço, tornando-se um problema
quando seu destino são células de confinamento. Talvez por esta razão que as pesquisas
visando o reaproveitamento deste resíduo tenham progredido bastante nos últimos anos. A
21
aplicação na fabricação de solas e palmilhas tem demonstrado resultados altamente
satisfatórios e algumas empresas do ramo tem investido na otimização de formulações com
custos mais competitivos. Este resíduo também tem aplicação na fabricação de compensados
de couro, como no caso de paredes divisórias, em decorrência da propriedade de atuar como
isolante térmico e acústico. Também pode ser feita a recuperação do cromo deste resíduo, e
gerar um resíduo praticamente isento de cromo e um liquor contendo cromo que pode ser
utilizado como curtente.
J) Recorte:
Esta operação tem como objetivo remover partes indesejáveis do couro, totalmente
inaproveitáveis, visando um melhor aproveitamento dos processos mecânicos.
K) Recurtimento / Tingimento / Engraxe:
• Recurtimento:
É o processo de submeter à pele curtida à ação de novos agentes curtentes visando
complementar o Curtimento e dar características finais ao couro;
• Tingimento:
Tingimento é a etapa que se dá a cor ao artigo, por meio de corantes;
• Engraxe:
Nesta etapa é realizada a aplicação de uma determinada quantidade de um material
lubrificante às fibras do couro para proporcionar flexibilidade, toque agradável e maciez.
L) Secagem:
Nesta etapa remove – se a água do couro por evaporação, o teor de umidade após a
secagem complementar é de 16 a 18%.
M) Grampeamento / Amaciamento:
• Grampear:
Tem por finalidade dar área ao couro, abrindo e removendo as dobras;
22
• Amaciar:
Nesta etapa torna – se o couro macio por meio de ação mecânica.
N) Lixamento:
Esta operação tem o objetivo de diminuir os defeitos superficiais, dar efeito
escrevente, e uniformizar a superfície do couro.
O resíduo sólido (pó da lixadeira) gerado nesta etapa pode ser incorporado ao farelo
da rebaixadeira em suas aplicações, algumas delas referidas anteriormente. Também pode ser
utilizado como ingrediente na fabricação de papelão e carga para a indústria de cimento.
O) Acabamento:
No acabamento - última etapa do processo de produção - o objetivo é dar uma
aparência melhor e proteger a superfície do couro através da aplicação de tintas, é a operação
que confere ao couro sua apresentação e aspectos definidos. Poderão melhorar o brilho, o
toque, as características físico-mecânicas.
As aparas de couro semi-acabado e acabado, geradas na fase final do beneficiamento
do couro, representam um volume pequeno no processo de fabricação propriamente dito, mas
constituem um volume maior na indústria que utiliza o couro como matéria prima (indústria
de calçados, vestuário, etc.). Uma aplicação simples e imediata é a doação ou venda deste
resíduo para trabalhos artesanais em escolas, creches ou mesmo pequenas indústrias
vinculadas ao artesanato.
P) Expedição:
Tem como objetivo, classificar, separar os couros levando em conta os defeitos,
tamanho e origem, entre outros fatores que influem no valor do artigo; medir, verificar a área
superficial do couro.
2.4 Questão ambiental
A questão ambiental está se tornando assunto obrigatório para executivos de empresas.
A globalização dos negócios, a internacionalização dos padrões de qualidade ambiental
23
esperadas na ISO 14000, a conscientização crescente dos atuais consumidores e a
disseminação da educação ambiental nas escolas permitem antever que as exigências futuras
dos consumidores, em relação à preservação do meio ambiente e à qualidade de vida, deverão
intensificar – se. Diante disso as organizações deverão manter uma postura responsável de
respeito à questão ambiental. Segundo Maimom (1996) o comportamento ambiental da
organização responsável corresponde a uma questão de longo prazo e compõe seus interesses
com os da sociedade em que vive. Possui uma atitude, que transforma uma restrição
ambiental em uma nova oportunidade de negócio.
Conforme Silva (2005), no mundo todo há um consenso da necessidade de
preservação do meio ambiente. As atividades produtivas na área de química são normalmente
de risco e potenciais causadoras de poluição, visto que trabalha com substâncias muitas vezes
tóxicas e/ou inflamáveis e após um processo químico normalmente geram um lixo tóxico que
precisa ser tratado como resíduo. A Agenda 21 (documento onde países se comprometem em
prezar pelo chamado desenvolvimento sustentável) propõe a promoção de uma produção
limpa juntamente com responsabilidade empresarial.
No Brasil a comunidade química já começa a reconhecer a filosofia da Química Verde
como uma estratégia importante no que diz respeito ao problema do meio ambiente.
A filosofia da Química Verde está baseada atualmente nos seguintes princípios:
• É melhor prevenir que tratar ou limpar resíduos de processo químico depois de
formados;
• Métodos sintéticos devem ser projetados para maximizar a incorporação de toda a
massa de reagentes no produto. Essa idéia introduzida por Trost é conhecida como “Economia
Atômica”.
• Sempre que forem viáveis, as metodologias sintéticas devem usar e gerar
substâncias o menos tóxica possível à vida humana e ao meio ambiente.
• Os produtos químicos devem ser projetados de forma a ter maior eficiência no
cumprimento de seus objetivos, com menor toxidez.
• O uso de outras substâncias durante o processo (ex: solventes, agentes de
separação, etc.), devem sempre que possível, ser desnecessários ou inofensivos quando for.
24
• As exigências energéticas devem ser reconhecidas por seus impactos ambientais e
econômicos e precisam ser minimizadas.
Segundo Anusz (1995), desde que o homem apareceu sobre o globo terrestre,
perturbou o meio ambiente onde viveu, alterando a ecologia:
a) subtraindo do meio todo o necessário para à sua subsistência;
b) ao subtrair do meio o necessário para o seu bem estar, sempre provocando o
desequilíbrio que a natureza, pacientemente reconstituía;
c) pelo fato de ocupar o local, lançando em torno de si, os resíduos de sua utilização,
alterando o meio e, destituindo–o de suas condições naturais, provocando uma discreta
poluição, que se tornou tanto mais ativa, quanto maior o conglomerado de criaturas humanas.
Para Jost (1989), a indústria foi por muito tempo, estigmatizada com imagem nociva
devido às grandes quantidades de resíduos que produz: sólidos e líquidos, ocasionando odores
desagradáveis. Deve ser reconhecido, todavia, que dadas as características carnívoras da
maioria das sociedades e a inexistência de uma solução alternativa para a disposição dos
couros e peles gerados pelo abate de animais, a indústria de curtume desempenha um
importante papel social quando prevê uma utilização econômica para esse materiais. Esses
couros e peles, se não processados pelos curtumes, constituiriam um grave risco ambiental
pela sua putrefação nas proximidades dos abatedouros e frigoríficos.
O objeto desta pesquisa, a água (reaproveitamento), que é essencial à vida, constitui
um dos bens mais preciosos à disposição da humanidade. E por já se encontrar escasso em
muitas regiões, requer racionalidade e cuidado em sua utilização. A contaminação das águas
é, portanto, uma das maiores preocupações dos ambientalistas.
Conforme Valle (1996), a racionalização do uso da água nas atividades promovidas
pelo homem é um dos primeiros passos para reduzir os riscos da contaminação hídrica. Se
diminuir o volume de água utilizado e descartado pelas atividades de mineração, agricultura,
indústria e serviços, menores serão as necessidades de tratamento e de seu recondicionamento
às condições originais de pureza.
Essa racionalização deve incorporar outros dois conceitos, além da minimização das
quantidades utilizadas: o conceito de reutilização da água, que pode ser usada várias vezes
25
antes de finalmente ser descartada, e o conceito da segregação de seus vários fluxos, não
permitindo que se misturem águas pluviais com os esgotos sanitários e com águas de processo
industrial.
Viero (2002) ainda destaca que o uso de membranas no tratamento de águas é de suma
importância para que estas águas sejam reposicionadas. E conforme Schneider (2001) um
mercado muito importante para as membranas filtrantes são as indústrias, é a água de reuso,
a partir do esgoto bruto ou tratado. Tradicionalmente, a produção de água de reuso a partir de
efluente secundário, envolve a seguinte combinação de operações unitárias: coagulação,
decantação, filtração, desinfecção com cloro ou UV. Esse processo pode ser simplificado
consideravelmente com a utilização de membrana de microfiltração ou ultrafiltração, com a
obtenção de um produto de melhor qualidade do que os sistemas convencionais de produção
de água de reuso. A presença de contaminantes orgânicos e inorgânicos, no efluente
secundário microfiltrado ou ultrafiltrado, limita o emprego deste tipo de água de reuso, à
aplicações industriais ou comerciais que tolerem contaminantes químicos. A qualidade da
água de reuso produzida e o rendimento das membranas de ultrafiltração e microfiltração
podem ser melhoradas, sensivelmente, com o uso de floculante antes de filtração.
O tratamento com membranas, conforme Cassano (2000), permite que se reduza o
impacto ambiental, na amplificação do tratamento, na limpeza dos resíduos líquidos, uma
fácil reutilização do lodo ou sedimentos, uma redução de custos na venda, uma economia de
produtos químicos e principalmente de água, de energia direta e indireta são algumas
vantagens desta operação com membranas. No futuro com uma maior consolidação do
processo de membranas neste campo, é esperado uma fase de inovação em aparelhagens para
os curtumes (fábrica de tingimento).
O emprego da água em processamentos de peles é abundante e isso conduz a uma
geração muito grande de resíduos líquidos. O alto volume destes resíduos requer altos
investimentos para tratar. Portanto cada vez mais o uso mínimo de água no processamento do
couro assume grande importância À nova era tecnológica de limpeza tem iniciado no
tratamento da pele. A pré-coloração e operações de pigmentos contribui sobre 57 % da água
consumida no tratamento da pele e a lavagem com 35 %. A adoção apropriada da tecnologia
na limpeza integrada previne uma solução viável para a conservação da água no processo /
tratamento do couro.
26
Este papel expõe uma integração aproximada para o uso mínimo de água através da
reciclagem e um ótimo tratamento do couro. Esta integração previne considerável redução no
uso e no tratamento da água (RAGHAVA, 2003).
Hafez (2004) destaca que no processo de curtimento do couro ao cromo, a pele
consome cerca de 60 – 80% do mesmo, o restante é descarregado dentro do efluente. Análises
químicas de cromo no efluente em dois locais de tamanho médio, local para tingimento
indicado que o cromo contém na quantidade de 1.300 a 2.500 mg Cr
6+
/L, desde NaCl
(cloreto de sódio) em uma concentração variada de 40.000 – 50.000 mg/L. O laboratório de
investigação e o estudo da escala de referência da química e da física ao pré tratamento de
licores foram publicados mais cedo com 1° parte. Isto foi seguido de um estudo de Osmose
Reversa, membrana de separação de cromo para a solução ao pré-tratamento numa escala
piloto de investigação, que aprovado demonstrando sua aplicabilidade por pequena e média
produção de tingimento, publicada separadamente parte 2. Baseado na mais recente planta
piloto em resultados experimentais da baixa pressão da membrana e osmose reversa foi
investigada neste trabalho.
Conforme Cassano (1997), as operações com membranas tanto ultrafiltração como
nanofiltração e osmose reversa, tem provado ser um processo químico limpo. O estudo de um
processo de curtimento mostrou que muitas operações podem ser melhoradas, aperfeiçoadas.
O passo estudado neste trabalho foi peles enzimáticas sem pelo, sem gordura, de pele de
ovelha selecionada e curtimento com cromo. Além disso, a recuperação e o reuso do sal
contido em um banho de cromo. Os resultados obtidos mostram que há uma redução no
impacto ambiental.
2.5 Sistema de tratamento de efluentes
Na Figura 2 é apresentado o fluxograma de reciclo de caleiro da Empresa Aimoré
Couros Ltda com as principais etapas envolvidas.
27
Figura 2 – Fluxograma do Reciclo de Caleiro do Aimoré Couros Ltda
2.5.1 Reciclo de Caleiro
A empresa possui reciclagem dos banhos de caleiro (conforme Figura 3), ou seja,
reutiliza o banho residual de um lote de peles para outro repondo apenas a quantidade de
insumos necessária para completar a formulação.
Como vantagem do reciclo Claas (1994) destaca: significativa economia no consumo
de insumos químicos, redução considerável nas quantidades de oxigênio necessárias para
oxidar os sulfetos residuais a tiossulfato e a diminuição da carga orgânica e tóxica no efluente
total.
O processo de caleiro com o banho residual reciclado não implica em qualquer tipo de
prejuízo na qualidade do produto final. O uso desta operação hoje já é bastante difundido.
Figura 3 – Ilustração dos Tanques de Reciclo de Caleiro do Aimoré Couros Ltda
CALEIRO
RECICLO
CAIXA DE
GORDURA
DECANTADOR
LODO
DECANTADOR
PRIMÁRIO
PENEIRAMENTO
28
2.5.2 Fluxograma do tratamento de efluentes da empresa
Na Figura 4 é apresentado o fluxograma de tratamento de efluentes da Empresa
Aimoré Couros Ltda considerando as condições instaladas até o momento.
Figura 4 – Fluxograma do Tratamento de Efluente do Aimoré Couros Ltda.
CURTIMENTO RECURTIMENTO
ACABAMENTO
Gradeamento Gradeamento
Peneiramento
Tanque de
Homogeneização
Ajuste de pH
Floculação/Coagulação
Decantador primário
Lagoa aerada/Lodo ativado
Decantador biológico
Corpo receptor
ARIP
Centrífuga
Precipitação cromo
Cromo precipitado
lodo
lodo
lodo em excesso
Líquido sobrenadante
29
A seguir são apresentadas as etapas do tratamento de efluentes, segundo Claas (1994):
2.5.3 Tratamento primário (Efluente)
O tratamento primário tem como objetivo fazer com que o efluente passe à fase
seguinte com melhores características, ou seja, com menor teor de sólidos, gordura e DBO,
toxidez o que permite ao tratamento secundário, ou biológico operar em melhores condições
para o crescimento e desenvolvimento dos microorganismos responsáveis pela depuração da
matéria orgânica resultante. Para isso seguem–se as seguintes etapas:
2.5.3.1 Gradeamento
O gradeamento (conforme Figura 5) tem por objetivo separar do efluente, antes do
tratamento propriamente dito, materiais grosseiros que, por sua natureza ou tamanho, criariam
problemas como desgaste de bombas ou obstruções em tubulações nas etapas posteriores.
Figura 5 – Ilustração do Gradeamento do Aimoré Couros Ltda.
2.5.3.2 Remoção de óleos e graxas - caixa de gordura
Um alto teor de óleos e graxas pode acarretar em vários inconvenientes, como
entupimento dos orifícios, esta etapa visa à remoção de óleos e graxas.
30
2.5.3.3 Precipitação do cromo
Os banhos de curtimento passam por este tanque (conforme Figura 6) antes de irem ao
homogeneizador, a fim de que grande parte do cromo usado no processo de curtimento que
ficou no banho seja retirado, através da sua precipitação com cal hidratada. Assim o cromo
precipitado é recolhido e levado ao ARIP, e os banhos são encaminhados ao homogeneizador
para serem misturados com os outros banhos e assim seguirem o processo normal de
tratamento.
Figura 6 – Ilustração dos Tanques de Precipitação de Cromo do Aimoré Couros Ltda.
2.5.3.4 Homogeneização e ou equalização
Este tanque (conforme Figura 7) tem por finalidade misturar os diversos banhos a fim
de torná–los uniformes. Os banhos gerados são misturados e mantidos em agitação, uma
agitação ineficiente gera variações de características do efluente o que não é desejável para a
estação de tratamento.
As principais vantagens desta operação são aumentar a eficiências do tratamento
biológico, pois cargas de choque são eliminadas ou podem ser minimizadas, substâncias
inibidoras podem ser diluídas e o pH é estabilizado. A quantidade de efluente e a performace
das operações de sedimentação de lodo gerado nas etapas posteriores são melhorados devido
à melhor distribuição dos sólidos no efluente. Um aumento na eficiência do tratamento
químico e redução da quantidade de insumos químicos utilizados, pois o efluente possui uma
31
característica contínua e homogênea. Além disso, o tanque de homogeneização funciona
também como tanque de acúmulo em situações isoladas como, por exemplo, altas descargas
de efluente ou necessidade de reciclo de um efluente que não tenha atingido os padrões de
lançamento. E a desvantagem é que para um tanque assim muitas vezes seria necessário uma
área muito grande, e o acúmulo de efluentes geraria um odor ruim.
Figura 7 – Ilustração do Tanque Homogeneizador do Aimoré Couros Ltda.
2.5.3.5 Neutralização
Esta etapa tem por finalidade melhorar as condições de floculabilidade e a posterior
decantação através do ajuste do pH para uma faixa de 8,0 – 8,5. Como produto de ajuste de
pH usa–se cal hidratada. Por exemplo, para efluente com pH baixo ou ácido é neutralizado
com um produto alcalino, e para um efluente com pH alcalino ou alto é neutralizado com um
produto ácido.
2.5.3.6 Coagulação e floculação
Coagulação (conforme Figura 8) é um processo químico de desestabilização das
partículas coloidais ou em suspensão. Este processo é realizado mediante adição de
determinados produtos químicos que interagem com os sólidos aumentando o seu peso
molecular através do desenvolvimento de cargas de superfície nas partículas sólidas coloidais
32
ou em suspensão. Desta forma estas partículas passam a desenvolver forças de atração entre
si, agregando-se umas as outras, anulando as forças repulsivas. O resultado disso é a formação
de flocos de maior tamanho e peso molecular, sendo assim possível a sua sedimentação.
São vários os produtos químicos mais utilizados, a Empresa utiliza Sulfato de
Alumínio Al
2
(SO
4
)
3.
Que segundo pesquisa de Bajza (2004) há influência de diferentes
concentrações de Al
2
(SO
4
)
3
sobre a água.
Em um trabalho realizado Song (2004) desenvolveu um sistema de tratamento que
pode reduzir efetivamente a concentração de poluentes em tanques. Sulfato de Alumínio e
Cloreto de Férrico foram usados neste processo como coagulantes.
Estes produtos são diluídos em tanque numa concentração de 5% a 40% e dosados no
efluente.
Figura 8 – Ilustração da Coagulação do Aimoré Couros Ltda.
Floculação (conforme Figura 9) é uma etapa complementar à coagulação, que tem o
objetivo de acelerar o processo de sedimentação das partículas sólidas coaguladas através da
sua aglomeração.
São utilizados para isto produtos químicos, tipicamente orgânicos, como polímeros
sintéticos, que possuem longas cadeias capazes de unir as partículas por meio de ligações
químicas facilitando a sua aglutinação e transformando – as em grandes flocos.
33
Os polímeros utilizados podem ser catiônicos, aniônicos ou não aniônicos, e a sua
aplicação depende das cargas das partículas a serem agregadas. O processo é realizado em
tanques dotados de um agitador lento, para não romper os flocos formados, mas com
velocidade o suficiente para promover o seu crescimento e impedir a formação de sedimentos
no fundo.
É importante ressaltar que, para uma melhor eficiência deste processo o pH deve estar
próximo da neutralidade. Portanto consiste em neutralizar a carga elétrica superficial com a
adição de sulfato de alumínio e por meio de polieletrólitos tornar possível a precipitação da
matéria coloidal em suspensão.
Figura 9 – Ilustração da Floculação do Aimoré Couros Ltda.
2.5.3.7 Decantação primária
O objetivo da decantação (sedimentação) é a remoção de material sólido presente no
efluente. O efluente é mantido em tanques (conforme Figura 10), por tempo determinado, sob
condições de repouso, para que as partículas sólidas se sedimentem pela ação da gravidade.
Como resultado tem-se ótimas condições de separação de lodo gerado pelo acúmulo das
partículas sólidas sedimentadas, do líquido clarificado. Para uma decantação efetiva,
recomenda-se um tempo de retenção em torno de 2 a 2,5 horas. É importante ressaltar a
necessidade de remoção periódica do lodo sedimentado, pois do contrário, ocorre perda deste
lodo. Então, após a floculação, o efluente passa por gravidade para o sistema de decantação,
cuja finalidade é a separação da parte decantável (lodo) do clarificado.
34
Figura 10 – Ilustração dos Decantadores Primários do Aimoré Couros Ltda.
2.5.4 Tratamento secundário
Neste tipo de tratamento busca-se principalmente a remoção de matéria orgânica e
alguns nutrientes. Cabe ressaltar que somente compostos biodegradáveis são removidos nesta
etapa. Os processos envolvidos são conduzidos de modo a acelerar os mecanismos de
degradação que ocorrem naturalmente em corpos receptores.
Por envolver fenômenos biológicos, este tipo de processo depende também de alguns
fatores físico-químicos do meio, tais como a temperatura o pH e a concentração de Oxigênio
Dissolvido, que são diretamente responsáveis pelo desenvolvimento dos microrganismos do
sistema, além da presença de outros compostos que podem atuar como inibidores.
De uma maneira geral a temperatura ideal dos sistemas biológicos deve se situar
entre 20°C e 30°C, sendo que abaixo de 10°C ocorre uma diminuição da atividade biológica.
Temperaturas acima de 40°C não são suportadas pelos microrganismos. A faixa de pH ideal
varia em torno de 6,0 e 8,0. Cabe-se ressaltar que o pH está diretamente ligado à velocidade
das reações enzimáticas.
A concentração de OD varia em função da pressão atmosférica e também da
temperatura do meio. O OD é essencial para sistemas aeróbicos onde sua concentração ideal
35
gira em torno de 1 a 2 mg/L
-1
. Concentrações maiores do que 4 mg/L
-1
não são
recomendáveis, por causarem flotação do lodo em unidades de sedimentação secundárias.
Há também a necessidade de uma concentração ideal de nutrientes como nitrogênio e
fósforo, para o desenvolvimento adequado dos microrganismos. Em casos em que os
efluentes sejam pobres em nutrientes, estes devem ser adicionados para o funcionamento
adequado do sistema. Portanto, o efluente ingressa nesta etapa com a remoção de grande parte
da carga poluidora, mas ainda não oferece condições de ser autodepurado pelos corpos
receptores.
2.5.4.1 Lagoa aerada/lodo ativado
O sistema é constituído basicamente por uma lagoa com reatores biológico (mostrado
na Figura 11), seguida de um decantador secundário e de uma bomba que faz o reciclo
parcial do lodo biológico, fazendo parte dele voltar para a lagoa com a função de aumentar a
massa microbiana. Trata-se de um delicado equilíbrio entre microorganismos que se nutrem,
reproduzem-se e movimentam-se a custa da energia obtida através da aeração.
Figura 11 – Ilustração da Lagoa Aerada / Lodo Ativado do Aimoré Couros Ltda.
2.5.4.2 Decantação secundária
Nesta etapa é realizada a última decantação (mostrada na Figura 12) para, as partículas
sólidas que existirem fiquem no fundo, e a parte líquida ou sobrenadante seja lançada ao
36
corpo receptor. Nesta etapa parte do lodo é bombeada novamente para a lagoa e o excesso
encaminhado à centrífuga.
Figura 12 – Ilustração do Decantador Secundário do Aimoré Couros Ltda.
2.5.4.3 Corpo receptor
Na Figura 13 é apresentada à saída do efluente final para o corpo receptor (Rio
Taquari – RS) que recebe o efluente final tratado, dentro dos parâmetros sugeridos pela
FEPAM.
Figura 13 – Saída para Corpo Receptor do Aimoré Couros Ltda.
37
2.5.4.4 Centrifugação
Na etapa da centrifugação o lodo gerado durante o processo é desaguado,
mecanicamente, esta etapa é executada no Curtume Aimoré S.A. de Arroio do Meio - RS
(Unidade I) onde o lodo gerado é levado de caminhão diariamente.
2.5.4.5 Aterro de Resíduos Industriais Perigosos
Aterro de Resíduos Industriais Perigosos é uma área licenciada e fiscalizada pela
FEPAM, que recebe resíduos perigosos. Estes são confinados em valas cobertas.
2.5.5 Tratamento Terciário
A utilização do tratamento terciário em curtumes, na prática, não é muito comum. No
entanto existem diversos estudos com respeito à aplicação de tratamentos complementares às
operações realizadas, visando a remoção de poluentes específicos que eventualmente não
tenham atingido os padrões de emissão do efluente e / ou o aumento da eficiência dos
processos utilizados no tratamento de efluentes.
Alguns processos estudados atualmente são os seguintes:
• remoção de nitrogênio por adsorção com carvão ativo;
• utilização de taninos catiônicos na precipitação de poluentes;
• aplicação de processos de separação por membranas, bem como resinas de troca
iônica ou osmose reversa visando a remoção de salinidade, especificamente cloretos;
• utilização de processos oxidativos avançados (POA’s) na remoção de compostos
tóxicos.
Embora boa parte destes estudos apresente resultados positivos com respeito à
melhorias da qualidade do efluente, sabe-se que de uma maneira geral a eficiência de cada
processo depende muito das condições de operação da estação de tratamento e da composição
do efluente a ser tratado. Por outro lado os custos elevados envolvidos na adoção destas
práticas são o principal empecilho para a implantação destas metodologias.
38
2.6 Métodos propostos de dessalinização do efluente final
2.6.1 Dessalinização
É o processo que elimina os sais dissolvidos na água. O objetivo da dessalinização é
produzir água com pouco conteúdo salino para empregá-la em diversas atividades industriais.
A dessalinização ou desmineralização apresenta duas variantes: troca iônica e osmose
reversa.
I) Troca iônica
O processo de desmineralização consiste em eliminar os íons presentes na água.
Este processo baseia-se no emprego de resinas sintéticas de troca iônica. As resinas
seqüestram os sais dissolvidos na água por meio de uma reação química, acumulando-se
dentro de si mesma. Por este motivo, periodicamente, as resinas precisam ser regeneradas
com ácido clorídrico e hidróxido de sódio para remover os sais incorporados, permitindo o
emprego das resinas em um novo ciclo de produção, e assim sucessivamente por anos.
As resinas de troca iônica são substâncias granulares insolúveis possuidoras, em sua
estrutura molecular, de radicais ácidos ou básicos capazes de propiciar a substituição dos
cátions ou ânions fixados previamente nesses radicais, por outros cátions ou ânions presentes
no afluente, promovendo assim a remoção desejada. Durante este processo, não deve ocorrer
a solubilização ou alteração permanente da resina pelo efluente. Esse fato possibilita a
regeneração das resinas toda vez que a eficiência da troca iônica cair (CLAAS, 1994).
Não é do nosso conhecimento a utilização de trocadores de íons para efluentes de
curtume, em parte devido ao custo da operação, e em parte, por não ser necessária sua
utilização, face aos parâmetros máximos de emissão de efluentes líquidos da legislação atual.
O uso desse sistema de tratamento terciário será indicado quando a reciclagem de água
tratada para o uso no processo produtivo for vantajosa, como no caso de regiões com escassez
de água ou quando o tratamento de água de abastecimento para o processo for oneroso.
Conforme Collins (1993), na cromatografia por troca iônica a fase estacionária é
altamente carregada, sendo que solutos com cargas de sinais contrários a esta são
39
seletivamente adsorvidos da fase móvel. Os solutos adsorvidos podem ser subseqüentemente
eluídos, por deslocamento com outros íons, com o mesmo tipo de carga, porém com maior
força de interação com a fase estacionária.
• Matriz
A matriz de um trocador é constituída de um material poroso, natural ou sintético,
inerte, insolúvel em água e em solventes orgânicos, apresentando ligações covalentes a grupos
trocadores iônico. As matrizes quanto ao material que as formam, são classificadas em
inorgânicas e orgânicas, sendo naturais ou sintéticas.
Dependendo do grupo trocador ligado covalentemente à matriz, os trocadores iônicos
são classificados em iônicos e catiônicos. Os aniônicos como o próprio nome indica, trocam
ânions e apresentam portanto grupos iônicos positivos ligados à matriz. Os trocadores
catiônicos inversamente trocam cátions e apresentam grupos iônicos negativos ligados à
matriz.
a) Trocadores inorgânicos naturais
Os solos apresentam minerais que são capazes de atuar como trocadores iônicos, pois
o cátion do mineral ativo do solo possui uma camada de estrutura cristalina.
Para ocorrer a troca iônica em um mineral, a estrutura molecular precisa ser
suficientemente aberta para permitir o acesso dos íons a serem trocados. O tipo de estrutura
difere muito de um para outro tipo, mas estes trocadores, em geral, apresentam pequena
capacidade de troca. São atacados por ácidos ou por bases, sendo a propriedade de troca de
íons afetada por valores de pH diferentes de 7,00.
b) Trocadores inorgânicos sintéticos
Várias sínteses foram testadas com a finalidade de testar a s propriedades do trocador,
cuja principal limitação é a de apresentar baixa capacidade de troca, além de ter vazão lenta,
causando problemas na regeneração. Todavia, era insolúvel na água e resistente à
desintegração.
Trocadores sintéticos podem ser preparados a partir óxido de metais do grupo IV,
como o Zircônio e o tório e dos ácidos do grupo V e VI, sendo um exemplo o fosfato de
40
zircônio. Estes materiais apresentam a vantagem de serem muito estáveis à temperatura e à
radiação nuclear.
c) Trocadores com matriz orgânica natural
Certas substâncias como a lã, o cabelo, o couro (proteínas), a celulose e o Agar
(polissacarídeo) possuem propriedades trocadoras de capacidade muito baixa.
As proteínas são constituídas de aminoácidos, que são compostos anfóteros e,
portanto, podem se comportar como cátions ou ânions, dependendo do pH a que estão
expostas.
A celulose, como o agar, possui também propriedades trocadoras. Mediante
tratamento químico simples, em geral, sulfonação, pode – se obter materiais trocadores
catiônicos. Todavia, com tal processamento, os produtos obtidos são heterogêneos e de pouco
valor prático; tentativa de se empregar o carvão como a matriz trocadora ilustra bem isso.
Em 1934, foi demonstrado que certos carvões, sofrendo granulações e posteriormente
tratados com ácido sulfúrico, davam origem a trocadores catiônicos que eram estáveis
quimicamente e fisicamente em meios ácidos e alcalinos. Nesta época, a descoberta
representou considerável avanço, desde que trocas envolvendo os íons hidrônio puderam ser
realizadas, até então muito difíceis. Os grupos sulfônicos eram, em grande parte, responsáveis
pela troca de cátions, como também grupos carboxílicos produzidos simultaneamente à reação
de oxidação. O carvão submetido a este tratamento químico foi usado para desmineralizar à
água.
d) Trocadores com matriz de celulose
A celulose é um biopolímero de glicose apresentando ligações cruzadas de pontes de
hidrogênio, tendo grupos hidroxílicos que são facilmente oxidáveis a grupos carboxílicos,
sendo esta a razão que capacita a celulose como trocador. Todavia, para efeito prático a
celulose precisa ser tratada quimicamente. Agentes oxidantes transformam grupos
hidroxílicos a carboxílicos de uma maneira homogênea, e a celulose, assim modificada, pode
ser útil como um trocador.
Por tratamento químico conveniente é possível ligar a celulose a grupos trocadores
41
catiônicos e aniônicos. Também, dependendo da finalidade, pode ser dado um baixo nível de
substituição dos grupos hidroxila, visando uma baixa densidade de carga, que permite a
eluição de moléculas de polieletrólitos sob condições brandas, ou então, uma alta densidade
mais apropriada para a cromatografia de pequenas moléculas altamente carregadas.
No estado nativo, as cadeias polissacarídicas de celulose são unidas por pontes de
hidrogênio formando regiões microcristalinas. Interpostas a estas regiões existem outras
amorfas, com um menor número de pontes de hidrogênio. A hidrólise ácida limitada produz
uma perda preferencial da região amorfa, resultando em celulose microcristalina.
No fim da década de 1970 foi colocado no mercado o DEAE – Sephacel, um trocador
aniônico preparado a partir de celulose microcristalina de alta pureza, previamente hidratada,
com partículas esféricas, porosas, de diâmetro variando de 40-160 µm, pronta para uso,
apresentando ligações cruzadas com epicloridrina, além das pontes de hidrogênio
encontradas naturalmente na celulose. Os trocadores com matriz de celulose tem a vantagem
de apresentar poros grandes, facilitando assim o acesso das substâncias aos grupos trocadores
e permitindo boa qualidade de vazão da fase móvel.
e) Os trocadores com matriz de dextrano
Dextrano é um biopolímero formado por unidades de glicose, unidas
predominantemente por ligações α– D (1-6) e produzido por bactérias (Leuconostoc
misenteroides, Leuconostoc dextranicium), tendo como substrato inicial a sacarose.
Sob o nome comercial de Sephadex (Pharmacia) é produzido um polímero modificado
de dextrano, onde as macromoléculas apresentam ligações cruzadas de pontes de hidrogênio
entre as suas cadeias, obtendo assim uma estrutura porosa tridimensional. Por causa do seu
alto conteúdo de grupos hidroxílicos, o Sephadex é fortemente hidrofílico e as partículas
esféricas, produzidas deste material, são capazes de inchar consideravelmente em contato com
á água, sendo possível formar vários tipos de poros conforme a sua capacidade de absorver
água.
Por tratamento químico adequado, é possível ligar grupos trocadores as partículas
esféricas de Sephadex. Os trocadores iônicos com matriz de Sephadex são derivados de
Sephadex G – 25 e Sephadex G – 50, sendo que estes dois tipos diferem entre si quanto à
porosidade das partículas esféricas. Os trocadores iônicos baseados no Sephadex G – 25
42
apresentam ligações cruzadas firmes, resultando em partículas de poros que aquelas com
matriz de Sephadex G – 50, que apresentam poros maiores, sendo estes, portanto, mais
indicados para a cromatografia de substâncias com massas moleculares elevadas. O pH e a
força iônica dos eluentes são fatores que influenciam no grau de inchamento destes trocadores
que, sendo esféricos e altamente porosos, permitem boas condições de vazão da fase móvel.
f) Trocadores com matriz de agarose
O agar é um polímero natural complexo extraído da alga Rhodophyciae. Ele é formado
por cadeias polissacarídicas de agarose e agaropectina. Os grupos carregados presentes neste
polissacarídeo são o sulfato e o carboxílico. A agarose contém menor número de grupos
sulfatos, em relação à agaropectina, sendo por isso menos carregada.
A agarose foi intoduzida como um gel para cromatografia por exclusão, foi preparado
um gel de agarose livre de sulfato, com ligações cruzadas de bis-epoxi ou epicloridrina. Este
tratamento resultou em um gel mais insolúvel e com ligações cruzadas, mais homogêneas.
Como exemplo de trocadores que utilizam a agarose como matriz, podemos citar a
DEAE-Sepharose CL-6B(aniônica) e a CM-Sepharose CL-6B (catiônica). Estes trocadores
apresentam uma matriz de grande rigidez, aliada a uma porosidade equivalente àquelas com
matriz de dextrano modificado, tendo ainda boas qualidades de vazão da fase móvel.
II) Osmose reversa
A osmose reversa segundo Schneider (2001), é utilizada para dessalinizar águas
marinhas, águas salobras e águas de superfície. A pressão aplicada deve superar a pressão
osmótica da solução para separar os sais da água. Na prática, a pressão de operação deve
superar também a resistência da membrana, a resistência da zona de concentração-polarização
e a resistência interna do equipamento. As pressões de operação reais são, portanto, mais
elevadas do que a pressão osmótica da solução. Nesse processo empregam-se membranas
sintéticas porosas com tamanhos de poros tão pequenos que filtram os sais dissolvidos na
água. Para que a água passe pelas membranas, é necessário pressurizar a água com pressões
maiores de 10 kgf/cm
2
. Os fabricantes de membrana esforçam-se com sucesso para
desenvolver novos produtos/ membranas que filtrem mais sais com pressões menores, ou seja,
mais eficientes.
43
As tecnologias como osmose reversa e troca iônica podem ser empregadas separadas
como é o estudo de caso ou de forma combinada. Quando uma água muito pura é solicitada,
emprega-se osmose reversa seguida de troca iônica. A dessalinização é aplicada em vários
ramos de atividades e processos dentro da indústria. Eventualmente, a osmose reversa pode
ser utilizada na dessalinização de águas muito salobras para produzir água potável, caso não
exista outra fonte bruta disponível. Produzir água potável por dessalinização tem alto custo.
Para se dimensionar o sistema de tratamento ideal, alguns parâmetros devem ser
levados em consideração:
• A vazão da água;
• O período de operação diária;
• A procedência da água bruta;
• A utilização da água tratada;
• A análise da água bruta;
• Produtos químicos disponíveis;
• Área disponível, qualificação;
• Utilidades (ar, vapor, energia);
• Qualificação de mão-de-obra.
Esses dados são muito importantes por duas razões. Primeiro, porque, conhecendo-se a
vazão de água e o período de operação diária, pode-se definir o tamanho do equipamento. Em
segundo lugar, porque, com a análise e procedência da água bruta e a utilização da água
tratada, será definido o tipo de tratamento necessário para se obter o produto dentro dos
padrões requeridos para sua utilização. Segundo Claas (1994), a osmose reversa é um
processo que permite a remoção dos sólidos dissolvidos de um determinado efluente por meio
da filtração através de uma membrana semipermeável, sob pressão superior à exercida pela
pressão osmótica dos sólidos dissolvidos no líquido a ser filtrado. Dependendo desta pressão
osmótica, a pressurização no processo pode variar desde pressões relativamente baixas, de 3
a 5 bar, até 50ou 60 bar de pressão, podendo, inclusive, superar estes valores. As membranas
são constituídas por um polímero semipermeável, eficiente na retenção de sólidos, com
dimensões compreendidas entre 0,002 a 10,0 µm. Essas características fazem com que haja a
necessidade de um pré- tratamento do afluente à unidade de osmose reversa, como a filtração
com areia e carvão ativado, por exemplo.
44
Entende-se por osmose a difusão de um líquido através de uma membrana
semipermeável (no caso ideal, permeável apenas ao solvente e não ao soluto) separadora de
duas soluções com diferentes concentração. O fluxo líquido é da solução mais diluída (a qual
tem uma maior concentração em solvente) para a mais concentrada, isto é, no sentido tendente
a igualar as concentrações. O nível líquido sobe na solução mais concentrada e a diferença de
pressão hidrostática resultante contraria o fluxo osmótico. Uma situação será eventualmente
atingida em que a referida diferença de pressão anula o fluxo do fluído; esta toma o nome de
pressão osmótica da solução se esta estiver separada, pela membrana semipermeável, do
solvente puro. A pressão osmótica de uma solução pode, portanto, ser definida como a
diferença de pressão requerida para produzir um fluxo nulo de solvente para a solução
(POMBEIRO, 2003).
Para soluções suficientemente diluídas a pressão osmótica (π) pode ser dada pela
equação de van´t Hoff:
πV = nRT
onde n é o número de moles do soluto no volume V(litros) da solução , R a constante
dos gases perfeitos e T a temperatura absoluta. Esta equação é formalmente análoga à dos
gases perfeitos, podendo concluir-se que a pressão osmótica de uma solução diluída é igual à
pressão que o soluto exerceria se existisse como gás e ocupando um volume igual ao da
solução.
A equação de van´t Hoff mostra ainda que a pressão osmótica de uma solução diluída
é diretamente proporcional à concentração molar do soluto (e, portanto, inversamente
proporcional ao peso molecular deste, para uma massa de soluto constante). A aplicação desta
equação a soluções reais exige a introdução de correções análogas às aplicadas à equação dos
gases perfeitos para a tornar válida a gases reais.
A membrana semipermeável real é, porém, freqüentemente permeável ao soluto que a
atravessa no sentido da solução mais concentrada para a mais diluída. Este fluxo
contrabalança parcialmente o fluxo osmótico, e a diferença de pressão necessária à anulação
deste é inferior à exigida por uma membrana semipermeável ideal.
45
Aplicando à solução mais concentrada (separada, por uma membrana semipermeável,
de outra solução menos concentrada) uma pressão superior à diferença das pressões osmóticas
das soluções (ou reduzindo, por vácuo, a pressão sobre a solução mais diluída de um valor
superior à diferença das pressões osmóticas), o sentido de fluxo de solvente é invertido,
dando-se agora mais a difusão do solvente através da membrana no sentido da solução mais
concentrada para a mais diluída.
A pressão osmótica de uma solução é a pressão que deve ser aplicada à solução para
igualar o potencial químico do solvente nesta solução ao do solvente puro à mesma
temperatura.
Este processo é conhecido por osmose inversa ou hiperfiltração. Os fluxos de solvente
(FS) e de soluto (Fs) através da membrana são dados pelas expressões:
FS =DS (∆P – ∆π) Expressão A
λ
Fs
=
Ds
∆C Expressão B
λ
em que DS e Ds são os coeficientes de difusão através da membrana referentes
ao solvente
e
soluto, respectivamente
,
λ è a espessura efetiva da membrana, ∆P a diferença de pressão das
duas soluções, ∆π a diferença de pressão osmótica destas e ∆C a diferença de concentrações
de soluto nas soluções.
Uma vez que a difusão do soluto acompanha a do solvente é necessário atender à
perda daquele, por vezes considerável, no decorrer da concentração de soluções por esta
técnica (bem como por ultrafiltração a qual é referida adiante); a perda referida pode ser dada
pela expressão:
s = 1 - (1 - S)
1-R
Expressão C
sendo que s a perda relativa do soluto, S o volume relativo de solvente removido (razão entre
46
o volume removido e o volume inicial de solvente) e R a rejeição da membrana. A perde de
soluto é tanto maior quanto maior for à recuperação de solvente e quanto menor for a rejeição
da membrana.
Um outro problema associado a esta técnica (bem como a ultrafiltração) resulta da
acumulação de moléculas de soluto rejeitadas junto à superfície da membrana; do aumento de
concentração correspondente resulta uma elevação da pressão osmótica e, assim, uma
redução do fluxo de solvente (Expressão A), bem como um aumento das perdas de soluto
(Expressão B).
A osmose inversa tem atualmente já considerável aplicação na purificação e
concentração de soluções. Tratamento de água para caldeiras, pré – tratamento para
desionizadores, remoção de bactérias e vírus, purificação de água do mar e de esgotos fabris
constituem exemplos de aplicação de osmose inversa. Elevados valores de rejeição de sais
são, em geral, manifestados pelas membranas utilizadas tais como as SEPA – 97 (Osmonics,
Inc.), em acetato de celulose, com valores típicos de 95% (fluoreto, cloreto), 94% (sódio,
potássio), 97% (cálcio e magnésio) e 98% (metais pesados).
É uma técnica suave de concentração aplicável a soluções termicamente sensíveis.
Soluções biológicas (de plasma sangüíneo, de vírus, etc.) podem ser deste modo concentradas,
bem como soluções de produtos alimentares (tais como sumos de frutas, cerveja, vinho, café,
leite).
A Figura 14 representa uma montagem possível recorrendo ao uso de fibras ocas (Bio
– Rad- Laboratories). A solução a concentrar, sob pressão, é colocada, em geral, no exterior
das fibras podendo o interior ser submetido a vácuo parcial (a elevada pressão com freqüência
exigida em osmose inversa não permite a inclusão do retentado no interior das fibras dada a
possibilidade de rebentamento destas). As moléculas de solvente e de solutos de pesos
moleculares inferiores difundem-se através da membrana (por osmose inversa e por diálise,
respectivamente), deste modo concentrado a solução nos solutos de maiores pesos
moleculares. Este fato constitui, em várias aplicações (por exemplo, na concentração de
soluções de proteínas), uma vantagem em relação à concentração por liofilização (a qual é
também largamente utilizada com soluções termicamente sensíveis) através da qual todos os
solutos são igualmente concentrados. Assim, por exemplo, a osmose inversa (ou a
47
ultrafiltração) permite aumentar apenas a concentração de proteínas requeridas (concentração
acompanhada de separação) ao passo que por liofilização aquele aumento de concentração é
acompanhado por correspondentes aumentos das concentrações de espécies não desejadas,
tais como sais, peptídeos e aminoácidos.
Figura 14 – Concentração de uma solução por osmose inversa através de fibras ocas. (a)
Esquema geral. (b) Retentado antes da osmose inversa. (c) Retentado após esta operação.
Freqüentemente, em especial nas aplicações industriais, a osmose inversa é realizada
continuamente e assistida por pressões moderadas (Figura 15). As colunas D contém fibras
ocas (Bio – Rad- Laboratories) mas noutros sistemas (Osmonics, Inc.) incorporam tubos
permeáveis envolvidos por membranas enroladas à sua volta.
Figura 15 – Concentração contínua de uma solução por osmose inversa em fibras ocas (Bio-
Rad Laboratories). A – Reservatório da solução a concentrar. B – Bomba. C – Solução a
concentrar. D – Colunas com fibras ocas. E – Solução difundida através das fibras. F –
Válvula reguladora da pressão.
48
Temo-nos referido a técnicas de concentração por osmose inversa. A osmose simples
pode, porém, ser aproveitada para o mesmo fim. O miniconcentrador Minicon (Amicon)
funciona segundo este princípio. È formado por células cada uma das quais contendo uma
membrana semipermeável com uma face em contato com um absorvente. A solução –
amostra é introduzida na célula (Figura 16) e o seu nível vai baixando à medida que o
solvente atravessa a membrana por osmose sendo absorvido pelo absorvente. Não é
necessário recorrer a sobrepressão da solução – amostra ou submeter o dialisado a vácuo.
Figura 16 – Esquema da célula do miniconcentrador osmótico Minicon (Amicon). (a) Antes
da concentração. (b) Após concentração. A – Solução – amostra. B – Membrana
semipermeável. C – Absorvente. D – Secção impermeável (limitadora da concentração
máxima).
2.7 Caracterização da empresa
Esta empresa surgiu quando um grupo de 29 empresários adquiriram um pequeno
curtume de propriedade de Adolfo L. Eggers, situado no interior do município de Lajeado -
RS, em Conventos – RS. Onde em 09 de outubro de 1946 assinaram o contrato social.
O primeiro contrato foi registrado na Junta Comercial do Rio Grande do Sul, em 29 de
novembro do 1946, denominando a firma como “Curtume Aimoré Ltda”, tendo como
objetivo social a “exploração da indústria de beneficiamento de couro e seu respectivo
comércio”. Contudo em março de 1948, um incêndio destruiu as instalações da empresa,
fazendo com que seus rumos passassem a se modificar. Objetivando o reerguimento do
curtume os acionistas se reuniram e adquiriram uma área de 5,6 hectares no bairro São
Caetano, em Arroio do Meio – RS.
49
A firma começou a contar com um capital de 2,1 milhões de cruzeiros, divididos em
210 cotas de 10 mil cruzeiros. Construiu-se o prédio e iniciou-se a produção em março de
1949, tendo Edgar Jung como gerente e Friedhold Kuhn como sub-gerente.
Desde os primeiro anos de trabalho a empresa participou das exportações, tendo os
Estados Unidos da América como um dos primeiros importadores. O mercado interno, base
da sua atividade, acompanhava o seu novo ritmo de produção, sendo que seus principais
clientes situavam-se no Vale dos Sinos e no Estado de São Paulo, destinando-se os couros
para calçados, malas e acessórios em geral.
Em 1951, a empresa começou a incrementar seus maquinários com a aquisição de
diversas máquinas de precisão, importadas principalmente da Alemanha. Com o progresso da
empresa em março de 1953, adquiriu-se mais 5,5 hectares na cidade de Encantado - RS,
unidade II que se encontra também em plena atividade.
A instalação do Curtume em Encantado - RS foi uma necessidade, pois na Empresa
em Arroio do Meio - RS, Unidade I, já não havia mais espaço para ampliações, e também pela
pressão de muitos sócios residentes naquele município.
Em 1956 a Unidade II deu início à produção, sendo que inicialmente a empresa
produzia sola para sapato, e com o passar do tempo, o Curtume partiu para a industrialização
de couro para chuteiras. Conforme o crescimento da produção, expandiram-se os mercados.
Iniciou-se então a fabricação de outros artigos em diversas espessuras, de acordo com a
solicitação dos clientes. A partir de 1986/1987, a Unidade II especializou-se em determinados
artigos, criando uma identidade própria na produção do couro vacum. Em 1987, a ampliação
da ribeira para 1.600 metros quadrados propiciou um passo importante de expansão e, dos
seus dezesseis empregados iniciais, a empresa passou a contar com cinqüenta e cinco. Em
setembro de 1989, a Unidade II desencadeou uma série de investimentos, totalizando 12.000
metros quadrados de área construída até o final de 1991. Foi no ano seguinte que a Unidade
de Encantado - RS iniciou com a produção de couro acabado, até então feito apenas em
Arroio do Meio - RS. A partir desta data, todo o processo de couro vacum passou a ser
realizado em Encantado - RS.
50
Um dado importante na história da empresa é a transformação ocorrida em julho de
1965, quando os setenta e dois cotistas deliberaram em definitivo, a alteração da sua
sociedade jurídica Alterava-se a sociedade de responsabilidade limitada para sociedade por
ações, denominando-a por CURTUME AIMORÉ S/A, nome que persiste até o momento.
A unidade de Encantado - RS conta com a colaboração de 220 funcionários divididos
em dois turnos. Com uma linha completa de produção que vai da ribeira até a expedição, a
empresa produz uma média de 60.000 m
2
de couro por mês divididos em vários artigos como:
vaquetas, vestuário, smooth, motoqueiro, semi-acabados, wet blue, forros, solas, raspas,
látego, nubuk e couros hidrofugados.
Cerca de 90% desta produção é exportada para Itália, Canadá, Estados Unidos, Coréia,
China, Alemanha, França, Inglaterra e Portugal.
O Curtume Aimoré S/A, atualmente tem como diretores: o Sr. Jorge Adriano Kuhn, o
Sr. Roque Kerbes, o Sr. Geraldo Fensterseifer e o Sr. Eduardo Kuhn.
Em 1º de novembro de 2006 a Unidade de Encantado - RS muda sua razão de
Curtume Aimoré S/A para Aimoré Couros Ltda.
51
3 METODOLOGIA
Vejamos neste capítulo a seleção dos efluentes utilizados para o desenvolvimento destas
técnicas, e a metodologia das mesmas.
3.1 Caracterização dos efluentes da Empresa
Inicialmente realizou-se uma bateria de análises para qualificar os efluentes
industriais gerados na Empresa e para verificar quais poderiam ser aproveitados no trabalho
de dessalinização ou desmineralização. Na Tabela 2, podemos observar quais foram os
efluentes analisados inicialmente, quais foram as análises realizadas, a metodologia utilizada e
os resultados obtidos.
3.2 Amostragem
Os efluentes utilizados neste experimento foram retirados de diversas etapas do
processo, sendo coletados 20 L do efluente de acabamento na saída do setor, antes de ser
misturado com os outros efluentes na estação de tratamento. Do efluente de curtimento foram
coletados 20 L no tratamento de efluentes, após a precipitação do cromo, na passagem do
sobrenadante para o homogeneizador. Já o efluente do recurtimento foi coletado durante todo
o processo de recurtimento. A cada purga dada foram coletados 100 mL de cada fulão, todos
estes banhos foram homogeneizados em um balde. Sendo coletados daí 20 L de amostra de
recurtimento. E do efluente final foi coletada a amostra da saída, de onde segue para o corpo
52
receptor (Rio Taquari). Para a técnica de Troca Iônica foram coletados 20 L de amostra e para
a técnica de Osmose Reversa foram coletados 100 L de amostra.
3.3 Ensaios de Troca Iônica
Para a realização destes ensaios foram construídas duas colunas de Troca Iônica, uma
Aniônica e a outra Catiônica.
Para a preparação da coluna Aniônica, pesou-se 406 g da mesma em balança analítica
– Marca Digipeso DP 3000 Plus de uma resina aniônica - A- 400 Resina de Troca Aniônica
Fortemente Básica, Tipo I de Marca Purolite - a qual foi dentro de um tubo de PVC com 50
cm de comprimento e 5 cm de diâmetro. Nas duas pontas da coluna foi colocada uma esponja
para que a mesma servisse de suporte. Os extremos da coluna foram fechados com conexões
de PVC. A coluna da Troca Iônica Aniônica era alimentada por uma bomba peristáltica
Marca Provitec-AWG 4000-100-A com vazão regulável. As conexões entre a bomba
peristáltica e a coluna de troca iônica foi realizada por meio de mangueiras de silicone de 10
mm de diâmetro. A solução a tratar era retirada do sistema de tratamento de efluentes da
Empresa e transportada até o laboratório de tratamento de efluentes da UNISC. O transporte
era realizado em bombonas de plástico de 20 L. O efluente era retirado diretamente destas
bombonas e injetado na coluna. A vazão de injeção utilizada nestes ensaios foi de 500
mL/min, para se pudesse verificar a condutividade em 2 minutos, 5 minutos e 8 minutos.
Para avaliar a eficiência do processo de troca iônica foi injetado 5 L do efluente escolhido na
coluna, e foi verificada a condutividade em Condutivímetro Marca Marte. Todo o efluente
passante era coletado em um Becker de 1 L e transferido para outro recipiente de maior
volume. Uma vez que os 5 L de efluente foram alimentados na coluna, a mesma era lavada.
Para isso, água deionizada era bombeada através da mesma durante 5 minutos. Após a
lavagem, a coluna era regenerada com a solução de NaOH 5%. A regeneração durava 20
minutos.
O efluente tratado com a coluna aniônica era posteriormente tratado com uma coluna
catiônica.
A coluna catiônica - C-100 Resina de Troca Catiônica Fortemente Ácida de Marca
53
Purolite - foi construída seguido às características da coluna aniônica. Esta coluna foi também
construída usando um tubo de PVC de 50 cm de altura e de 5 cm de diâmetro. Dentro dela
foram colocados 406 g de uma resina catiônica. As demais características do experimento são
as mesmas descritas nos ensaios com a coluna aniônica. Após os ensaios, a coluna era lavada
com água deionizada e regenerada com uma solução de HCl 8% . A lavagem e a regeneração
foram realizadas de acordo com o detalhado mais acima. Trabalhou-se com 5 L de cada
efluente nesta técnica. A Figura 17 mostra uma ilustração do sistema de Troca Iônica.
Figura 17 – Ilustração do Sistema de Troca Iônica Laboratório UNISC (1) Bombona com
Efluente. (2) Bomba peristáltica. (3) Coluna de Troca Iônica. (4) Mangueiras de silicone.
3.4 Ensaio da Osmose Reversa
Neste ensaio a solução a tratar (efluente final) era retirada do tratamento de efluentes
da Empresa e transportada em duas bombonas de plástico de 50 L cada.
Para realização desta técnica foi utilizado, o sistema de Osmose Reversa da Marca
Marconi Laboratório Ltda que encontra-se disponível no laboratório de Tratamento de
Efluentes da UNISC, situado no prédio 54. Neta técnica trabalhou-se com uma pressão de 10
Kgf/cm
2
. Bombeou-se os 100 L de efluente final para a caixa de contenção com o auxílio de
uma bomba Marca Motobomba Centrífuga Standard Mod.ICS-50 Grupo MEG Eletroplas
220V, e o mesmo foi passando pela membrana de osmose reversa, foi verificada a
condutividade aos 5, 10 e 15 minutos. Após 15 minutos retirou-se a amostra (permeado ou
percolado) para realização das análises.
1
2
3
4
4
4
54
Na Figura 18 podemos observar o sistema de Osmose Reversa.
Figura 18 – Ilustração do Sistema de Osmose Reversa Laboratório UNISC (1) Bombonas com
Efluente. (2) Motobomba Centrífuga Standard. (3) Mangueira de silicone. (4) Caixa de
Contenção. (5) Equipamento de Osmose Reversa.
3.5 Análises Físico - Químicas
Na Tabela 1 são apresentadas todas as análises que foram realizadas nos efluentes,
antes e após testar os métodos propostos, Troca Iônica e Osmose Reversa. As análises
seguem o que é especificado no “Standard Methods”, Clesceri (1998).
As amostras eram coletadas na Empresa pela manhã, separava-se 2 L e estas eram
preservadas na geladeira (amostra antes das técnicas) do laboratório do Aimoré Couros Ltda.
No turno da tarde eram realizadas as práticas na UNISC, após as amostras eram trazidas de lá
e colocadas na geladeira do laboratório do Aimoré Couros Ltda, para preservação 2 L
(amostra após as técnicas). Estas eram retiradas do Curtume, pelo laboratório responsável -
Laborquímica - no dia seguinte pela manhã e encaminhadas para análises. As análises foram
realizadas pelo laboratório de análises químicas (Laborquímica), situado no município de
Canoas-RS, conforme Tabela 1 metodologia utilizada:
1
2
3
4
5
1
55
Tabela 1 – Tabela de Ensaios e Metodologias Realizadas.
Ensaio Unidade Metodologia Limite de
Detecção
(mg/L)
Incerteza
do Método
( % )
pH x-x-x Potenciometria Direta 1,0 4,0
D.B.O.5 dias mg L
-1
O
2
Potenciometria Elet.
Membrana
2,0 15,0
DQO mg L
-1
O
2
Dicromatometria-Refluxo
Aberto
4,0 13,0
Fósforo Total mg L
-1
P Espec. Abs. Mol. UV – V
SnCl
2
0,01 8,0
Cloretos mg L
-1
Cl
-
Titul. Precipit. –
Argentimetria
0,35 1,7
Nitrogênio Total
Kjeldahl
mg L
-1
N Titulometria – Destil.
Prévia
0,03 5,0
Cromo Total mg L
-1
Cr Espectro de Absorção
Atômica
0,02 3,7
Sólidos
Sedimentáveis
mL/L Cone Imhoff 0,1 10,0
Sólidos
Suspensos
mg L
-1
Gravimetria 0,1 5,0
Legenda:
Cr = Cromo Total
DBO5 = Demanda Bioquímica de Oxigênio
DQO = Demanda Química de Oxigênio
P = Fósforo Total
N = Nitrogênio Total
pH = Potencial Hidrogeniônico
Sol. Sed. = Sólidos Sedimentáveis
Sol. Sus.= Sólidos Suspensos
Cl
-
= Cloretos
N.D = Não detectado
Prejud. = Prejudicial
56
4 DISCUSSÃO E RESULTADOS
O aprimoramento tecnológico, hoje em dia, implica na busca e aperfeiçoamento de
novas tecnologias, visando um desenvolvimento industrial em harmonia com o meio
ambiente.
Ao longo dos anos, as tecnologias tradicionais vêm acarretando altos índices de
poluentes nos resíduos a serem tratados, sejam eles sólidos, líquidos ou gasosos. As
conseqüências são o alto custo e a complexidade no tratamento desses resíduos que, quando
não tratados adequadamente, podem acarretar graves prejuízos ao meio ambiente.
As tecnologias alternativas, menos poluentes, são atualmente motivo de pesquisas e
investimento por parte das industrias químicas fornecedoras de insumos para curtumes. Por
outro lado, reciclagens de banhos residuais, substituição de produtos químicos e reutilização
de efluente final caracterizam as modernas tecnologias que vem sendo adotadas pelas
indústrias de peles e couros.
4.1 Primeira bateria de análises realizadas nos efluentes
Na Tabela 2 podemos verificar os resultados da primeira bateria de análises dos
efluentes da empresa, para selecionarmos quais seriam aproveitados neste trabalho.
57
Tabela 2 – Primeira bateria de análises dos efluentes do Aimoré Couros Ltda – Abril/2006
Cr
mg L
-1
DBO5
mg L
-1
DQO
mg L
-1
P
mg L
-1
N
mg L
-1
pH Sol.Sed
mg L
-1
Sól.Sus
mg L
-1
Cl
-
mg L
-1
Remolho
0,020 20750 40453 388 603 8,5 7,8 23060 81496
Curtimento
0,599 497 1237 0,04 66,3 9,6 N.D. 40 13190
Recurtimento
158 1214 5901 1,40 73,7 4,0 Prejud. 1720 1413
Acabamento
3,85 1080 2655 2,50 20,0 7,2 8,5 480 62,2
Efluente
Final
0,289 75,7 166 0,45 96,9 8,1 N.D. 13 3990
Parâmetros
FEPAM
Até
0,5
mg L
-1
Até
120
mg L
-1
Até
360
mg L
-1
Até
1
mg L
-1
Até
10
mg L
-1
6,0
à
8,5
Até
1mL/L
em teste
de 1h
(cone
Imhoff)
Até
120
mg L
-1
-
Legenda:
Cr = Cromo Total
DBO5 = Demanda Bioquímica de Oxigênio
DQO = Demanda Química de Oxigênio
P = Fósforo Total
N = Nitrogênio Total
pH = Potencial Hidrogeniônico
Sol. Sed. = Sólidos Sedimentáveis
Sol. Sus.= Sólidos Suspensos
Cl
-
= Cloretos
N.D = Não detectado
Prejud. = Prejudicial
A partir do primeiro trimestre de 2007, entrou em vigor a resolução CONSEMA
nº128/2006, referente aos padrões de lançamento do efluente final, como esta pesquisa já se
encontrava em estágio avançado, não foram alterados os valores dos parâmetros sugeridos
pela FEPAM conforme Tabela 2.
Concluídas as análises dos efluentes gerados em cada processo, observou-se através
dos resultados que o remolho possui uma carga muito elevada, ou seja, nesta etapa os
contaminantes estão com os seus índices muito altos devido à grande carga orgânica
58
encontrada neste banho, por ser este o primeiro do processo. Como podemos observar na
tabela 2, os Cloretos estão em grande concentração por ser este o primeiro processo com
banho após a conservação das peles com sal, apesar do batimento mecânico para remoção do
mesmo. Os Sólidos Suspensos também encontram-se acima do parâmetro estabelecido pela
FEPAM. A DBO5 encontra-se em grande quantidade pelo fato deste banho ter uma carga
orgânica muito elevada, pois é nesta etapa que se realiza a depilação das peles. O Cromo
aparece com resultado insignificante pois inicia-se a adição do cromo apenas na próxima
etapa, na do curtimento. Ainda o Fósforo e o Nitrogênio encontra-se em grande quantidade
também o que dificultaria e muito o processo de dessalinização, pois comprometeria a resina.
Por este motivo descartou-se a utilização do efluente de remolho neste trabalho.
Em virtude disto optou-se então por trabalhar então com os seguintes efluentes:
Curtimento, Recurtimento, Acabamento, Efluente Final.
Como podemos observar na Tabela 2, há uma redução enorme dos contaminantes do
curtimento comparando com os do remolho. Apenas começa a aparecer o Cromo nesta etapa,
mas com índices muito baixos, quase dentro dos parâmetros da FEPAM sendo que este
efluente apenas passou pelo processo de precipitação do cromo com cal hidratada, por esta
razão esta com o pH elevado. Já no banho de recurtimento não há precipitação de cromo
como no curtimento pelo fato deste ser ofertado em quantidades bem menores no
recurtimento, por este motivo os contaminantes estão em maiores quantidades pois este banho
precisa ainda seguir por todo o processo da tratamento de efluentes. Além disso o pH final do
recurtimento é ácido, o que justifica o valor e os Sólidos Sedimentáveis encontram-se com
índices prejudiciais. Observando os resultados do efluente de acabamento, este também pode
ser trabalhado, pois os contaminantes encontra-se com índices que não comprometeriam a
resina. Já o efluente final como podemos observar na Tabela 2, sai com seus contaminantes
todos dentro dos parâmetros sugeridos pela FEPAM, com exceção do Nitrogênio, que para
curtumes é praticamente impossível de se atingir o que é sugerido, pelo fato de que o
Nitrogênio provem principalmente dos constituintes protéicos da matéria-prima.
59
4.2 Resultados da Troca Iônica
Vejamos agora os resultados dos efluentes utilizados na técnica de Troca Iônica.
4.2.1 Efluente de Acabamento
Iniciando o estudo de dessalinização ou desmineralização, o efluente do Acabamento
foi bombeado pela coluna de troca iônica (resina aniônica), aproximadamente 5 L da amostra
com uma vazão de 500 mL/min, para que a condutividade fosse verificada periodicamente e
garantisse que a resina não estivesse comprometida. Conforme mostra a Figura 19.
0
100
200
300
400
500
600
700
0 2 4 6 8 10
tempo(min)
condutividade (µS/cm)
Figura 19 - Gráfico da variação da condutividade do efluente acabamento durante a passagem
na coluna aniônica
Observou – se que este procedimento não se mostrou muito eficiente com o efluente
de acabamento em função do mesmo ter muita quantidade de sólidos em suspensão, o que
dificultou seu bombeamento pela coluna de troca iônica aniônica, causando entupimento da
mesma, por este motivo não passou-se este efluente pela coluna catiônica. Este efluente se
assemelha a um esgoto doméstico, com uma coloração bastante escura.
Conforme Tabela 3 podemos observar os resultados do efluente do acabamento antes e
após da Troca Iônica (coluna aniônica). Como podemos observar os resultados na Tabela 3, a
60
maioria dos parâmetros do efluente de acabamento reduziram consideravelmente com a troca
iônica aniônica principalmente a DQO, que ficou com o resultado dentro dos padrões da
FEPAM, após passagem pela resina de troca iônica. Para o Cromo obteve-se uma redução de
52%, mas que pode ser melhorada aumentando o tamanho da coluna de troca iônica ou com
uma redução na vazão da mesma pela coluna, para que este efluente tenha um tempo maior de
retenção. Os Sólidos Suspensos também tiveram um boa redução. A DBO5 também reduziu
consideravelmente, mas esta técnica não foi muito eficiente na remoção da carga orgânica. É
necessário levar em conta que este efluente passou apenas pela coluna aniônica. Observou-se
também que a coluna aniônica por ter caráter fortemente básico, e por ser regenerada com
NaOH foi responsável pela elevação do pH da amostra de 7,60 para 12,50.
Tabela 3 – Resultados das análises do Efluente de Acabamento empregando Troca Iônica
Cr
mg L
-1
DBO5
mg L
-1
DQO
mg L
-1
P
mg L
-1
N
mg L
-1
pH Sol.Sed
mg L
-1
Sól.Sus
mg L
-1
Cl
-
mg L
-1
Antes
Troca Iônica
1,72 650 3284 1,5 24,7 7,6 N.D 400 80,7
Após
Troca Iônica
0,82 306 302 1,1 16,5 12,5
N.D 168 1680
Redução
52 % 53 % 91 % 27 % 33 % - - 58 % -
Aumento
- - - - - - - - 1982 %
Legenda:
Cr = Cromo Total
DBO5 = Demanda Bioquímica de Oxigênio
DQO = Demanda Química de Oxigênio
P = Fósforo Total
N = Nitrogênio Total
pH = Potencial Hidrogeniônico
Sol. Sed. = Sólidos Sedimentáveis
Sol. Sus.= Sólidos Suspensos
Cl
-
= Cloretos
N.D = Não detectado
Prejud. = Prejudicial
61
4.2.2 Efluente de Recurtimento
O efluente de recurtimento foi inicialmente bombeado pela coluna aniônica e na
seqüência pela coluna catiônica. Foram bombeados aproximadamente 5 L de amostra pelas
colunas com uma vazão de 500 mL/min, para que fosse verificada a condutividade, e assim
fosse garantido que a mesma não estivesse saturando. Como podemos observar nas Figuras 20
e 21.
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10
tempo(min)
condutividade (mS/cm)
Figura 20 - Gráfico da variação da condutividade do efluente recurtimento durante a
passagem na coluna aniônica
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10
tempo(min)
condutividade (mS/cm)
Figura 21- Gráfico da variação da condutividade do efluente recurtimento durante a passagem
na coluna catiônica
Este efluente apresentou uma coloração bastante escura, quase preta, em razão do
corante preto utilizado para o tingimento do couro que estava sendo produzido quando foi
62
coletada a amostra de efluente.
Conforme Tabela 4 podemos observar os resultados das análises antes e após o
desenvolvimento da técnica de troca iônica. Conforme os resultados da Tabela 4, a maioria
dos parâmetros do efluente de recurtimento reduziram consideravelmente (mais que 72%),
mas ficando apenas o Fósforo dentro dos parâmetros sugeridos pela FEPAM, após passagem
pela troca iônica. A técnica da troca iônica se mostrou muito eficiente na redução do Cromo,
o que é um resultado extremamente positivo, pois este é considerado tóxico, poluente. O
Nitrogênio também foi removido consideravelmente (79%), os Sólidos Suspensos também
apresentaram uma boa redução (83%). Observamos ainda que os Cloretos aumentaram após
passagem pela coluna catiônica, e este aumento se dá pelo desprendimento do Cl
-
, pois a
coluna catiônica é regenerada com HCl. E esta por ter caráter fortemente ácido e ser
regenerada com HCl ficou acidificada, e abaixando-se o pH da amostra de 4,0 para 1,4.
Tabela 4 – Resultado das análises do Efluente de Recurtimento empregando Troca Iônica
Cr
mg L
-1
DBO5
mg L
-1
DQO
mg L
-1
P
mg L
-1
N
mg L
-1
pH
Sol.Sed
mg L
-1
Sól.Sus
mg L
-1
Cl
-
mg L
-1
Antes
Troca Iônica
256,3 1220 7964 3,2 130 4,00 N.D 930 939
Após
Troca Iônica
32 1250 6723 0,9 27,5 1,40 N.D 155 2497
Redução
87 % - 16 % 72 % 79 % - - 83 % -
Aumento
- 2 % - - - - - - 166 %
Legenda:
Cr = Cromo Total
DBO5 = Demanda Bioquímica de Oxigênio
DQO = Demanda Química de Oxigênio
P = Fósforo Total
N = Nitrogênio Total
pH = Potencial Hidrogeniônico
Sol. Sed. = Sólidos Sedimentáveis
Sol. Sus.= Sólidos Suspensos
Cl
-
= Cloretos
N.D = Não detectado
Prejud. = Prejudicial
63
4.2.3 Efluente de Curtimento
O efluente de curtimento foi bombeado pela coluna aniônica e catiônica, conforme foi
descrito para efluente de recurtimento. Podemos observar nas Figuras 22 e 23 a variação da
condutividade.
0,1
1
10
100
0 2 4 6 8 10
tempo(min)
condutividade (mS/cm)
Figura 22 - Gráfico da variação da condutividade do efluente curtimento durante a passagem
na coluna aniônica
0
5
10
15
20
25
30
0 2 4 6 8 10
tempo(min)
condutividade (mS/cm)
Figura 23 - Gráfico da variação da condutividade do efluente curtimento durante a passagem
na coluna catiônica
Na Tabela 5, observamos os resultados das análises antes e após dos métodos
propostos. O efluente de curtimento tem uma coloração esverdeada, própria do cromo.
64
Observamos que esta técnica se mostrou eficiente para este efluente, pois apresentou algumas
reduções significativas como DBO5 e os Cloretos, sendo que o Cromo ficou dentro dos
parâmetros sugeridos pela FEPAM, porém apresentou maior quantidade após a técnica, o que
é considerado um resultado anômalo, assim como o Fósforo e o Nitrogênio. Por ser a resina
catiônica fortemente ácida e regenerada com HCl conseqüentemente o pH da amostra reduziu
de 9,8 para 1,2.
Tabela 5 – Resultados das análises do Efluente de Curtimento empregando Troca Iônica
Cr
mg L
-1
DBO5
mg L
-1
DQO
mg L
-1
P
mg L
-1
N
mg L
-1
pH Sol.Sed
mg L
-1
Sól.Sus
mg L
-1
Cl
-
mg L
-1
Antes
Troca Iônica
0,067 294 939 0,132 61,1 9,80
N.D 78 7967
Após
Troca Iônica
0,353 138 781 0,228 90,5 1,20
N.D 60 3509
Redução
- 53 % 17 % - - - - 23 % 56 %
Aumento
427 % - - 73 % 48 % - - - -
Legenda:
Cr = Cromo Total
DBO5 = Demanda Bioquímica de Oxigênio
DQO = Demanda Química de Oxigênio
P = Fósforo Total
N = Nitrogênio Total
pH = Potencial Hidrogeniônico
Sol. Sed. = Sólidos Sedimentáveis
Sol. Sus.= Sólidos Suspensos
Cl
-
= Cloretos
N.D = Não detectado
Prejud. = Prejudicial
4.2.4 Efluente Final
Finalmente, bombeou-se o efluente final pela coluna aniônica e pela catiônica,
conforme foi descrito para o efluente de recurtimento. Observa-se nas Figuras 24 e 25 a
variação da condutividade que não indica saturação das referidas resinas.
65
1
10
100
1000
0 2 4 6 8 10
tempo(min)
condutividade (µS/cm)
Figura 24 - Gráfico da variação da condutividade do efluente final durante a passagem na
coluna aniônica
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10
tempo(min)
condutividade (mS/cm)
Figura 25 - Gráfico da variação da condutividade do efluente final durante a passagem na
coluna catiônica
O efluente final possui uma leve coloração marrom, que segundo a FEPAM não pode
mudar a coloração do corpo receptor (Rio).
Na Tabela 6 podemos observar que todos os parâmetros do efluente final também
reduziram significativamente, ficando todos eles, com exceção do pH, dentro dos parâmetros
da FEPAM, após passagem pela troca iônica. Sendo que esta técnica, troca iônica, se mostrou
eficiente a este efluente, que por ser um efluente final, já tratado, apresenta uma carga baixa
de toxidez, sendo assim um efluente mais viável para trabalhar com este método, em função
66
da menor probabilidade de saturação das resinas das colunas aniônica e catiônica. Observou-
se que a coluna catiônica por ter caráter ácido e por ser regenerada com HCl ficou acidificada
reduzindo o pH da amostra de 8,0 para 1,4, o que pode ser facilmente corrigido elevando-se o
pH. Deve-se destacar que no dia da coleta deste efluente quebrou um cano do processo,
contaminando a amostra antes da troca iônica, onde obtivemos um resultado de Cromo acima
dos padrões exigidos pela FEPAM para o efluente final. O concerto foi executado no mesmo
no dia, mesmo com este problema houve uma redução muito boa no valor do Cromo (76%),
DBO5 (aproximadamente 100%) e Sólidos Suspensos (86%).
Tabela 6 – Resultados das análises do Efluente Final empregando Troca Iônica
Cr
mg L
-1
DBO5
mg L
-1
DQO
mg L
-1
P
mg L
-1
N
mg L
-1
pH Sol.Sed
mg L
-1
Sól.Sus
mg L
-1
Cl
-
mg L
-1
Antes
Troca Iônica
0,765 68 406 0,283 129 8,00
N.D 244 2404
Após
Troca Iônica
0,181 N.D 161 0,127 6,47 1,40
N.D 33 1404
Redução
76 %
≅100 %
60 % 55 % 95 % - - 86 % 42 %
Aumento
- - - - - - - - -
Legenda:
Cr = Cromo Total
DBO5 = Demanda Bioquímica de Oxigênio
DQO = Demanda Química de Oxigênio
P = Fósforo Total
N = Nitrogênio Total
pH = Potencial Hidrogeniônico
Sol. Sed. = Sólidos Sedimentáveis
Sol. Sus.= Sólidos Suspensos
Cl
-
= Cloretos
N.D = Não detectado
Prejud. = Prejudicial
67
4.3 Resultados da Osmose Reversa
Na técnica de Osmose Reversa trabalhou-se apenas com o efluente final, por ser este o
único em condições ideais, os outros teriam que passar por uma nanofiltração, senão
poderiam comprometer a membrana da Osmose Reversa por terem uma carga muito pesada.
O efluente final possui uma leve coloração marrom, em concordância com a FEPAM, pois o
mesmo não pode mudar a coloração do corpo receptor (Rio). Podemos observar na Figura 26
a variação da condutividade e na Tabela 7 o resultado das análises antes e após da técnica de
Osmose Reversa.
0,1
1
10
100
0 5 10 15 20
tempo(min)
condutividade (mS/cm)
Figura 26 - Gráfico da variação da condutividade do efluente final durante a passagem pela
membrana de osmose reversa
Na Tabela 7 podemos observar através das análises realizadas, que todos os
parâmetros do efluente de final reduziram significativamente após passagem pela Osmose
Reversa, ficando todos dentro do sugerido pela FEPAM. A técnica de Osmose Reversa, se
mostrou a mais eficiente em termos de resultados. Reduzindo o Cromo, a DBO5 e os Sólidos
Suspensos em aproximadamente 100%, e as demais reduções acima de 70%. Neste processo
a vazão do rejeito foi 9 L/min e do permeado 1,6 L/min. Podemos observar na Figura 27 o
grande contraste entre o permeado ou percolado e o rejeito
68
Tabela 7 – Resultados das análises do Efluente Final empregando Osmose Reversa
Cr
mg L
-1
DBO5
mg L
-1
DQO
mg L
-1
P
mg L
-1
N
mg L
-1
pH Sol.Sed
mg L
-1
Sól.Sus
mg L
-1
Cl
-
mg L
-1
Antes
Osmose
Reversa
0,342 73,4 458 0,27 108 8,40 N.D 79 3179
Após
Osmose
Reversa
N.D N.D 16 0,07 2,87 7,80 N.D N.D 45,6
Redução
≅
100 %
≅
100 %
96 % 74 % 97 % - -
≅
100 %
99 %
Aumento
- - - - - - - - -
Legenda:
Cr = Cromo Total
DBO5 = Demanda Bioquímica de Oxigênio
DQO = Demanda Química de Oxigênio
P = Fósforo Total
N = Nitrogênio Total
pH = Potencial Hidrogeniônico
Sol. Sed. = Sólidos Sedimentáveis
Sol. Sus.= Sólidos Suspensos
Cl
-
= Cloretos
N.D = Não detectado
Prejud. = Prejudicial
Figura 27 – (1) Ilustração do Efluente Final. (2) Rejeito. (3) Permeado ou Percolado.
1 2 3
69
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Segundo Donaire (1995), no planejamento operacional, a recomendação é de que
devem ser tomadas inicialmente medidas de defesa do ambiente estabelecidas pela legislação.
Esse procedimento é de prática comum nas empresas e percebe – se através dos dados
apurados, que a mesma dispende valores consideráveis para estar em dia com o Poder
Público.
O segundo passo ainda conforme Donaire (1995), seria decidir sobre aquelas ações
que podem ser tomadas e que resultem em benefícios para a empresa, como redução de custos
e de riscos de responsabilidade. Há um forte comprometimento da empresa em optar por
produtos, processos e tecnologias mais ecológicos. Contudo, sugere – se intensificar os
esforços implementando medidas benéficas ao meio ambiente que sirvam para manter a
questão ambiental como cultura permanente na organização. Nesse sentido, convém
intensificar as medidas de minimização, não geração e reciclagem.
5.1 Medidas de Minimização e Não Geração
A empresa pretende iniciar sim o programa de minimização do consumo de água e,
deve acrescentar ao mesmo tempo um programa de instalação de sistemas de circuito fechado
na utilização da água que serve para a refrigeração das máquinas que assim necessitarem,
diluição de produtos químicos, lavagem de pisos e na própria produção do couro.
70
Conforme Donaire (1995), a economia de energia e a água se constitui num item
potencial de redução de custos da empresa. Sendo que, a ligação entre redução do consumo de
energia e água, diminuição de despesas e preservação ambiental é um ponto de partida para a
atuação da área de meio ambiente na organização e no engajamento dos empregados.
5.2 Educação e Treinamento
A organização deve investir em educação, treinamento e motivação dos funcionários.
Nesse sentido sugere – se que a mesma se utilize os serviços do Centro Nacional de
Tecnologias Limpas (CNTL) para treinar e motivar as pessoas em relação à questão
ambiental. Segundo Donaire (1995), a atividade de meio ambiente inicia – se e concretiza – se
alterando o comportamento das pessoas que a integram.
5.3 Divulgação das Atitudes Tomadas Em Relação ao Meio Ambiente
Durante muitos anos as empresas de curtimento de couro foram vistas como
potencialmente poluidoras este fato chamou a atenção dos órgãos ambientais. Isso obrigou as
empresas do setor a se adequarem em relação às pertinências legais. O Aimoré Couros é uma
empresa que investe constantemente em produtos, processos ambientalmente corretos, e passa
isto para as pessoas da sociedade quando são realizadas visitas à empresa.
5.4 Idéia do Reaproveitamento
Como já vimos anteriormente, devolver á água em condições de manter a integridade
dos ecossistemas naturais tem sido uma preocupação constante, já que é um ponto crítico no
ciclo vital do planeta. Sendo que as indústrias representam uma demanda significativa no
consumo de água potável.
Este trabalho é uma proposta de tratamento para a reutilização dos efluentes a uma
industria curtidora.
71
No Estado do Rio Grande do Sul, a fiscalização e o monitoramento do lançamento de
efluentes é realizado pela Fundação Estadual de Proteção Ambiental Henrique Luís Roessler -
FEPAM.
72
CONCLUSÕES
Após testar os dois métodos de desmineralização ou dessalinização de efluente –
Troca Iônica e Osmose Reversa – e realizar as análises dos efluentes antes e depois destas
concluímos que:
• Analisando os resultados das análises do efluente de acabamento empregando
Troca Iônica obtivemos apenas uma redução significativa na DQO do mesmo.
• Analisando o efluente de recurtimento empregando Troca Iônica observamos uma
redução significativa na quantidade de Sólidos Suspensos e Cromo do mesmo, o que é
considerado um resultado positivo devido ao fato deste ser o maior poluente do processo de
curtimento ao cromo.
• Nas análises do Efluente de Curtimento empregando Troca Iônica o método se
mostrou eficiente nas reduções de DBO5 e Cloretos, porém apresentou alguns índices em
maior quantidade após a Troca Iônica, considerando isto um resultado não satisfatório.
• Comparando os dois métodos de desmineralização do Efluente Final, a Osmose
Reversa se mostrou mais eficaz do que a Troca Iônica, deixando alguns teores como o
CROMO, DBO5, SÓLIDOS SUSPENSOS em níveis não detectados, ou seja, uma redução de
aproximadamente 100%, além disso reduzindo os outros teores em uma faixa maior que 70%.
Enquanto que a Troca Iônica apresentou bons resultados, como por exemplo uma redução de
DBO5 de praticamente 100% e os outros contaminantes com reduções acima de 40%.
73
SUGESTÕES
Após o desenvolvimento do presente trabalho, são feitas as seguintes sugestões:
• Verificar a viabilidade econômica da aplicação das duas técnicas, Troca Iônica e
Osmose Reversa, na indústria curtidora ou outra análoga.
• Buscar alternativas de reuso dos efluentes testados aqui na indústria, seja no
processo produtivo, lavagem de pisos ou diluição de produtos, de acordo com os resultados
obtidos.
74
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