Avaliação do potencial de reuso da água industrial oriunda de uma indústria processadora de pescado utilizando Aphanothece microscopica Nägeli

Abstract

Nesta dissertação procurou-se demonstrar o potencial de reúso da água residuária resultante do tratamento do efluente do processamento de pescado. Para isso utilizou-se a cianobactéria Aphanothece microscopica Nägeli como tratamento secundário associado ao uso de coagulantes. Os dados experimentais geraram três artigos: Artigo 1 “Aplicação de coagulantes no pré-tratamento do efluente da pesca utilizando um planejamento fatorial”; Artigo 2 “Separação da biomassa do efluente da indústria da pesca tratado com cianobactéria”; Artigo 3 “Avaliação do processo de tratamento de efluente da indústria da pesca por Aphanothece microscopica Nägeli, associado ao uso de coagulantes – possibilidade de reúso da água residuária”. O primeiro artigo “Aplicação de coagulantes no pré-tratamento de efluente da pesca utilizando um planejamento experimental”, teve como objetivo avaliar o efeito dos coagulantes cloreto férrico e sulfato de alumínio na remoção de matéria orgânica como demanda química de oxigênio (DQO), turbidez e sólidos no efluente da pesca. Realizou-se um planejamento experimental misto (32 x 2), com os fatores: coagulantes (cloreto férrico e sulfato de alumínio); concentração de coagulante (50, 300 e 550 mg L-1); pH (6,0; 7,0 e 8,0). Foram consideradas como resposta a concentração de sólidos fixos (SF), sólidos voláteis (SV) e totais (ST), sólidos suspensos (SS), demanda química de oxigênio (DQO) e turbidez. As variáveis estudadas foram significativas para todas respostas, com exceção dos (SV). A melhor condição avaliada foi atribuída ao coagulante cloreto férrico na concentração de 550 mg L-1 em pH 8,0. No segundo artigo “Separação da biomassa do efluente da indústria da pesca tratado com cianobactéria”, teve-se por objetivo avaliar o tratamento biológico e efeito dos coagulantes cloreto férrico e sulfato de alumínio na separação da biomassa de Aphanothece microscópica Nägeli gerada no tratamento do efluente da indústria de pesca. Foram realizados experimentos com a Aphanothece em reator descontínuo com inóculos de 200 mg/L, aeração constante, temperatura de 30 ºC, ausência de luminosidade, pH e razão C/N ajustados a 7,8 e 20, respectivamente, e tempo de detenção hidráulica de 30 horas. Para avaliação do uso de agentes coagulantes visando a melhor condição de separação da biomassa foram feitos ensaios em Jar-Test, com agitação rápida de 110 rpm durante 30 segundos, seguida de etapa lenta com velocidade de 50 rpm durante 10 segundos e tempo de sedimentação de 15 minutos. Realizou-se um planejamento experimental fatorial misto com dois e três níveis (32 x 2), com os fatores: tipo de coagulante (cloreto férrico e sulfato de alumínio), concentração do coagulante (50; 300; 550 mg L-1) e pH (6,0; 7,0; 8,0). Considerou-se como resposta a concentração de sólidos fixos (SF), sólidos voláteis (SV) e totais (ST), sólidos suspensos (SS), demanda química de oxigênio (DQO) e turbidez. Os resultados indicaram remoções de até 85% na DQO, 93% SS, 55% ST, 59% SF e 76% SV com o uso dos agentes coagulantes. A melhor condição avaliada foi o experimento utilizando cloreto férrico na concentração de 300 mg L-1 e pH 7,0, uma vez que os percentuais de remoções dos parâmetros em estudo não diferiram significativamente das máximas eficiências de remoção (p£5%). No terceiro artigo “Avaliação do processo de tratamento de efluente da indústria da pesca por Aphanothece microscopica Nägeli, associado ao uso de coagulantes – possibilidade de reúso da água residuária”, teve por objetivo avaliar a possibilidade de reúso da água residuária oriunda do tratamento biológico associado ao uso de coagulante. A água residuária foi avaliada, visando seu reúso em sistemas de refrigeração, tendo como base a remoção dos parâmetros descritos na Resolução CONAMA nº 357 de 17/03/2005 para águas da Classe 4, usos menos exigentes. Os resultados indicaram a possibilidade de reúso em sistemas de refrigeração com importante eficiência no que se refere a eficiência de remoção de amônia (84%), ST (66%), SS (83%), DQO (99%), turbidez (87%), fósforo (99%). Pôde-se verificar que a qualidade da água atingida está próxima daquela requerida pela legislação para reúso neste tipo de sistema e que o efluente da indústria de pesca tem grande potencial para ser reutilizado em sistemas de refrigeração visto que suas características são bastantes próximas das requeridas pela legislação.

This dissertation aimed at demonstrating the potential of the reuse of the waste water resulting from the treatment of the effluent from fish processing. For this, the cyanobacteria Aphanothece microscopica Nägeli was used as secondary treatment associated to the use of coagulants. The experimental data generated three Paperss: Paper 1, “Application of coagulants in the daily pre-treatment of the fish effluent using factorial design”; Paper 2 "Separation of the biomass effluent from the fish industry treated with cyanobacteria"; Paper 3 "Evaluation of the process of treatment of fish effluent by Aphanothece microscopica Nägeli associated to the use of coagulants - possibility of reuse of the waste water". The first Paper "Application of coagulants in the daily pre-treatment of the fish effluent using factorial design ", had as objective to evaluate the effect of the coagulants ferric chloride and aluminum sulphate in the removal of organic substance such as chemical oxygen demand (COD), turbidity and solids in the fish effluent. A mixed experimental design (32 x 2) was carried out, with the factors: coagulants (ferric chloride and aluminum sulphate); coagulante concentration (50, 300 and 550 mg L-1); pH (6.0; 7.0 and 8.0). The concentration of fixed solids (FS), volatile solids (VS) total solids (TS), suspended solids (SS), chemical oxygen demand (COD) and turbidity were considered as responses. The studied variables were significant for all responses, with the exception of (VS). The best evaluated condition was attributed to ferric chloride coagulant in the concentration of 550 mg/ L in pH 8.0. In the second Paper "Separation of the biomass effluent from the fish industry treated with cyanobacteria", the objective was to evaluate the biological treatment and effect of the coagulants ferric chloride and aluminum sulphate in the separation of the biomass of Aphanothece microscopical Nägeli generated in the treatment of the fish industry effluent. The experiments with the Aphanothece were carried out in a batch reactor with 200 mg/L of inoculum, constant aeration, temperature 30 ºC, absence of luminosity, pH and ratio adjusted at C/N 7.8 and 20, respectively, and hydraulical detention time of 30 hours. For evaluation of the use of coagulant agents aiming at the best condition of separation of the biomass, assays were done in Jar-Test, with fast agitation of 110 rpm during 30 seconds, followed by slow stage at a speed of 50 rpm during 10 seconds and sedimentation time of 15 minutes. A mixed fatorial experimental design with two and three levels (32 x 2) was carried out, with the factors: type of coagulant (ferric chloride and aluminum sulphate), concentration of the coagulant (50; 300 and 550 mg L-1) and pH (6.0; 7.0; 8.0). The concentration of fixed solids (FS), volatile solids (VS), total solids (TS), suspended solids (SS), chemical oxygen demand (COD) and turbidity were considered as response. The results indicated removals of up to 85% in COD, 93% SS, 55% TS, 59% FS and 76% VS with the use of the coagulant agents. The best evaluated condition was the experiment using ferric 3 chloride in the concentration of 300 mg L-1 and pH 7.0, since the percentages of removal of the parameters in study did not differed significantly from the maximum efficiencies of removal (p£5%). In the third Paper "Evaluation of the process of treatment of fish effluent by Aphanothece microscopica Nägeli associated to the use of coagulants - possibility of reuse of the waste water", the objective was to evaluate the possibility of the reuse of the waste water derived from the biological treatment associated to the coagulant use. The waste water was evaluated, aiming at its reuse in refrigeration systems, based on the removal of the parameters described in the CONAMA Resolution nº 357 of 17/03/2005 for Class 4 waters, less demanding uses. The results indicated the possibility of reuse in refrigeration systems with important efficiency as referred to the efficiency of ammonia removal (84%), TS (66%), SS (83%), COD (100%), turbidity (87%), Phosphorus (99%). It could be verified that the quality of the water attained is next to that required by the legislation for reuses in this type of system and that the fish industry effluent has great potential to be reused in refrigeration systems since its characteristics are quite close to those required by the legislation.