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- Tratamento de efluente de reator UASB de uma indústria de etanol de milho: um estudo de caso no Mato Grosso, BrasilPublication . Latorraca, Tadeu José Figueiredo; Monteiro, Álvaro; Santos, Aldecy de AlmeidaA gestão dos efluentes provenientes do processo de produção de etanol, a partir da cana-de-açúcar ou de milho, representa um desafio para a indústria brasileira, uma vez que gera uma quantidade significativa de efluente (vinhaça) que, quando descartado de maneira inadequada, pode ocasionar impactos ambientais no solo e nos corpos d'água, devido a características, como elevada carga orgânica (DQO de 30.000 a 120.000 mg O2/L). O objetivo desta pesquisa foi avaliar, em ambiente laboratorial e à temperatura ambiente, a eficiência do tratamento da vinhaça num Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente e de Manta de Lodo (UASB), bem como de pós-tratamentos do efluente gerado nesse reator. A vinhaça foi proveniente de indústrias de produção de etanol a partir do milho, no estado de Mato Grosso, Brasil. Existia interesse em desenvolver métodos alternativos de lidar com este efluente gerado no seu processo produtivo. A metodologia adotada abrangeu as seguintes etapas: i) avaliação do desempenho do reator UASB, submetido ao aumento gradativo de carga orgânica (DBO5 e DQO); ii) avaliação da eficiência de remoção da carga poluente remanescente do efluente tratado no UASB através de processos físico-químicos (coagulação, floculação, sedimentação), através de ensaios de Jar test, usando sulfato de alumínio e um auxiliar de floculação desenvolvido, em laboratório, a partir de milho. Esse floculante gerado resultou num produto à base de amido de milho, de forma a substituir floculantes sintéticos. iii) avaliação da eficiência de remoção da carga poluente remanescente do efluente tratado em reator UASB por meio de diferentes materiais filtrantes, incluindo biochar produzido em laboratório a partir de eucalipto (como meio filtrante alternativo), carvão ativado e areia, bem como da combinação entre processos físico-químicos e filtração. Em termos do reator UASB, com um tempo de detenção hidráulica de 8 horas, um caudal volumétrico de 1,25 L/h, e uma COV que variou de 7,5 até 180 kg O2/(m³.d), os resultados obtidos na primeira fase experimental, com uma duração de 250 dias, mostraram que a eficiência de remoção de DQO aumentou progressivamente ao longo dos diferentes períodos temporais: 35%, 49%, 62%, 74%, 81% e 91%, enquanto a remoção de DBO₅ evoluiu de 36%, 54%, 64%, 79%, 84% até 94%. Na segunda fase, com uma duração de 90 dias, e durante a qual se reproduziu o aumento gradativo de carga orgânica, com biomassa previamente aclimatada, os valores da eficiência de remoção mantiveram-se elevados e mais estáveis: DQO 84%, 87%, 88%, 90%, 91% e 92%; DBO₅ 87%, 88%, 90%, 92%, 93% e 94%. Esses resultados indicam que o aumento gradual da carga orgânica, durante a primeira fase experimental, foi permitindo a adaptação do consórcio microbiano às substâncias presente na água residual, melhorando a eficiência do reator UASB na degradação de matéria orgânica, mesmo com variações na concentração de entrada, tornando quase imediato, na segunda fase experimental, o funcionamento em pleno do reator quando do reinício do processo de tratamento, mostrando a resiliência do mesmo. A produção de biogás, em qualquer uma das fases, acompanhou a remoção de DBO₅, confirmando a conversão da matéria orgânica em energia, enquanto a biomassa se manteve estável e funcional, garantindo operação contínua e robusta. O efluente tratado no reator UASB apresentou valores elevados de cor (33.018 mg PtCo/L), turbidez (3.117 NTU), DQO (5.064 mg O₂/L) e DBO₅ (1.704 mg O₂/L), acima dos limites da Resolução CONAMA 430/2011, evidenciando a necessidade de pós-tratamentos. A temperatura do efluente situou-se entre 23 °C e 27 °C, com uma média de 25 °C, enquanto o valor do pH esteve compreendido entre 6,6 e 7,2. Nos ensaios Jar-test ao efluente tratado no reator UASB, o sulfato de alumínio, utilizado como coagulante, apresentou o melhor desempenho a pH de 6-7 e uma concentração de 110 mg/L, removendo 83,4% a 89,5% da cor e 95% a 98% da turbidez, este último, o único, deste dois parâmetros, que atendeu à legislação. Entretanto, as melhores concentrações de DQO e DBO₅ permaneceram elevadas, sendo de 2.279 mg O₂/L e 665 mg O₂/L, respetivamente. A utilização apenas do biopolímero de milho, nas concentrações estudadas, não produziu resultados satisfatórios. A associação do sulfato de alumínio (110 mg/L) com o biopolímero (0,25 mg/L), a pH 6,5 apresentou o melhor desempenho global. Nessa condição, e face às concentrações do efluente tratado no UASB, a eficiência da remoção de cor e de turbidez foi de 99%, sendo que o parâmetro da turbidez passou a atender aos limites legais, enquanto a concentração de DQO residual permaneceu elevada (569 mg O₂/L) e a de DBO₅ (146 mg O₂/L) aproximou-se do valor máximo permitido de 120 mg O₂/L. Esses resultados evidenciam que a combinação do coagulante inorgânico com o biopolímero contribuiu para o aumento da eficiência do processo, promovendo uma maior redução dos parâmetros físico-químicos do efluente. O efluente tratado no reator UASB apresentou valores de pH entre 7 e 8 após filtração em três filtros com meios distintos: biochar, carvão ativado e areia, dentro dos limites da resolução CONAMA 430/2011. A cor do efluente bruto (33.018mg PtCo/L) foi reduzida em 91% (carvão ativado), 89% (biochar) e 75% (areia); Se aplicado um pré-tratamento físico-químico e depois a operação de filtração, a eficiência de remoção da cor aumentou para 99,9%, 99,9% e 99,8%, respetivamente, atendendo ao limite legal. A turbidez com efluente proveniente do reator UASB apresentou eficiências de remoção de 91% (biochar), 95% (carvão ativado) e 89% (areia), melhorando com o uso prévio do sulfato de alumínio e biopolímero, apresentando os valores de remoções de 99,91% (biochar), 99,96% (carvão ativado) e 99,89% (areia). Para a concentração de DQO, os filtros alcançaram uma eficiência de remoção de 88% (biochar), 92% (carvão ativado) e 83% (areia), e após o pré-tratamento físico-químico, as eficiências de remoção passaram para 98,9%, 99,4% e 99,4%, respetivamente. Para a concentração de DBO₅, o efluente (1.704 mg O₂/L) viu reduzida o seu valor para 119 mg O₂/L (biochar), 94 mg O₂/L (carvão ativado) e 239 mg O₂/L (areia); com pré-tratamento químico, os valores sofreram uma redução para 26, 15 e 49 mg O₂/L, respetivamente, estando todos dentro do limite legal. Estes resultados indicam que a combinação de tratamento físico-químico e filtração, especialmente com meios filtrantes como o carvão ativado e o biochar, é eficaz para adequar o efluente do UASB aos padrões ambientais previstos na legislação. A combinação de um processo biológico (reator anaeróbio UASB), de um processo físico-químico (coagulação/floculação/sedimentação) e de um processo de filtração permitiu obter um efluente tratado que, relativamente aos parâmetros monitorizados, cumpriu os limites legais.