Publicação

Processo de curtume sustentável: consumo de água e qualidade da água residual

Detalhes bibliográficos
Resumo:	A presente dissertação apresenta dois grandes objetivos, a análise e otimização da estação de tratamento de águas residuais (ETAR) de uma empresa da indústria dos curtumes, Dias Ruivo Lda., e a redução do consumo de água da mesma, durante a produção. Com o propósito de se analisar a ETAR da empresa teve-se em consideração vários aspetos, nomeadamente os valores limite de emissão (VLE) exigidos por lei no que toca à descarga de águas residuais nos solos. Assim, numa fase inicial foi necessário proceder à caracterização do efluente em estudo avaliando diferentes parâmetros como: pH, sólidos suspensos totais (SST), carência química de oxigénio (CQO), azoto total e carbono orgânico total (COT). Para este estudo foram recolhidas amostras semanais do efluente bruto e tratado, verificando-se que a eficiência de remoção para os quatro últimos parâmetros foi de 95%, 57%, 37% e 65%, respetivamente. Os parâmetros pH e SST, em comparação com os VLE presentes no TUA – Título Único Ambiental -, que a empresa possui, apresentam valores dentro do esperado, para o efluente tratado. Já no que diz respeito ao valor final da CQO, do azoto total e do COT estes foram de 957 mg O2/L, 62 mg N/L, e 298 mg/L, respetivamente, não sendo possível comparar estes últimos com nenhum valor estabelecido por lei. Para a otimização da ETAR recorreu-se ao estudo de tratamentos adicionais tais como a oxidação com reagente de Fenton, adsorção com carvão ativado e melhoria do arejamento do efluente inicial. No que diz respeito ao tratamento com reagente de Fenton, este mostrou-se mais eficaz no tratamento da água bruta (água à entrada do tanque 1 da ETAR), do que para a água já tratada pelos processos físico-químicos implementados. Desta forma, obteve-se valores para a eficiência de remoção da CQO e do COT de 70% e 74%, respetivamente, para um pH inicial da reação de 3,5, [H₂O₂] estequiométrica e razão mássica [Fe²⁺ : H₂O₂] = 1:5, que se verificou ser, das condições operatórias testadas, a que conduziu aos melhores resultados. Já no que toca ao tratamento de adsorção com carvão ativado, obteve-se resultados superiores com recurso ao carvão Norit RX 3 do que utilizando o carvão ativado granulado, sendo a eficiência de remoção da CQO para este tratamento de 95%, referente a 48h de contacto entre o carvão e o efluente tratado na ETAR. Por outro lado, melhorando as condições de arejamento do efluente à entrada da ETAR, verificou-se que em 3h a diminuição da CQO e dos SST já demonstra ser elevada, com valores de 47% e 40%, respetivamente, ao passo que após 48h de arejamento os valores obtidos para a eficiência de remoção foram de 55% para a CQO e 45% para os SST. Por fim, realizou-se uma análise económica para a implementação do tratamento com reagente de Fenton e com carvão ativado. Assim, concluiu-se que para o tratamento usando carvão ativado a máxima eficiência de remoção da CQO é de 95% correspondendo a um gasto de implementação do tratamento de 195 €/ m3 de efluente, enquanto o tratamento com reagente de Fenton apresenta uma eficiência de remoção da CQO de 70% e a necessidade de menores gastos económicos para a sua implementação, necessitando de 11,18 €/m3 de efluente, no que diz respeito aos gastos com reagentes. Analisado o consumo mensal de água da empresa, e com o objetivo de diminuir o elevado consumo verificado, estudou-se a viabilidade de utilização de água tratada na ETAR para a obtenção de couro, selecionando-se três artigos de alta taxa de produção (Natur Batido, Slide e Crust para verniz). Nas etapas de produção correspondentes ao final da 1ª lavagem, final da neutralização e final do tingimento, verificou-se que os ensaios que recorreram à água recirculada da ETAR apresentavam valores de pH semelhantes aos que utilizaram água do poço (procedimento habitual). No entanto, para os valores de SST e CQO, as diferenças foram significativas. Por fim testou-se o couro produzido com os dois tipos de água referida, em termos da distensão da camada de flor e de resistência à tração. Todos os resultados obtidos nos testes físico-mecânicos encontram-se conforme o mínimo exigido para calçado em pele de bovino, exceto o alongamento na rutura do artigo Crust para verniz, obtido no ensaio que utiliza a água do poço no processo de produção, que demonstra ser inferior ao pretendido. Posto isto, verificou-se que é viável a reutilização da água da ETAR, diminuindo assim o consumo de água utilizado pela empresa e não comprometendo a qualidade e as características do couro produzido.
Autores principais:	Águeda, Mariana Santos
Assunto:	Keywords: Leather WWTP Fenton reagent Activated carbon Aeration Water consumption Curtumes ETAR Reagente Fenton Carvão ativado Arejamento Consumo de água
Ano:	2024
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso embargado
Instituição associada:	Instituto Politécnico do Porto
Idioma:	português
Origem:	Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto

Descrição
Resumo:	A presente dissertação apresenta dois grandes objetivos, a análise e otimização da estação de tratamento de águas residuais (ETAR) de uma empresa da indústria dos curtumes, Dias Ruivo Lda., e a redução do consumo de água da mesma, durante a produção. Com o propósito de se analisar a ETAR da empresa teve-se em consideração vários aspetos, nomeadamente os valores limite de emissão (VLE) exigidos por lei no que toca à descarga de águas residuais nos solos. Assim, numa fase inicial foi necessário proceder à caracterização do efluente em estudo avaliando diferentes parâmetros como: pH, sólidos suspensos totais (SST), carência química de oxigénio (CQO), azoto total e carbono orgânico total (COT). Para este estudo foram recolhidas amostras semanais do efluente bruto e tratado, verificando-se que a eficiência de remoção para os quatro últimos parâmetros foi de 95%, 57%, 37% e 65%, respetivamente. Os parâmetros pH e SST, em comparação com os VLE presentes no TUA – Título Único Ambiental -, que a empresa possui, apresentam valores dentro do esperado, para o efluente tratado. Já no que diz respeito ao valor final da CQO, do azoto total e do COT estes foram de 957 mg O2/L, 62 mg N/L, e 298 mg/L, respetivamente, não sendo possível comparar estes últimos com nenhum valor estabelecido por lei. Para a otimização da ETAR recorreu-se ao estudo de tratamentos adicionais tais como a oxidação com reagente de Fenton, adsorção com carvão ativado e melhoria do arejamento do efluente inicial. No que diz respeito ao tratamento com reagente de Fenton, este mostrou-se mais eficaz no tratamento da água bruta (água à entrada do tanque 1 da ETAR), do que para a água já tratada pelos processos físico-químicos implementados. Desta forma, obteve-se valores para a eficiência de remoção da CQO e do COT de 70% e 74%, respetivamente, para um pH inicial da reação de 3,5, [H₂O₂] estequiométrica e razão mássica [Fe²⁺ : H₂O₂] = 1:5, que se verificou ser, das condições operatórias testadas, a que conduziu aos melhores resultados. Já no que toca ao tratamento de adsorção com carvão ativado, obteve-se resultados superiores com recurso ao carvão Norit RX 3 do que utilizando o carvão ativado granulado, sendo a eficiência de remoção da CQO para este tratamento de 95%, referente a 48h de contacto entre o carvão e o efluente tratado na ETAR. Por outro lado, melhorando as condições de arejamento do efluente à entrada da ETAR, verificou-se que em 3h a diminuição da CQO e dos SST já demonstra ser elevada, com valores de 47% e 40%, respetivamente, ao passo que após 48h de arejamento os valores obtidos para a eficiência de remoção foram de 55% para a CQO e 45% para os SST. Por fim, realizou-se uma análise económica para a implementação do tratamento com reagente de Fenton e com carvão ativado. Assim, concluiu-se que para o tratamento usando carvão ativado a máxima eficiência de remoção da CQO é de 95% correspondendo a um gasto de implementação do tratamento de 195 €/ m3 de efluente, enquanto o tratamento com reagente de Fenton apresenta uma eficiência de remoção da CQO de 70% e a necessidade de menores gastos económicos para a sua implementação, necessitando de 11,18 €/m3 de efluente, no que diz respeito aos gastos com reagentes. Analisado o consumo mensal de água da empresa, e com o objetivo de diminuir o elevado consumo verificado, estudou-se a viabilidade de utilização de água tratada na ETAR para a obtenção de couro, selecionando-se três artigos de alta taxa de produção (Natur Batido, Slide e Crust para verniz). Nas etapas de produção correspondentes ao final da 1ª lavagem, final da neutralização e final do tingimento, verificou-se que os ensaios que recorreram à água recirculada da ETAR apresentavam valores de pH semelhantes aos que utilizaram água do poço (procedimento habitual). No entanto, para os valores de SST e CQO, as diferenças foram significativas. Por fim testou-se o couro produzido com os dois tipos de água referida, em termos da distensão da camada de flor e de resistência à tração. Todos os resultados obtidos nos testes físico-mecânicos encontram-se conforme o mínimo exigido para calçado em pele de bovino, exceto o alongamento na rutura do artigo Crust para verniz, obtido no ensaio que utiliza a água do poço no processo de produção, que demonstra ser inferior ao pretendido. Posto isto, verificou-se que é viável a reutilização da água da ETAR, diminuindo assim o consumo de água utilizado pela empresa e não comprometendo a qualidade e as características do couro produzido.