Tratamento anaeróbio de efluente de curtume de acabamento associado a membranas de micro e ultrafiltração

Abstract

Esta pesquisa teve por objetivo avaliar aspectos fundamentais para o emprego de processo anaeróbio associado a membranas de micro e ultrafiltração no tratamento de efluentes de curtume oriundos do processo de acabamento. Para tanto, foi utilizada uma unidade piloto composta de um reator anaeróbio de mistura completa com um volume útil de 40 L, uma unidade de microfiltração para separação de biomassa e uma unidade de ultrafiltração para reter no sistema compostos macromoleculares (taninos). O material constituinte das membranas era cerâmica e o diâmetro médio de poro, especificado pelo fabricante, da microfiltração foi 0,2 µm e da ultrafiltração 0,005 µm. A biomassa no reator anaeróbio foi inoculada para que a concentração inicial fosse de 7.000 mg/L de SVT, sendo a origem desta um reator UASB tratando efluente de uma fábrica de gelatina. O trabalho foi desenvolvido em três etapas, sendo utilizadas diferentes pressões nas membranas, a saber: na primeira etapa as membranas foram operadas com um pressão de 800 kPa, na segunda com uma pressão de 600 kPa e na terceira etapa a pressão utilizada foi de 400 kPa. A remoção de cromo foi superior a 95% em todas as etapas, sendo que a maior remoção ocorreu no conjunto reator anaeróbio e microfiltração. Este comportamento deveu-se à fixação deste metal na biomassa e à conseqüente retenção desta na operação de microfiltração. A remoção média de matéria orgânica, avaliada através do parâmetro DQO, para as três etapas estudadas foi 68,13%, 58,32% e 60,17% e, em todo o sistema, de 81,93%, 76,20% e 69,15%. Ocorreu remoção total dos sólidos suspensos já que o diâmetro de poro da membrana de microfiltração era 55,55% inferior ao diâmetro de poro utilizado nas membranas para determinação de sólidos suspensos. Já para sólidos totais, onde inclui-se os dissolvidos, esta eficiência variou de 42% a 63%. Para avaliar a toxicidade ao processo anaeróbio, de alguns compostos (cromo, corante IRGADERM e taninos) foi utilizado o teste de atividade metanogênica. O efeito dos corantes na atividade metanogênica foi o menor dos compostos estudados, ou seja, para inibir em 50% a atividade metanogênica foi necessária uma concentração de 460 mg/L, bem superior àquela encontrada em um efluente honogeneizado. Já uma concentração de 50 mg/L de tanino foi suficiente para inibir em 44% esta atividade. Quanto ao efeito do cromo, foi observado que a relação [Cr³⁺]/SVT de 16,7 produz redução de 50% na atividade metanogênica acetoclástica e, quando esta relação atinge 31,82, cessa aquela atividade.

This study aimed to evaluate essential aspects of the use of the anaerobic processes associated with membrane separation by microfiltration and ultrafiltration for the treatment of tannery effluents from the finishing process. In order to achieve this objective, a pilot plant consisting of a complete stirred anaerobic reactor with a working volume of 40 L, a microfiltration unit to separate biomass and an ultrafiltration unit to retain macromolecular compounds (tannins) in the system was used. Ceramic membranes with pore mean diameter of 0.2 μm, and 0.005 μm were used for micro and ultrafiltration, respectively. Biomass from one UASB reactor treating gelatin factory effluent was used to inoculate the reactor to achieve the initial concentrantion of 7,000 mg/L. The study was developed in three stages, in which different pressures were used on the membranes, namely: during the first stage the membranes were operated with 800 kPa, during the second with 600 kPa, and during the third the pressure used was 400 kPa. The mean organics matter removal efficiencies, expressed as COD parameter, for the three stages studied, were 68.32%, 58.32% and 60.17%, and for the whole system, 81.93%, 76.2%, 69.15%, respectively. Chromium removal was over 95% at all stages, the highest rate of removal occurring in the anaerobe reactor and microfiltration ensemble. This behavior was due to the adsorption of this metal by biomass and the consequent retention by the microfiltration unit. The suspended solids were fully removed, since the pore diameter of the microfiltration membrane was 55.55% lower than the pore diameter used in the membranes to determine suspended solids. On the other hand, for total solids, which include the dissolved ones, the removal efficiency ranged from 42% to 63%. In order to evaluate the toxicity of some compounds (chromiums, dye and tannin) the methanogenic activity test was used. The effect of dyes on methanogenic activity was the lowest of the compounds studied, i.e., to inhibit methanogenic activity by 50%, a 460 mg/L concentration was needed, much higher than that found in a homogenized effluent. On the other hand, a tannin concentration of 50 mg/L was enough to inhibit this activity by 44%. Similarly of the effect provoked by chromium, it was observed that a [Cr]/TVS relation of 16.7 produces a 50% reduction in acetoclastic methanogenic activity, and when this relation reaches 31.82, acetoclastic methanogenic activity ceases.