Tratamento De Efluentes Da Indústria De Frigoríficos

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DOI: 10.32749/nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-ambiental/tratamento-de-efluentes
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ARTIGO DE REVISÃO 

CREMONINI, Jaqueline [1], NEDEL, Tamires [2], HIGARASHI, Martha Mayumi [3]

CREMONINI, Jaqueline. NEDEL, Tamires. HIGARASHI, Martha Mayumi. Tratamento De Efluentes Da Indústria De Frigoríficos. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 03, Ed. 12, Vol. 04, pp. 124-138 Dezembro de 2018. ISSN:2448-0959

RESUMO

Devido ao elevado consumo de água nos seus processos, a indústria alimentícia de frigoríficos é responsável por grande geração de efluentes com alta carga orgânica. Estes devem ser devidamente tratados para que possam ser lançados nos corpos hídricos em níveis seguros e sustentáveis para o meio ambiente. Considerando que o Brasil é um dos maiores produtores de carnes e que este setor deve apresentar intenso crescimento nos próximos anos, o presente trabalho teve por objetivo mostrar uma visão geral deste importante setor da indústria de alimentos no país por meio de uma revisão bibliográfica. Foram descritos o perfil de crescimento econômico do setor, o tratamento convencional utilizado e algumas possíveis alternativas de tratamentos avançados aplicáveis aos frigoríficos de acordo com as características de seus efluentes, por fim, a legislação brasileira aplicada ao lançamento de efluentes em corpos de água, bem como, os valores permitidos para os principais parâmetros químicos e físicos.

Palavras-chave: tratamento de efluentes industriais, frigoríficos, carne de frango, carne de porco.

INTRODUÇÃO

O acelerado aumento do estabelecimento de indústrias de diferentes setores resulta em impactos negativos ao meio ambiente quando ocorre o descumprimento de normas e regulamentos com relação a descarga de efluentes em corpos hídricos (PRABAKAR et al., 2018). A produção de alimentos é um dos principais setores responsáveis ​​pelos danos ambientais (GONZÁLEZ-GARCÍA et al., 2014). No Brasil, a indústria alimentícia tem se desenvolvido continuamente, alcançando além de um padrão internacional de qualidade, posições significativas de liderança no ranking mundial de mercado e de produção (MORETTO, 2011).

Segundo a Associação Brasileira das Indústrias da Alimentação (ABIA), o faturamento da indústria alimentícia brasileira em 2017 foi de R$ 642,61 bilhões, sendo R$ 137,6 bilhões oriundos da indústria de produtos alimentares derivados de carne, ou seja, cerca de 21,41% do rendimento total (ABIA, 2018). A carne é um importante componente dos hábitos alimentares em muitos países (MORAN; WALL, 2011), sendo o Brasil um dos maiores produtores e exportadores de carne suína e de frango (CARO et al., 2018).

Em conformidade com as projeções do agronegócio realizadas pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA, 2017), entre as carnes, as que projetam maiores taxas de crescimento da produção no período 2016/17 a 2026/27, são a carne de frango, que deve crescer anualmente a 2,8%, e a suína, cujo crescimento projetado para esse período é de 2,5% ao ano.

Tendo em vista a relevância deste setor para o país, os aspectos ambientais relacionados ao manejo adequado das águas residuais estão cada vez mais relevantes, uma vez que os principais problemas ambientais derivados dessa atividade econômica são o elevado consumo de água, a geração de efluente com alta carga orgânica e o uso intensivo de energia, como a eletricidade e o combustível (BUGALLO et al., 2014).

O presente artigo mostra uma visão geral dos frigoríficos no Brasil, sendo este um importante setor da indústria de alimentos. O trabalho considera informações gerais sobre a atividade, uma descrição do processo produtivo, os tratamentos de efluentes convencionais e avançados utilizados, e também uma análise preliminar das exigências de tratamento segundo as legislações federais.

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 PERFIL DO SETOR NO BRASIL E NO MUNDO

As projeções de carnes para o Brasil mostram que esse setor deve apresentar intenso crescimento nos próximos anos (OECD-FAO, 2015). A produção total de carnes em 2016/17 está estimada em 28,5 milhões de toneladas e a projeção é para o final de 2027 produzir 34,3 milhões de toneladas de carne de frango, bovina e suína. Essa variação entre o ano inicial da projeção e o final resulta num aumento de produção de 20,3% (MAPA, 2017). O crescimento anual projetado para o consumo da carne de frango é de 2,6% no período 2016/17 a 2026/27. O consumo de carne de frango projetado para 2026/27 é de 11,9 milhões de toneladas, um aumento de 29,5 % no consumo. A carne suína passa para o segundo lugar no crescimento do consumo com uma taxa anual de 2,4% nos próximos anos. Em nível inferior de crescimento situa-se a projeção do consumo de carne bovina, de 1,5% ao ano para os próximos anos (MAPA, 2017). A Figura 1 apresenta as perspectivas no consumo de carnes de frango, suína e bovina para os anos entre 2017 e 2027.

Figura 1 – Consumo de carne frango, bovina e suína em milhões de toneladas, até 2027.

Fonte: Adaptado MAPA, 2017.

Com relação as exportações, segundo o relatório de projeções de longo prazo para a produção e demanda mundial divulgado pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, o comércio mundial de carne irá crescer em torno de 22% até 2023 (USDA, 2014). No Brasil, as carnes de frango e de suínos lideram as taxas de crescimento anual das exportações até 2026/2027 – a taxa anual de crescimento nas exportações prevista para carne de frango é de 3,3%, e para a carne suína, 3,5%. O crescimento das exportações de carne bovina deve situar-se numa média anual de 3,0% (MAPA, 2017).

2.2 EFLUENTES GERADOS NO PROCESSO PRODUTIVO DA INDÚSTRIA DE FRIGORÍFICOS

2.3 CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DOS EFLUENTES LÍQUIDOS

Os procedimentos de abate e processamento de carne geram efluentes com características muito distintas (PEREIRA et al., 2016). As águas residuais deste setor apresentam altas concentrações de demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO), carbono orgânico total (TOC), nitrogênio total (TN) e sólidos suspensos totais (SST) (BUSTILLO-LECOMPTE et al., 2014). Os autores também apontam que estas características podem ser resumidas na Tabela 1 de acordo com suas faixas e médias para efluentes de frigoríficos.

Tabela 1 – Características comuns nas águas residuais de frigoríficos.

Parâmetro Faixa Média
TOC (mg/l) 100 e 1200 546
DBO (mg/l) 610 e 4635 1209
COD (mg/l) 1250 e 15.900 4221
TN (mg/l) 50 e 841 427
SST (mg/l) 300 e 2800 1167
pH 4,90 e 8,10 6,95

Fonte: Bustillo-Lecompte et al., 2014.

Devido à alta toxicidade do efluente, é extremamente necessário tratá-lo antes de sua disposição em corpos d’água ou no solo (PEREIRA et al., 2016), apesar de que alguns frigoríficos antigos não possuem um tratamento apropriado para a descarga de sangue e águas residuais (RAHMAN et al., 2014).

2.4 CONSUMO DE ÁGUA E GERAÇÃO DE EFLUENTES EM FRIGORÍFICOS

A indústria de processamento de carne utiliza grandes volumes de água para manter as condições higiênicas adequadas (LIU; HAYNES, 2011), promovendo a desinfecção de todos os setores e limpeza das instalações (KIST et al., 2009). A composição das águas residuais depende das diversas práticas no processo de abate de matadouros e frigoríficos (BUSTILLO-LECOMPTE et al., 2016).

Os efluentes líquidos de frigoríficos estão se tornando uma das principais preocupações mundiais devido as elevadas quantidades de água utilizada durante o abate, processamento e limpeza das instalações (BUSTILLO-LECOMPTE; MEHRVAR, 2017). Entre as indústrias de bebidas e alimentos, a de processamento de carnes é uma das maiores consumidoras de água doce (BUSTILLO-LECOMPTE; MEHRVAR, 2015).

Uma indústria com abate de 103.000 frangos por dia, localizada no Rio Grande do Sul, por exemplo, possui um consumo total médio de água a 1800 m³ dia-1, cujas médias ultrapassam 10 litros por ave abatida (KIST et al., 2009).

Estudos sugerem o tratamento de águas residuais com qualidade para reutilização da água na indústria de processamento de carne (BUSTILLO-LECOMPTE; MEHRVAR, 2016), tornando-se uma alternativa para a redução do consumo.

2.5 PROCESSOS DE TRATAMENTO DOS EFLUENTES LÍQUIDOS

3. TRATAMENTOS CONVENCIONAIS

Os efluentes gerados em frigoríficos podem ser segregados em duas principais linhas, com características específicas: 1) Linha Vermelha: efluentes originados no processo industrial com conteúdo proteico e gorduroso (vísceras, ossos e sangue) representando cerca de 80 a 85% da vazão total da fábrica; e 2) Linha Verde: efluentes dos estabelecimentos hidrossanitários, lavanderia, refeitório, purga de caldeiras, compressores e torres evaporativas que possuem baixo valor nutritivo e alto grau de contaminação biológico (OLIVO, 2006).

As etapas de tratamento podem ser divididas nos seguintes níveis: tratamento preliminar, tratamento primário, tratamento secundário e tratamento terciário ou avançado (FRICK, 2011). Sendo aplicado processos de tratamento químicos, físicos ou biológicos (GUPTA; ALI, 2013).

O tratamento preliminar é realizado por meio de gradeamento, medidor de vazão, peneiramento, caixa de areia e caixa de gordura (FRICK, 2011). Em frigoríficos, o sistema de gradeamento e caixa de areia é utilizado para os efluentes provenientes da linha verde que apresentam excrementos, areia e penas. O peneiramento é muito utilizado para segregação de penas, vísceras, ossos e demais sólidos que serão encaminhados para produção de farinhas na fábrica de subprodutos (OLIVO, 2006).

Os sistemas mais utilizados para tratamento primário são os de decantação e flotação que baseiam-se no processo de coagulação/floculação, por ser eficiente e de baixo custo (SCHATZMANN, 2009; GUPTA; ALI, 2013). O principal objetivo é remover os sólidos suspensos do efluente, incluindo os sólidos flutuantes e sedimentáveis (FRICK, 2011).

Um estudo sobre a clarificação, formação de floco e a eficiência de remoção de fósforo em efluentes brutos provenientes de um frigorífico de suínos mostrou que ensaios com coagulantes como sulfato de alumínio e tanino vegetal, mostraram melhor resultado nos parâmetros visuais de clarificação (pH ajustado à 8,5) enquanto que os ensaios utilizando o coagulante Policloreto de Alumínio (PAC) não mostraram bons resultados. As eficiências de remoção de fósforo foram satisfatórias para os tratamentos em que foram utilizados os coagulantes PAC e sulfato de alumínio (pH 8,5), 75,9% e 91%, respectivamente (RODRIGUES, 2016).

No tratamento secundário dos efluentes da indústria de frigoríficos geralmente predominam os mecanismos biológicos sendo constituído primeiramente de uma etapa anaeróbia, para conversão dos compostos mais complexos em compostos mais simples, para posterior assimilação em uma etapa aeróbia. A etapa anaeróbia geralmente é realizada em lagoas de estabilização e a etapa aeróbia em sistema de lodos ativados ou lagoa aerada (SCHATZMANN, 2009).

O sistema de lodos ativados é muito utilizado tanto para tratamento de despejos domésticos como industriais em situações em que há necessidade de elevada qualidade do efluente e reduzidos requisitos de área. Em contrapartida, o sistema de lodos ativados necessita de um maior índice de mecanização que os demais processos, implicando em maior dificuldade de operação e maior consumo de energia elétrica (VON SPERLING, 1997).

Os sistemas de lagoas de estabilização constituem-se na forma mais simples de tratamento de efluentes. São indicadas para regiões de clima quente e países em desenvolvimento devido aos altos requisitos de área, operação simplificada, necessidade de poucos ou nenhum equipamento e clima favorável, com temperatura e insolação elevadas (SCHATZMANN, 2009).

Os sistemas anaeróbios incluem os digestores de lodo como os reatores anaeróbios de manta de lodo, tanques sépticos e lagoas anaeróbias. As principais características da decomposição anaeróbia são a baixa produção de sólidos, baixo consumo de energia, baixo custo de implantação e operação, tolerância a elevadas cargas orgânicas e baixos tempo de detenção hidráulica (RODRIGUES et al., 2016).

Um estudo desenvolvido em Belo Horizonte – MG buscou avaliar o desempenho do sistema reator anaeróbio de manta de lodo (ou Upflow Anaerobic Sludge Blanket – UASB) seguido por filtro anaeróbio no tratamento de efluentes de abate de frangos. O monitoramento do sistema foi realizado por meio de análises físico-químicas do afluente e dos efluentes da caixa de gordura, reator UASB e filtro anaeróbio. Conclui-se que o sistema reator UASB seguido de filtro anaeróbio apresentou alto desempenho na remoção de sólidos e carga orgânica sendo uma alternativa viável para o tratamento de águas residuárias de frigoríficos (RODRIGUES et al., 2016).

4. TRATAMENTOS AVANÇADOS

Os padrões de descarga de efluente gradualmente mais restritivos impulsionaram o desenvolvimento de tecnologias avançadas aplicadas ao tratamento de águas residuais. Embora possam ser usados tratamentos físicos, químicos e biológicos para o tratamento de efluentes de frigoríficos, cada processo apresenta vantagens e desvantagens, dependendo das características do efluente, da tecnologia disponível, assim como os padrões de lançamento exigidos pela legislação (BUSTILLO-LECOMPTE; MEHRVAR, 2017).

Uma técnica que vem se destacando como uma alternativa frente aos tratamentos de efluentes convencionais é processo eletroquímico chamado de eletrofloculação. Um estudo em um frigorífico e abatedouro de suínos utilizou a eletrofloculação para o tratamento de efluente e obteve resultados de remoção de cor em torno de 98%, turbidez em torno de 99% e remoção de DQO de 81%, considerando as análises das variáveis sobre os ensaios ao nível de confiança de 95% (BIASSI, 2014).

Outro estudo buscou avaliar o tratamento do efluente por meio dos processos de eletrocoagulação e eletroflotação em um frigorifico de aves. Os resultados demonstraram remoções de DQO superiores a 60% para ambos os tratamentos. Já a cor obteve remoções na eletroflotação (grafite) de 91% e na eletrocoagulação (alumínio) de 96%. Em relação a turbidez houve 85% de remoção na eletroflotação e 94% na eletrocoagulação com eletrodo de alumínio. Sendo ineficiente na eletrocoagulação com ferro por causa da oxidação do ferro e liberação de cor. O desgaste do eletrodo é maior para o eletrodo de alumínio e não há desgaste na eletroflotação (PAULISTA et al., 2016).

Os tratamentos anaeróbicos podem ser amplamente utilizados devido as altas concentrações orgânicas presentes no efluente de frigoríficos. O alto teor de gordura e proteína indica que os resíduos dos matadouros podem ser considerados um bom substrato para o processo de digestão anaeróbia, devido à sua elevada produção de metano (PALATSI et al., 2011).

Contudo, em alguns casos os tratamentos aeróbicos ou anaeróbicos não realizam a total remoção da matéria orgânica do efluente que podem ser tóxicas ou resistentes ao tratamento biológico (BUSTILLO-LECOMPTE; MEHRVAR, 2015), sendo necessário a combinação com métodos avançados para o atendimento aos padrões e limites de descarga previstos na legislação. De acordo com os autores, os processos avançados de oxidação (PAOs) podem ser aplicados como uma alternativa para melhorar a biodegradabilidade de compostos não-biodegradáveis, refratários e tóxicos que podem estar inseridos nos efluentes de frigoríficos.

A não biodegradabilidade dos efluentes alimentícios industriais está diretamente relacionada com o alto teor de gordura, corantes e aditivos aos processos, os quais geralmente são compostos orgânicos de estrutura complexa, de difícil degradação pelas técnicas convencionais de tratamento, o que vem a ocasionar inibição e/ou paralisação do metabolismo de certos micro-organismos (MORETTO, 2011).

Um estudo proposto para o tratamento terciário de efluente frigorífico revelou que o processo integrado Fenton-Coagulação conduzido nas condições operacionais [Fe+2]/[H2O2] de 0,800 e pH de coagulação 5,50 alcançou uma eficiência de remoção de DQO superior a 71%, e pode, portanto, ser usado para o tratamento terciário de efluente frigorífico com o objetivo de degradação de matéria orgânica recalcitrante (não biodegradável) (ALMEIDA et al., 2015).

Estudos também apontam que o tratamento biológico combinado com processos avançados de oxidação permite alcançar uma degradação altamente efetiva em termos de custo com remoções percentuais de 91 e 86% para TOC e TN de efluentes de frigoríficos, respectivamente, além de 55,72% de conversão do TOC para CH4 (BUSTILLO-LECOMPTE; MEHRVAR, 2016).

5. ANÁLISE DAS EXIGÊNCIAS DE TRATAMENTO SEGUNDO AS LEGISLAÇÕES BRASILEIRAS

A Lei N° 9.433 de 8 de janeiro de 1997, institui a Política Nacional de Recursos Hídricos e apresenta como principais objetivos a garantia de disponibilidade de água em padrões de qualidade adequados à atual e às futuras gerações, utilização racional e integrada, incentivo ao aproveitamento de águas pluviais, prevenção e defesa de eventos hidrológicos críticos, sejam eles de origem natural ou decorrentes do uso inadequado dos recursos naturais (BRASIL, 1997).

Dentro deste contexto, a Resolução do Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA) N° 357 de 17 de março de 2005, dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes para o seu enquadramento, também estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes. Em conjunto com a CONAMA N° 430 de 13 de maio de 2011, estas resoluções garantem o lançamento de efluentes em níveis seguros e sustentáveis para o meio ambiente.

As normas e regulamentos destinadas a indústria de processamento de carne, variam significativamente em todo o mundo (BUSTILLO-LECOMPTE; MEHRVAR, 2015). No Brasil, os limites de lançamento de águas residuais em corpos hídricos podem ser observados na Tabela 2.

Tabela 2 – Parâmetros estabelecidos para o tratamento do efluente da indústria.

Parâmetros Resolução CONAMA
N° 357 (Rio Classe II) N° 430 (Lançamento)
DBO (mg/L) ≤ 5 mg/L 60% de eficiência
DQO (mg/L)
SS (mg/L)
SSV (mg/L)
SD (mg/L) 500
ST (mg/L)
Turbidez 100 UNT
Cor 75 mg Pt/L
Oxigênio dissolvido ≥ 5 mg/L
Temperatura ≤ 40°C
Nitrato 10,0 mg/L N
Nitrito 1,0 mg/L N
NTK (mg/L) 3,7mg/L N, para pH ≤ 7,5 20,0 mg/L N
2,0 mg/L N, para 7,5 < pH ≤ 8,0
1,0 mg/L N, para 8,0 < pH ≤ 8,5
0,5 mg/L N, para pH > 8,5
Prata total 0,01 mg/L Ag 0,1 mg/L Ag
Zinco total 0,18 mg/L Zn 5,0 mg/L Zn
Sulfato total 250 mg/L SO4
PO4 (mg/L) Até 0,030 mg/L, em ambientes lênticos
Até 0,050 mg/L, em ambientes intermediários
Óleos e graxas (mg/L) Virtualmente ausentes Óleos minerais: até 20 mg/L;
Óleos vegetais e gorduras animais: até 50 mg/L;
pH 6,0 a 9,0 5,0 a 9,0

Fonte: Adaptado Resolução CONAMA N° 357 e N° 430.

Segundo a Resolução CONAMA N° 357 de 17 de março de 2005, o parâmetro DBO deverá ser inferior a 5,00 mg/L para que rios de Classe II não sofram alterações na qualidade da água. Os parâmetros presentes nesta resolução dependem da classe do rio, sendo assim, quanto menor a classe, mais restritivos serão os limites. Em rios de Classe I, por exemplo, o limite para a concentração de DBO é de 3 mg/L.

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS

O presente artigo buscou realizar uma revisão bibliográfica do atual perfil de crescimento do setor de frigoríficos no Brasil, técnicas convencionais e avançadas de tratamento de efluentes aplicáveis aos frigoríficos e por fim, a legislação brasileira aplicada ao lançamento de efluentes em corpos de água. Após a pesquisa bibliográfica ficou evidente que esse setor da indústria alimentícia brasileira tem tido uma posição de destaque da economia do país e apresenta forte tendência de crescimento para os próximos anos. As técnicas de tratamento convencionais são as mais utilizadas nas estações de tratamento dos frigoríficos devido a elevada carga orgânica do efluente. Felizmente, com o progresso das pesquisas em torno das técnicas avançadas para remoção de substâncias presentes na água e exigência dos orgãos ambientais, os métodos avançados estão sendo incorporados por esse setor, a fim de obter um efluente final com maior qualidade para ser lançado no meio-ambiente.

REFERÊNCIAS

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[1] Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental. Mestranda no Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais, Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC;

[2] Graduação em Engenharia Ambiental. Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais, Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC;

[3] Graduação em Química. Professora efetiva do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais, Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC.

Enviado: Agosto, 2018

Aprovado: Dezembro, 2018

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