Laboratório de Sistemas Particulados: Tratamento de Efluentes em Sala de Aula

Resumo

O desenvolvimento de processos industriais mais eficientes e sustentáveis tem incentivado a busca por alternativas para o aproveitamento de resíduos e subprodutos gerados durante as etapas de produção. Nesse contexto, a valorização desses materiais pode contribuir para a redução de impactos ambientais, além de possibilitar a obtenção de produtos com potencial de aplicação industrial. No âmbito da Engenharia Química, o estudo e a aplicação de operações unitárias são fundamentais para compreender e otimizar processos de separação e tratamento de materiais. Nesse sentido, o presente trabalho tem como finalidade a simulação de uma empresa com um produto inovador em sala de aula, no curso de engenharia química, na Universidade Federal do Pampa. O estudo utiliza um efluente como matéria-prima para avaliar diferentes etapas de separação e tratamento, buscando caracterizar as partículas presentes e obter um clarificado e um lodo com características adequadas para as etapas subsequentes do processo. Para isto, utilizou-se um efluente da localidade de Bagé/RS de uma propriedade rural. Caracterizou-se o efluente através da operação unitária de elutriação, que consiste na separação do lodo, o mesmo foi para estufa de circulação por 24h a 105°C, para determinação do diâmetro da partícula, através da sedimentação, no Jar-test foi feita um tratamento do efluente com 1 mL de solução alcalina, 1,05 mL de sulfato de alumínio e 0,2 mL de polímero, para realizar o teste de floculação, após foi feita a análise cinética de sedimentação, através da concentração de sólidos suspensos inicial do clarificado e lodo por evaporação em estufa a 105°C por 24h. Após, foi obtidos o clarificado e o lodo, o clarificado passou por uma filtração através do sistema de filtração formado por uma bomba peristáltica, e um funil de Buckner conectada em uma bomba a vácuo, para o efluente de fertirrigação, atender a Resolução n° 357/2005, o lodo retirado da sedimentação passou por uma centrifugação de 2900 rpm por 5 min, passando por uma análise de turbidez do lodo, assim indo para desidratação em uma estufa de circulação a 105°C por 24h. Segundo os resultados foi possível observar que a caracterização das partículas do lodo foram de um diâmetro de Sauter de 0,071 mm. na filtração do clarificado que saiu da sedimentação foi encontrado uma concentração de sólidos de 0,014 kg/m3, a centrifugação realizada do lodo retirado da sedimentação teve como lodo bruto 1,36% de sólidos, a torta de 4,33% e sólidos final do clarificado de 0,0045% O presente resultados mostram que o sistema de elutriação condiz com a separação para cada vazão aplicada, a baixa variação do Diâmetro de Sauter, mostra que as partículas mantêm comportamento similar, indicando uniformidade no material. A eficiência global de 100 % mostra que o material foi efetivamente separado, o que indica que não houve perdas no processo, reforçando a viabilidade do método para a caracterização do material.Os dados indicam que na filtração obteve-se aproximadamente 90% de remoção de sólidos suspensos demonstrando que a etapa foi eficiente.O processo de centrifugação demonstrou uma excelente eficiência de clarificação e captura de sólidos, atingindo 99,68%. Isso é evidenciado pela pureza do efluente clarificado, que saiu com apenas 0,0045% de sólidos, atendendo plenamente aos objetivos de remoção de partículas finas. No entanto, a análise do lodo espessado indica uma baixa eficiência de desaguamento (composição). O lodo final apresentou concentração de apenas 4,33% de sólidos. Embora seja um aumento em relação à alimentação de 1,36%, o produto final ainda se comporta como um fluido e não como uma torta sólida.