Uso de membranas microporosas no tratamento de efluentes de um frigorífico de abate de aves

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos.

A Avicultura nacional passou por grandes transformações na década de 70, que levaram ao aumento de produção e organização dos sistemas produtivos, principalmente na região Sul. No Estado de Santa Catarina, essas transformações impulsionaram a instalação de diversas indústrias frigoríficas de abate e processamento de aves, que consolidaram essa atividade econômica no mesmo, a ponto de algumas dessas indústrias serem as maiores e mais importantes do ramo no País. A cadeia produtiva do frango confere ao Brasil os títulos mundiais de segundo maior produtor e o primeiro lugar em exportações de carne de frango. As indústrias frigoríficas, como as demais indústrias de alimentos, consomem grande volume de água que é fundamental ao processo e, portanto, também são grandes produtoras de efluentes industriais. A política nacional de recursos hídricos, seguindo uma tendência mundial, prevê o maior controle das fontes naturais de água e da emissão de poluentes no meio ambiente. Atualmente no Brasil, a captação privada de água está sendo licenciada através de outorgas e em um futuro próximo será taxada. As questões de disponibilidade e escassez de água estão cada vez mais importantes e a busca de formas alternativas de suprimento e tratamento estão sendo pesquisadas. O reuso de águas é uma dessas alternativas, propondo o tratamento de esgotos/efluentes para fins potáveis ou não-potáveis. Efluentes tratados possuem diversas possibilidades de aplicação, em especial, na indústria. Os processos de separação com membranas, sendo uma tecnologia relativamente nova, promissora e bastante eficiente, apresentam-se como alternativas viáveis para o tratamento de efluentes industriais visando a sua reutilização. Neste trabalho, membranas poliméricas de PVDF (Polifluoreto de Vinilideno) foram preparadas utilizando a técnica de inversão de fases e coagulação do polímero em solução homogênea em banho de não-solvente. Estas membranas foram utilizadas no tratamento de três diferentes efluentes de uma indústria frigorífica de abate e processamento de frangos: Água de resfriamento, de escaldagem e o efluente oriundo da estação de tratamento de efluentes (ETE). A água de resfriamento foi preliminarmente tratada com membrana em célula de filtração de bancada com fluxo perpendicular, para a investigação das condições operacionais ótimas, que resultassem em maiores fluxos permeados e baixos parâmetros físico-químicos, principalmente turbidez, cor e D.Q.O. Estes ensaios preliminares indicaram a pressão de 2 bar e a temperatura de 40ºC, como condições favoráveis a um maior fluxo permeado. Desta forma, tanto a água de resfriamento, como a de escaldagem e o efluente da ETE foram filtrados em equipamento em escala piloto operando em fluxo tangencial, inicialmente utilizando-se estas mesmas condições experimentais, embora outras condições também tenham sido testadas. A ultrafiltração com membranas apresentou eficiência na redução da condutividade elétrica, cor, turbidez e D.Q.O. das suspensões tratadas. De uma forma geral, os efluentes apresentaram expressiva redução de cor e eliminação quase total da turbidez. Para a água de resfriamento alcançaram-se redução superior a 77% na D.Q.O. e fluxos permeados de até 140 L/h.m2, enquanto para a água de escaldagem, fluxos permeados de até 50 L/h.m2 e redução de 65% na D.Q.O. foram obtidos. Para o efluente misto, houve uma redução na D.Q.O. de no máximo 75% e fluxo permeado de 40 L/h.m2. O depósito de material retido sobre a membrana durante uma filtração, foi quantificado e observou-se um aumento gradual a uma taxa praticamente constante até aproximadamente 2 horas depois de iniciado o processo. As membranas novas (sem uso) foram submetidas ao teste de histerese e verificou-se uma compactação importante quando submetidas a um ciclo de pressão crescente e decrescente. Esta compactação foi quantificada pela redução de fluxo permeado para as diferentes suspensões filtradas. Após o uso, foi testado um programa de limpeza das membranas. Os resultados foram variáveis em função das suspensões utilizadas na ultrafiltração. Para um melhor entendimento do processo de colmatagem das membranas, utilizou-se da técnica de FTIR (Espectroscopia na Região do Infravermelho), onde se constatou que somente a limpeza física da membrana foi capaz de eliminar parte expressiva do material adsorvido em sua superfície.