AUTOR(ES)

Especialista em suinocultura

Jaqueline Caye

Kemia Tratamento de Efluentes, Setor de pesquisa e desenvolvimento.

Especialista em suinocultura

Julia Buffon

Kemia Tratamento de Efluentes, Setor de engenharia e projetos

Especialista em suinocultura

Rafael Celuppi

Kemia Tratamento de Efluentes, Sócio-diretor

Especialista em suinocultura

Ricardo Leidens

Kemia Tratamento de Efluentes, Sócio-diretor

Atualmente o Brasil ocupa o quarto lugar no ranking mundial tanto na produção quanto na exportação de carne suína (CRIVILIM, 2021). Porém, atrelado ao aumento da produção e exportação de carne suína, está o aumento de águas residuárias oriundas desses processos (MORES, 2013). E, visto a necessidade de adequação dos parâmetros físico-químicos para que o efluente da suinocultura tenha um destino ambientalmente correto, uma das possíveis alternativas para o tratamento dos efluentes é o uso da eletrofloculação (CRIVILIM, 2021).

Desta forma, o objetivo deste artigo é apresentar como o tratamento através do uso da eletrofloculação age sobre alguns contaminantes encontrados no efluente de suinocultura, principalmente na questão de remoção de nutrientes, como o fósforo, e apresentar casos reais de tratamento em que foi utilizada esta técnica.

Efluente de suinocultura

É possível associar a poluição ambiental proveniente dos dejetos suínos ao elevado índice de contaminantes que compõe esse resíduo, influenciando na degradação do ar, do solo e em especial a contaminação dos recursos hídricos (CRIVILIM, 2021).

Esses contaminantes potencializam o desenvolvimento da eutrofização em águas superficiais, afetando tanto a vida aquática quanto a saúde humana (LOURINHO; BRITO, 2021; MORES, 2013).

 

O efluente de suinocultura é composto pelos seguintes elementos:

esterco,

urina,

água não utilizada em bebedouros e após a higienização dos locais de confinamento,

restos de alimentação ou ração.

 

Em média, a caracterização desse efluente apresenta a seguinte carga poluente:

  • 20.000 mg/L de Sólidos Totais,
  • 30.000 mg/L de Demanda
  • Química de Oxigênio (DQO),
  • 2.500 mg/L de Nitrogênio total e
  • 600 mg/L de fósforo total (MORES, 2013).

Esses valores estão muito acima dos definidos pela resolução CONAMA n° 430 (2011) que estabelece as condicionantes para o lançamento de efluentes em corpos hídricos. Desta forma, faz-se necessário a implantação de técnicas de tratamento de efluentes para a remoção desses poluentes.

 

Eletrofloculação

A eletrofloculação é uma técnica de tratamento de efluentes que consiste em levar até o efluente uma corrente elétrica ajustada no painel de comando, fazendo com que se crie um ambiente onde ocorra várias reações, sendo a principal a liberação de moléculas do eletrodo, normalmente de ferro ou alumínio, que irão fazer com que forme flocos que irão flotar ou sedimentar, dependendo da característica do efluente a ser tratado (KEMIA, 2021).

Esta técnica é um tratamento eficiente e que possui um baixo custo operacional, visto que apresenta como vantagens:

  • equipamento simples e compacto,
  • fácil operação,
  • menor tempo de retenção,
  • redução ou ausência de adição de produtos químicos,
  • sedimentação rápida dos flocos eletrogerados, que normalmente são mais estáveis, e
  • menor produção de lodo (CRIVILIM, 2021; MORES, 2013).

Nos últimos anos o processo de eletrofloculação vem sendo estudado e aplicado em vários tratamentos, entre eles: tratamento de água contaminada com metais pesados, tratamento de efluentes de indústrias têxtil, de alimentos, de papeis e refinarias, entre outros (CRIVILIM, 2021).

O tratamento de efluente de suinocultura através da utilização de eletrofloculação

Geralmente, águas residuais de alta resistência, incluindo águas residuais de suínos, requerem o uso de métodos biológicos para serem estabilizadas, sejam aeróbicos ou anaeróbicos (digestão anaeróbia, lagoas).

No entanto, o tratamento exaustivo de águas residuais por meio dessa tecnologia consome muito tempo porque são necessários altos tempos de retenção e grandes instalações de estabilização; além disso, a eficiência da digestão pode ser reduzida no tratamento de resíduos complexos ricos em compostos lentamente biodegradáveis ou não biodegradáveis.

Nesse sentido, o campo da eletroquímica oferece uma abordagem interessante para o tratamento de águas residuárias altamente poluentes.

Em particular, as técnicas eletroquímicas são naturalmente adequadas para superar as limitações dos tratamentos biológicos (LOURINHO; BRITO, 2021).

Um estudo feito por CHEN et al. (2021), realizado através de testes em batelada de eletrofloculação foram investigados sob diferentes parâmetros estruturais (material anódico, distância intereletrodo) e parâmetros operacionais (densidade de corrente, velocidade de agitação, pH inicial e tempo de reação).

Um desempenho satisfatório foi alcançado sob eletrocoagulação: recuperação do sobrenadante de 60%, sólidos suspensos, fósforo total, demanda química de oxigênio (DQO) e eficiências de remoção de demanda bioquímica de oxigênio (DBO) de 98,5%, 99,5%, 50,6% e 10%, respectivamente.

ZHANG, LIN e HU (2017), avaliaram a remoção de fósforo utilizando a técnica de eletrofloculação em efluente líquido de suinocultura. Neste trabalho, tempos de tratamento de 220 min foram relatados para remover 78,2% e 83,2% do fósforo total.

Em um outro estudo, nesta área, que foi realizado por HAN et al. (2015), avaliou-se a eficiência de remoção de turbidez quando utilizada a técnica de eletrofloculação em efluentes líquidos de suínos.

Verificou-se que a densidade de corrente teve o efeito mais significativo na remoção de turbidez e consumo de energia elétrica do processo de eletrofloculação, e a combinação ideal para uma remoção de alta turbidez (65,6%) com baixo consumo de energia elétrica (0,73 WhL-1) foi densidade de corrente de 35,7 A m-1, tempo de reação de 24 min e A / V de 20,7 m2m-3.

 

Já no estudo realizado por RAHMAN e BORHAN (2014), avaliou-se a eficiência de remoção de poluentes como demanda química de oxigênio (DQO), carbono orgânico total (COT) e fósforo total, dos dejetos suínos utilizando a técnica de eletrofloculação, utilizando um sistema em batelada com volume de 500mL.

Verificou-se que para os mesmos tempos de tratamento (1200 s) com densidade de corrente mais alta (21 mA cm-2), eletrodos híbridos (ferro-alumínio) removeram cerca de 100% de DQO, que são cerca de 1,9 e 1,3 vezes maior do que os eletrodos de alumínio e ferro, respectivamente.

  • Já os eletrodos de ferro apresentaram eficiência de remoção de 85% para o carbono orgânico total (COT), a 21 mA cm2 densidade de corrente e tempo de tratamento de 1200 s.
  • E, todos os três eletrodos alcançaram eficiências de remoção de TP > 90% no tratamento de esterco líquido de suíno em condições idênticas (21 mA cm-2, CEE 14,7 a 15,9 kWh m-2, 1200 s).

MORES (2016), avaliou o desempenho da eletrofloculação em sistema batelada no tratamento de efluente digestivo de suinocultura. Os níveis de eficiência de remoção (%) para a melhor condição operacional (2 cm, 5 V) após 30 min foram: 97%, 98%, 77% e 10% para cor, turbidez, carbono orgânico total (COT) e nitrogênio total (NT), respectivamente.

Em outro estudo realizado por LARIDI et al. (2005), verificou a eficiência de remoção de poluentes em efluente provindos da suinocultura, usando a técnica de eletrofloculação. Em seu estudo, conseguiu uma eficiência de remoção de DQO que variaram de 65 a 68%, enquanto a remoção de DBO atingiu 87%.

Considerações finais

Conclui-se que além de reduzir a toxicidade, a carga de poluentes e remover metais pesados, o processo de eletrofloculação destaca-se pela capacidade de aumentar a biodegradabilidade do efluente.

O tratamento eletrolítico, isoladamente ou em combinação com outros processos, deve, portanto, atrair mais atenção no futuro, à medida que o setor agroindustrial caminha para um modelo econômico circular.




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