O tratamento de efluentes na cervejaria
O tratamento de efluentes na cervejaria é
necessário para a manutenção e segurança
de um meio ambiente limpo e intacto. Especialmente os fabricantes
de cerveja e refrigerantes, que utilizam a água como
matéria-prima, devem possuir essa consciência.
A maioria das indústrias de bebidas requer algum grau
de tratamento de efluentes, já que são descartados
em águas públicas (como rios), em estações
de tratamento municipais, em seus próprios tratamentos
aeróbios ou anaeróbios, ou em aplicações
no campo.
Efluentes na cervejaria
Na fabricação de cerveja a água
é utilizada também para a limpeza e desinfecção
e com isto transforma-se em efluente. Várias substâncias
orgânicas são responsáveis por isso: restos
de produto, cola de rótulos, produtos de limpeza e desinfecção,
anti-espumantes, lubrificantes de esteira etc., que diluídos
em água transformam-se em efluente.
Em pequenas quantidades a poluição da natureza
com essas matérias orgânicas não é
tão grave. As bactérias presentes em águas
naturais utilizam essas substâncias para a sua alimentação,
transformando-as em CO2 e substâncias minerais.
Mas para que isso ocorra, as bactérias necessitam de
oxigênio. Havendo uma elevada concentração
de substâncias orgânicas poluidoras na água,
as bactérias se multiplicam e consomem, nessas circunstâncias,
todo o oxigênio, que é reposto pelo ar sobre a
superfície da água, mas de modo limitado. Isto
significa que seres mais elevados, como os peixes, não
recebem mais oxigênio para respirar e o lago ou curso
d’água morre.
Uma medida para a poluição das
águas é a Demanda Química de Oxigênio
(DQO). A DQO mede a quantidade de oxigênio necessária
(em mg/l) para transformar, por oxidação, as matérias
orgânicas presentes na água do efluente.
O tratamento do efluente realizado em escala industrial imita
o processo natural de transformação por microrganismos,
onde ocorre uma “queima a frio” ou oxidação.
Tratamento dos efluentes
Para o tratamento biológico dos efluentes
temos à disposição dois métodos
diferentes: de um lado o tratamento de efluentes anaeróbio,
com microrganismos que independem de oxigênio e, por outro
lado, o tratamento de efluentes aeróbio, ao qual se fornece
oxigênio para os microrganismos através de aeração.
Pré-tratamento
Muitas vezes apenas o pré-tratamento pode ser suficiente
para atender à legislação local. O pré-tratamento
é feito por meio de métodos físicos, químicos
ou biológicos, ou por uma combinação destes.
O primeiro passo é o uso de peneiras para eliminar substâncias
sólidas, como rótulos, rolhas, fragmentos de vidro,
plástico e outros materiais e partículas granuladas.
Após a peneira, o efluente passa por uma câmara
retangular para a sedimentação de sólidos,
equipada com um raspador contínuo. Estas câmaras
podem também ser utilizadas como câmaras de mistura
para sistemas de controle de pH e como unidade de pré-aeração
para prevenir condições anaeróbias no clarificador
primário.
Um tanque de equalização é importante para
misturar os efluentes, equalizar o pH e as concentrações
de DBO. Uma aeração por meio de rotores ou injeção
de ar comprimido podem ser necessários para prevenir
produção microbiológica de odores sulfídricos.
O pré-tratamento químico é utilizado em
uma série de empresas pela neutralização
por meio de CO2 de efluentes cáusticos do CIP e lavadoras
de garrafas.
Sistemas de pré-tratamento biológico incluem sistemas
aeróbios com curto tempo de residência ou sistemas
anaeróbios. A DBO pode ser reduzida em até 60%
ou 70%, que pode significar todo o tratamento requerido ou o
estágio inicial de um tratamento completo.
Tratamento anaeróbio
O tratamento anaeróbio dos efluentes
com elevadas cargas é realizável até atingir
uma carga reduzida, mas que ainda é sensivelmente superior
ao permitido para lançamento em cursos d’água.
Por isso, é utilizado para pré-tratamento e para
o tratamento final deve ser utilizado um estágio aeróbio
posterior. As vantagens do tratamento anaeróbio estão
no baixo consumo de energia e na pequena geração
de lodo excedente, em comparação com o tratamento
aeróbio.
Aliás, a demanda técnica e a operação
são mais complexas no sistema anaeróbio, que se
deve ao fato de que o processo biológico é comparativamente
mais complexo, onde diferentes microrganismos agem em diferentes
meios (faixa de pH etc).
Por este motivo, é pré-requisito que o envio de
efluentes à estação de tratamento seja
feita sem grandes oscilações (efluente estável),
o que nem sempre é possível em pequenas e médias
fábricas.
Por isso, a limpeza ocorre quase sempre em sistemas de tratamento
aeróbios. O sistema de tratamento anaeróbio demanda
longo período de tempo para reinício após
parada e necessidade de pessoal mais qualificado para a operação
do mesmo.
As bactérias utilizadas no sistema anaeróbio são
geralmente agrupadas em três tipos básicos: as
bactérias que formam ácidos (acidogênicas),
as que formam ácido acético, hidrogênio
e CO2 (acetogênicas) e as que formam metano (metanogênicas).
Nos sistemas anaeróbios, a fermentação
com produção de gás metano possui duplo
interesse:
1) A fermentação permite despoluir por redução
do volume de material orgânico e estabilizá-lo;
2) A fermentação produz o biogás, que contém
de 50% a 70% de metano (CH4). Ocorre que um metro cúbico
de biogás a 70% de metano e 30% de CO2 libera cerca de
6.000 kcal (25,1 MJ).
Tratamento aeróbio
A maioria dos tratamentos em cervejarias são
sistemas aeróbios de lodo ativado, apesar da tendência
desde os anos 80 para os sistemas anaeróbios.
Novos sistemas aeróbios utilizam suportes plásticos
que suportam o crescimento biológico. Estes meios podem
ser lâminas rotativas como no contator biológico
rotativo, material de suporte autoportante como nas bio-torres
ou material de baixa densidade mantido em suspensão por
movimentação de fluido (sistemas de leito fluido).
Todos necessitam de menos espaço do que os sistemas convencionais
de lodo ativado, por promoverem um contato mais eficiente entre
a água de efluente e o lodo.
No contator biológico rotativo uma série de lâminas
plásticas são montadas num eixo. As lâminas
pouco espaçadas entre si (cerca de 20 mm), giram na água
de efluente a cerca de 1,5 r.p.m e permanecem 40% submersas.
O crescimento biológico nas lâminas degrada o efluente
e é aerado quando as lâminas emergem da água.
O excesso de biomassa formada é arrastado pelo efluente
para um clarificador.
A bio-torre é basicamente um leito envolto com material
plástico com elevada área de superfície
específica e porosidade. A biomassa cresce como um fino
filme no revestimento enquanto que a água de efluente
flui sobre a biomassa. A água de efluente é normalmente
reciclada para obter um fluxo suficiente para um umidecimento
uniforme. Odores desagradáveis podem ser um problema
nestes sistemas.
O sistema de leito fluido é provavelmente o sistema mais
eficiente para crescimento biológico, já que uma
elevada densidade de biomassa pode ser mantida em suspensão.
Um exemplo de sistema de leito fluido é o processo Captor,
no qual a biomassa é mantida cativa dentro de pequenos
blocos plásticos semelhantes a esponjas, que são
mantidos em suspensão por correntes de circulação
provocadas por um sistema de aeração submerso.
Uma outra vantagem deste sistema é que não é
necessário um decantador; o excesso de lodo é
recuperado diretamente por meio de remoção mecânica
do tanque das esponjas carregadas de lodo, seu esvaziamento
e retorno para o tanque.
Um outro novo sistema aeróbio que requer
uma pequena área de terra é o sistema de poço
profundo aeróbio, que opera com sucesso em uma cervejaria
canadense. Neste processo, a água de efluente é
colocada em contato com biomassa e ar comprimido em um poço
subterrâneo com 152 metros de profundidade, que promove
uma oxidação biológica acelerada.
O sistema de tratamento aeróbio é de operação
mais simples, versátil (é flexível), pode-se
estender o efeito de degradação (limpeza) e possui
boa segurança operacional.
Tratamento do lodo
O manuseio e desidratação do
lodo em excesso é uma das etapas mais caras no tratamento
de efluentes líquidos. Isto é particularmente
verdadeiro para sistemas de tratamento aeróbios que produzem
grandes quantidades de lodo.
O lodo deve ser desidratado para reduzir custos com transporte
e custos com energia caso ele seja seco ou incinerado.
O lodo seco pode ser utilizado como fertilizante conforme testes
realizados na década de 80 nos Estados Unidos.
A redução de efluentes líquidos
deve fazer parte de uma política de gestão ambiental,
preconizada pela ISO 14000 (Sistema de Gestão Ambiental).
A abrangência deste sistema atinge a redução
de efluentes gasosos, coleta de resíduos sólidos,
coleta de materiais perigosos, redução da poluição
sonora, redução do consumo de energia, redução
do uso de matérias-primas, entre outros.
Matthias R. Reinold
