Tratamento anaeróbio de efluentes de máquina de papel por biorreator convencional e biorreator de membranas - Loures, Ana Paula Santana (2007)
O consumo de água fresca em fábricas de papel varia de acordo com o tipo de papel produzido, podendo atingir 100 m3 por tonelada de papel. Assim, a recuperação da água branca torna-se uma opção atrativa para reduzir o consumo de água fresca nas fábricas. Entretanto, nem sempre é possível recuperar completamente a água branca em um circuito fechado devido à sua qualidade inadequada e aos possíveis problemas causados pelo acúmulo de contaminantes. Uma forma de superar estes problemas é a remoção destes contaminantes antes do reciclo da água. Na Etapa 1, este trabalho comparou a eficiência de tratamento e a exeqüibilidade do reúso da água branca de um biorreator anaeróbio convencional (BRAC) e de um biorreator anaeróbio de membranas (BRAM), sendo utilizada a água branca coletada em uma fábrica de papel para imprimir e escrever. Na Fase 1, o sistema convencional operou com um tempo de detenção hidráulica (TDH) de 27 h e uma carga orgânica volumétrica (COV) de 0,24 kg DQO m-3 d-1; e, na Fase 2, com um TDH de 9 h e uma COV de 1,36 kg DQO m-3 d-1. Já o BRAM operou, na Fase 1, com um TDH de 26 h e uma COV de 0,33 kg DQO m-3 d-1, e, na Fase 2, com um TDH de 9 h e uma COV de 0,85 kg DQO m-3 d-1. O BRAC alcançou eficiências de remoção de 66% e 74% para demanda química de oxigênio (DQO), de 97% e 83% para sólidos suspensos totais (SST) e 99% e 49% para turbidez, nas Fases 1 e 2, respectivamente. O BRAM alcançou eficiências de remoção de 92% e 79% para DQO, de 99% e 90% para SST e 100% e 92% para turbidez, nas Fases 1 e 2, respectivamente. Ambas as configurações apresentaram boa remoção de dureza total. Um ligeiro aumento no pH e na condutividade elétrica foi observado. Estes resultados indicam que o BRAM tem vantagens sobre o tratamento anaeróbio convencional na recuperação da água branca tratada, especialmente devido à alta remoção dos sólidos suspensos e ao conteúdo orgânico muito baixo presente no efluente tratado. Entretanto, os altos valores de dureza total e condutividade elétrica no efluente, não removidas pelo processo biológico, podem tornar-se um empecilho para um circuito de água branca completamente fechado. Na Etapa 2, esta pesquisa comparou a eficiência de tratamento da água branca por um BRAC e por um BRAM, sendo utilizada a água branca coletada em uma fábrica de papel reciclado. Na Fase 1, o sistema convencional operou com um TDH de 7 h e COV de 14,8 kg DQO m-3 d-1; na Fase 2, com um TDH de 14 h e uma COV de 8,1 kg DQO m-3 d-1; e, na Fase 3, com um TDH de 24 h e uma COV de 4,7 kg DQO m-3 d-1. Já o BRAM operou, na Fase 1, com um TDH de 8 h e uma COV de 13,4 kg DQO m-3 d-1; na Fase 2, com um TDH de 15 h e uma COV de 8,0 kg DQO m-3 d-1; e, na Fase 3, com um TDH de 23 h e uma COV de 4,8 kg DQO m-3 d-1. O tratamento anaeróbio da água branca da máquina de papel produzindo papel reciclado apresentou altas concentrações de ácidos orgânicos voláteis, refletindo em baixa eficiência de remoção da DQO, turbidez e dureza total. Para SST, observou-se que o BRAM apresentou desempenho superior ao BRAC. Na Etapa 3, este trabalho comparou a eficiência de tratamento e a exeqüibilidade do reúso da água branca de um biorreator anaeróbio de membranas mesofílico (BRAM 35ºC) e de um biorreator anaeróbio de membranas termofílico (BRAM 55ºC), sendo utilizada a água branca coletada em uma fábrica de papel para imprimir e escrever. O BRAM 35ºC alcançou eficiências de remoção de 70% para DQO, 95% para SST e 68% para turbidez, operando com um TDH de 10,1 h e uma COV de 1,41 kg DQO m-3 d-1. Já o BRAM 55ºC alcançou eficiências de remoção de 55% para DQO, 97% para SST e 77% para turbidez, operando com um TDH de 9,8 h e uma COV de 1,46 kg DQO m-3 d-1. Ambas as configurações apresentaram ligeira remoção de dureza total e aumento na condutividade elétrica e na cor real. Embora o BRAM 55ºC tenha alcançado uma menor eficiência de remoção da DQO, ele tem vantagens sobre o tratamento anaeróbio mesofílico, principalmente, por não necessitar do resfriamento da água branca. Com os recentes desenvolvimentos nos materiais para membrana, pode ser possível utilizar membranas poliméricas a uma temperatura de operação de 55ºC. A maior desvantagem associada ao uso de membranas de fibras poliméricas ocas submersas é que sua utilização, a longo prazo, em temperaturas elevadas não está bem documentada.