Processo de Fenton homogéneo para tratamento de efluentes vinícolas - Piloto industrial
Full text
MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA DO AMBIENTE 2013/2014
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de
E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
Elson All-Hakine Nomane Rod igues
Disse ação subme ida pa a ob enção do g au de
MESTRE EM ENGENHARIA DO AMBIENTE – RAMO DE GESTÃO
___________________________________________________________
O ien ado académico: Ad ián M. T. Sil a
(In es igado P incipal na Faculdade de Engenha ia da Uni e sidade do Po o)
Coo ien ado académico: M. Fe nando R. Pe ei a
(P o esso Associado na Faculdade de Engenha ia da Uni e sidade do Po o)
___________________________________________________________
O ien ado na emp esa: Sé gio Cas o Sil a
(Founde & Execu i e Manage da Ad en ech – Ad anced En i onmen al Technologies)
ou ub o de 2014
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
Edi ado po
FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO
Rua D . Robe o F ias
4200-465 PORTO
Po ugal
Tel. +351-22-508 1400
Fax +351-22-508 1440
Co eio ele ónico: [email p o ec ed]
Ende eço ele ónico: h p://www. e.up.p
Rep oduções pa ciais des e documen o se ão au o izadas na condição que seja
mencionado o Au o e ei a e e ência a Mes ado In eg ado em Engenha ia do
Ambien e – 2013/14 – Faculdade de Engenha ia da Uni e sidade do Po o, Po o,
Po ugal, 2014.
As opiniões e in o mações incluídas nes e documen o ep esen am unicamen e o pon o
de is a do espe i o Au o , não podendo o Edi o acei a qualque esponsabilidade
legal ou ou a em elação a e os ou omissões que possam exis i .
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
Ag adecimen os
Ao Eng. Sé gio Sil a, a disponibilidade, o incen i o, a mo i ação du an e a ealização des a ese.
Ag adeço ambém a disponibilidade na ins alação do pilo o indus ial, essencial pa a a ealização
do abalho p á ico.
Ao Dou o Ad ián Sil a, oda a disponibilidade e o ien ação à ealização des e abalho.
Ao Eng. Nuno Sil a, oda a sua disponibilidade, cons an e incen i o, o ien ação, dedicação e
ajuda no planeamen o da execução do abalho, sendo pa e undamen al pa a a minha
ap endizagem.
Ao Eng. Paulo Nunes, oda a sua disponibilidade po e p opo cionado as condições pa a a
mon agem do pilo o indus ial.
Ao P o esso Fe nando Pe ei a, di e o do cu so de MIEA, a comp eensão pois só assim oi
possí el a ealização des a ese.
Aos meus pais e i mã, pela cons an e mo i ação e po odo o amo e comp eensão demons ado
ao longo da minha ida, po que sem eles nada dis o se ia possí el.
À minha namo ada, Ma iana, po odo o apoio e mo i ação na elabo ação des e abalho mas
p incipalmen e po se uma pa e undamen al na minha ida.
Aos meus amigos, eles sabem quem são, pois o am e i ão con inua a se impo an es pa a mim
ao longo da minha ida.
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
Resumo
O obje i o da p esen e disse ação oi o es udo do e ei o de di e en es a o es que êm
in luência na oxidação de e luen es inícolas a a és do P ocesso de Fen on Homogéneo.
Es a ese oi elabo ada de o ma a a alia o po encial des e p ocesso, a uma escala pilo o,
como p é- a amen o do e luen e de modo a complemen a uma Es ação de T a amen o de
Águas Residuais Indus iais (ETARI) subdimensionada, ou como al e na i a supo a o
dimensionamen o de uma ETARI pa a a amen o de e luen es com ele ados picos de caudal
sazonal, es ando sob edimensionada exclusi amen e pa a esse e ei o.
E e uou-se um es udo da deg adação do e luen e usando pe óxido de hid ogénio e sul a o
é ico como ca alisado no P ocesso de Fen on, o qual pe mi iu uma boa sepa ação de lamas
no anque ea o do pilo o indus ial.
Fo am es udadas á ias a iá eis, en e as quais o pH, a quan idade de ca alisado e a
concen ação de pe óxido de hid ogénio.
Ve i icou-se que es as a iá eis êm in luência na e iciência da deg adação da ma é ia
o gânica a a és análise da ca ência química de oxigénio (CQO), endo-se ob ido concen ações
de CQO na o dem dos 700 mg O2/L pa a o e luen e a ado, alo es e abaixo do alo limi e de
emissão (VLE) es ipulado pelo egulamen o municipal pa a desca ga em cole o municipal,
sendo assim possí el a desca ga di e a do e luen e em cole o municipal.
Fo am ainda ealizados es es de biodeg adabilidade a a és da de e minação da ca ência
bioquímica de oxigénio (CBO5) suge indo que es e p ocesso é e icien e na ob enção de um
e luen e passí el de se a ado pos e io men e a a és de um p ocesso biológico, de ido ao
alo da azão CBO5/CQO (ap oximadamen e 0,5), sendo possí el a sua desca ga di e amen e
num meio híd ico após esse a amen o.
A azão Fe:H2O2 de 1:1 demons ou se a ideal na gene alidade dos es es e e uados e os
esul ados ob idos indicam que o P ocesso de Fen on pode á se iá el pa a o a amen o de
e luen es inícolas du an e a época de indimas.
Pala as-cha e: Biodeg adabilidade; Ca ência Química de Oxigénio; E luen e Vinícola;
Ca ência Bioquímica de Oxigénio; Fen on Homogéneo; Sul a o Fé ico; Pe óxido de Hid ogénio
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
Abs ac
The aim o his hesis was o s udy he e ec o ope a ing pa ame e s on he oxida ion o a
wine y was e wa e h ough he Homogeneous Fen on P ocess.
This disse a ion was de eloped o e alua e he po en ial o his p ocess a a pilo scale,
namely as p e- ea men o a was e wa e o supplemen an unde sized indus ial was e wa e
ea men plan (IWWTP) o as an al e na i e o design a new IWWTP o ea high low o e luen s
du ing seasonal peaks, being o e sized solely o his pu pose.
The e luen ea men was s udied using hyd ogen pe oxide and e ic sul a e as ca alys in
he Fen on P ocess, which allowed a good sepa a ion o sludge in he indus ial pilo eac o .
Se e al a iables, including pH, amoun o ca alys and hyd ogen pe oxide concen a ion we e
s udied.
I was ound ha hese a iables ha e in luence on he deg ada ion e iciency o he o ganic
ma e , as assessed by he chemical oxygen demand (COD) de e mina ion, COD concen a ions
a ound 700 mg O2/L, being ob ained o he ea ed e luen . This alue is below ha s ipula ed
by he Po uguese legisla ion o di ec discha ge o e luen s in municipal collec o s.
Biodeg adabili y es s we e also pe o med by de e mining he biochemical oxygen demand
(CBO5), sugges ing ha his p ocess is e icien o ob ain an e luen ha can be u he ea ed
by a biological p ocess since he CBO5/CQO a io is nea 0,5.
The Fe:H2O2 a io o 1:1 p o ed o be op imal in mos o he es s pe o med, he ob ained
esul s showing ha he Fen on P ocess could be easible o he ea men o wine y was e
wa e s du ing he in age season.
Keywo ds: Biodeg adabili y; Chemical Oxygen Demand; Wine y was e wa e ; Biochemical
Oxygen Demand; Fen on P ocess; Fe ic Sul a e; Hyd ogen Pe oxide
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
Índice
1. In odução .............................................................................................................................. 1
1.1 Enquad amen o His ó ico e Cul u al ................................................................................... 1
1.2 Enquad amen o Mundial ..................................................................................................... 3
1.3 Ca ac e ização do Sec o em Po ugal ............................................................................... 6
1.4 Ca ac e ização da zona ...................................................................................................... 8
2. P ocesso de ini icação e e luen es inícolas (EVs) ........................................................... 10
2.1 P ocesso de Vini icação .................................................................................................... 10
2.2 E luen es Vinícolas (EV’s) ................................................................................................. 12
2.2.1 Ca ac e ização dos EV’s ............................................................................................ 13
2.2.2 Impac es Ambien ais dos EV’s ................................................................................... 14
2.3 Legislação Po uguesa ...................................................................................................... 15
3. Sis emas de T a amen o de E luen es Vinícolas ................................................................ 17
3.1 Reação de Fen on Homogéneo ........................................................................................ 19
3.1.1 Aplicações .................................................................................................................. 21
3.1.2 Limi ações do a amen o de Fen on .......................................................................... 21
3.2 P ocesso de coagulação ................................................................................................... 22
4. Obje i os .............................................................................................................................. 23
5. Me odologia ......................................................................................................................... 24
6. Técnicas Analí icas.............................................................................................................. 27
6.1 CQO - Ca ência Química em Oxigénio ............................................................................. 27
6.2 CBO5 - Ca ência Bioquímica de Oxigénio ......................................................................... 27
6.3 pH ...................................................................................................................................... 28
6.4 Biodeg adabilidade do E luen e ........................................................................................ 28
6.5 SST – Sólidos Suspensos To ais ...................................................................................... 28
7. Resul ados e Discussão ...................................................................................................... 29
7.1 Ca ac e ização do E luen e B u o e das Amos as ........................................................... 29
7.2 Ensaios P elimina es ......................................................................................................... 30
7.3 In luência das di e en es a iá eis na coagulação e na eação de Fen on ...................... 31
7.3.1 In luência do pH na coagulação ................................................................................. 31
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
7.3.2 In luência do Fe o na coagulação ............................................................................. 32
7.3.3 In luência do pe óxido de hid ogénio na eação de Fen on ....................................... 33
7.3.4 Biodeg adabilidade ..................................................................................................... 35
8. Conclusão ............................................................................................................................ 37
8.1 Suges ões de abalho u u o ............................................................................................ 37
9. Bibliog a ia ........................................................................................................................... 38
Anexos ......................................................................................................................................... 41
Anexo I – Fo og a ias do Pilo o Indus ial ............................................................................... 41
Anexo II – Amos as do e luen e b u o, sob enadan e (SBN) após adição de sul a o é ico e
oxidado (Oxi) após 3 ho as de a amen o .............................................................................. 46
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
Lis a de abelas
Tabela 1.1 - P odução de inho po egião i i inícola em Po ugal (em Mhl) (Ins i u o da Vinha e
do Vinho, 2014) ............................................................................................................................. 6
Tabela 2.1 - P odu os poluen es das á ias ases do p ocesso de ini icação. ......................... 14
Tabela 2.2 - VLE de alguns pa âme os de desca ga de águas esiduais, de aco do com o Anexo
XVIII do Dec e o-Lei 236/98 de 1 de Agos o. .............................................................................. 16
Tabela 2.3 - VLE máximos admissí eis pa a desca ga de e luen es em cole o municipal pa a o
concelho de A mama . ................................................................................................................ 16
Tabela 3.1 - Tipos de a amen o de e luen es (Adap ado de Guillau e al., 2000; Pi a, 2005,
Rocha d e al., 2000 e Viei a 2009). ........................................................................................... 17
Tabela 3.2 - T a amen o P imá io (Adap ado de: Mano, 2005; Ma ín e al., 2002, ci ado po
Beni ez e al., 2000 e Melamane e al., 2007; Me cal & Eddy, 2003 e Viei a, 2009). ................ 18
Tabela 3.3 - T a amen o Secundá io (Adap ado de: Beni ez e al., 2000; Canle e al., 1998a e
1998b; Cha mo e al., 1997; Coe zee e al., 2004; Da onchio e al., 1998; Fumi e al., 1995;
Me cal & Eddy, 2003; Mole a e al., 1992; Mon ei o, 1996; Naja pou e al., 2005; Pi a, 2005;
Rod igues e al., 2006; Viei a, 2009; Wilde e e al., 2001). ....................................................... 18
Tabela 7.1 - Valo médio das p op iedades ísico-químicas do e luen e b u o em es udo. ........ 29
Tabela 7.2 - Valo es ob idos dos pa âme os analisados pa a os di e en es ensaios. .............. 30
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
Lis a de igu as
Figu a 1.1 - P incipais p odu o es mundiais de inho em 2009 (OIV, 2014). ............................... 4
Figu a 1.2 - P incipais consumido es mundiais de inho em 2009 (OIV, 2014). .......................... 4
Figu a 1.3 - P incipais impo ado es mundiais de inho em 2009 (OIV, 2014). ........................... 5
Figu a 1.4 - P incipais expo ado es mundiais de inho em 2009 (OIV, 2014). ........................... 5
Figu a 1.5 - P incipais países impo ado es de p odu os ínicos nacionais em 2009 (Ins i u o da
Vinha e do Vinho, 2014). ............................................................................................................... 7
Figu a 1.6 - P incipais países impo ado es de p odu os ínicos nacionais em 2009 (em Eu os)
(Ins i u o da Vinha e do Vinho, 2014). ........................................................................................... 7
Figu a 1.7 - Região Dema cada do Dou o (IVDP, 2014). ............................................................. 8
Figu a 5.1 - Diag ama do p ocesso de oxidação a ançada do e luen e em es udo (Adap ado de:
WineBioAOP) .............................................................................................................................. 26
Figu a 7.1 - In luência do pH na emoção de CQO e SST. ........................................................ 31
Figu a 7.2 - E olução da CQO (mg O2/L) e pe cen agem emo ida pa a o es ágio de coagulação
inicial pa a os di e en es e luen es. ............................................................................................. 32
Figu a 7.3 - Valo de SST (mg/L) an es e depois da adição de e o. ........................................ 33
Figu a 7.4 - Pe cen agem máxima da CQO emo ida em unção do empo (ho as) e da dosagem
de H2O2 pa a os ês ensaios. ..................................................................................................... 34
Figu a 7.5 - Pe cen agem da CQO emo ida em unção da dosagem de H2O2 e da
biodeg adabilidade pa a o empo de duas ho as de eação. ...................................................... 34
Figu a 7.6 - E olução da CQO (mg O2/L) ao longo do empo de eação pa a os ês ensaios. . 35
Figu a 7.7 - Resul ados ob idos pa a a CQO e Biodeg adabilidade dos ensaios ealizados. .... 36
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
5
Na Figu a 1.3, pode-se e i ica que Po ugal ocupa a o décimo qua o luga no anking dos
p incipais países impo ado es de inho a ní el mundial.
Figu a 1.3 - P incipais impo ado es mundiais de inho em 2009 (OIV, 2014).
Na Figu a 1.4 ap esen a-se o anking dos p incipais países expo ado es a ní el mundial,
onde Po ugal ocupa a o nono luga .
Figu a 1.4 - P incipais expo ado es mundiais de inho em 2009 (OIV, 2014).
14110
11859
9219
5897
4520
3668
3284
3061
2077
1952
1892
1807
1729
1606
1461
02000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
Alemanha
Reino Unido
EUA
F ança
Rússia
Holanda
Canadá
Bélgica
Dinama ca
Suécia
Suíça
Japão
China
Po ugal
I ália
Unidade: Mhl
19519
14607
12556
6935
3983
3956
3557
2831
2309
963
722
696
684
667
545
05000 10000 15000 20000 25000
I ália
Espanha
F ança
Chile
EUA
Á ica do Sul
Alemanha
A gen ina
Po ugal
Moldá ia
Hung ia
Áus ia
Macedónia
Uc ânia
Reino Unido
Unidade: Mhl
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
6
1.3 Ca ac e ização do Sec o em Po ugal
Em 2009, Po ugal inha uma supe ície ag ícola u ilizá el de 3 668 145 ha (INE, 2014), dos
quais ce ca de 243 000 ha (OIV, 2014) co espondiam à á ea de p odução de inha. Nesse
mesmo ano, e segundo o Ins i u o da Vinha e do Vinho, o am p oduzidos ce ca de 5.688,56 Mhl
de inho, dos quais 1.379,05 Mhl apenas na egião do Dou o. Na abela 1.1 ap esen a-se a
p odução de inho po egião i i inícola onde se pode e i ica que ce ca de 40% da p odução
se encon a na egião no e.
Tabela 1.1 - P odução de inho po egião i i inícola em Po ugal (em Mhl) (Ins i u o da Vinha e do Vinho,
2014)
Região Vi i inícola
2009
%
Minho
784,028
14
T. Mon es
105,075
2
Dou o
1.379,051
24
Bei as
736,728
13
Bei a A lân ico
211,669
4
Te as do Dão
251,863
4
Te as da Bei a
194,365
3
Te as de Cis e
78,831
1
Tejo
518,989
9
Lisboa
932,736
16
P. Se úbal
337,139
6
Alen ejo
811,690
14
Alga e
23,698
0,4
Sub o al con inen e
5.629,135
99
Madei a
49,925
84
Aço es
9,500
16
Sub o al ilhas
59,426
1
To al Ge al
5.688,560
100
Em Po ugal, o sec o de expo ação de inho ep esen ou um olume de negócios anual
(2009) de ce ca de 569 M€, que co esponde a 2.398 Mhl de inho expo ado (42% do o al de
inho p oduzido).
Na Figu a 1.5 e Figu a 1.6 ap esen am-se os p incipais países impo ado es de p odu os
ínicos nacionais pa a o ano de 2009 em Mhl e em eu os, espe i amen e.
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
7
Figu a 1.5 - P incipais países impo ado es de p odu os ínicos nacionais em 2009 (Ins i u o da Vinha e do
Vinho, 2014).
Figu a 1.6 - P incipais países impo ado es de p odu os ínicos nacionais em 2009 (em Eu os) (Ins i u o da
Vinha e do Vinho, 2014).
459,1
184,0
144,7
105,8
84,4
61,7
58,4
57,9
53,2
52,0
44,2
38,9
34,9
31,9
25,9
0100 200 300 400 500
Angola
F ança
Alemanha
Reino Unido
EUA
Suíça
Moçambique
Canadá
Espanha
B asil
Suécia
Cabo Ve de
Guiné Bissau
Bélgica
Holanda
Unidade: Mhl
59,6
19,7
19,5
18,2
17,1
15,8
14,3
14,1
10,4
7,4
6,8
4,8
4,7
4,2
3,8
010 20 30 40 50 60 70
Angola
Reino Unido
EUA
F ança
Alemanha
Canadá
Suíça
B asil
Suécia
Espanha
Bélgica
No uega
Luxembu go
Holanda
Macau
Unidade: M€
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8
1.4 Ca ac e ização da zona
Como o p oje o em ques ão si ua-se na egião do Dou o, é ele an e aze uma b e e
in odução à egião em si.
Já du an e a ocupação omana o cul i o da inha e a p odução de inho e am ei os nos ales
do Al o Dou o. A his ó ia des a egião semp e oi ca ac e izada pela sua iolência e es o ço, que
se oi amenizando e p og edindo, sendo hoje uma das mais belas paisagens do país,
econhecida como Pa imónio Mundial pela UNESCO.
Na Figu a 1.7 ilus a-se a egião, com um e oi único, que se di ide em ês sub- egiões:
Baixo Co go, Cima Co go e Dou o Supe io , onde a p odução de inhos b ancos, in os e osés,
espuman es, lico osos e agua den es ganham uma qualidade única, com ca ac e ís icas
dis in as.
A á ea o al des a egião é de 250 000 ha (IVDP, 2014), ocupando a inha uma á ea e e i a
de 19% da á ea o al.
A á ea de inha é mais exp essi a na egião do Baixo Co go, onde em uma axa de ocupação
de 30%, es endendo-se desde Ba quei os na ma gem No e e Bo ô na ma gem Sul a é à
con e gência dos ios Co go e Ribei o de Temilobos com o Dou o.
Já o Cima Co go, com uma á ea de inha de ce ca de 22%, es ende-se a é ao Cachão da
Valei a, sendo a á ea de inha cul i ada meno . O Dou o Supe io , po sua ez, em uma á ea
de inha de 10%, es endendo-se a é à on ei a com Espanha.
Figu a 1.7 - Região Dema cada do Dou o (IVDP, 2014).
A maio pa e da Região Dema cada é compos a po solos xis osos, com inclusões g aní icas
na sua en ol ência. Rela i amen e ao clima, es a egião so e g ande in luência das se as do
Ma ão e de Mon emu o, que se em de ba ei a à passagem de en os húmidos de oes e. Po
se si ua em ales p o undos, p o egidos po mon anhas, a egião bene icia de in e nos mui o
ios e e ões mui o quen es e secos.
Da o alidade de inho p oduzido nes a egião, ce ca de 50% des ina-se à p odução do “Vinho
do Po o”, sendo o es an e des inado à p odução de inhos de mesa, denominados “Dou o”, que
u ilizam a denominação de o igem con olada.
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
9
O “Vinho do Po o” em ca ac e ís icas que o dis inguem dos es an es inhos nomeadamen e
a in ensidade de a omas e a sua pe sis ência, aliada a um eo alcoólico ele ado (en e 18 a
22%), u o da junção de agua den e ínica du an e a e men ação. A adição da agua den e az
com que a e men ação pa e, des e modo o inho p ese a a doçu a das u as.
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
10
2. P ocesso de ini icação e
e luen es inícolas (EVs)
An igamen e a qualidade do inho e a di e enciada pelos aspe os enológicos e higiénicos das
adegas mas de ido ao aumen o das p eocupações ambien ais o a amen o de e luen es ge ados
na ini icação passou a se impo an e no p oje o das adegas (Mulle , 1998b e Jou jon e al.,
2001). Es ima i as apon am pa a uma p odução nacional de e luen es inícolas com uma ca ga
poluen e equipa ada à ge ada po 2 milhões de habi an es (Mo ais e Oli ei a, 1994).
Pode-se compa a a ans o mação de u as em inho como um luxo de ma e iais (Pi a,
2005). Como al, se i e mos em a enção ao luxo de en ada (u as, água, p odu os enológicos
e p odu os de limpeza e desin eção, en e ou os), deduzimos que os p odu os inais se ão o
inho mas ambém o e luen e ge ado e os subp odu os esul an es da ini icação.
Ci ados po Pi a, (2005), Ai oldi e al (2004) es imam que a p odução de esíduos seja ce ca
de 1,3 a 1,5 kg (po cada li o de inho p oduzido), sendo 75% EVs, 24% de subp odu os de
ini icação e 1% de esíduos sólidos.
2.1 P ocesso de Vini icação
a) Receção das u as
A eceção das u as é ei a em con en o es de g ande dimensão ou em caixas de 20-30 kg,
sendo despejada no egão de eceção ou di e amen e no esmagado -desengaçado (Peynaud,
1981).
Exis em di e sas manei as de aze chega a u a à adega, sendo semp e necessá ia
pa icula a enção, de endo se e i ada a con aminação mic obiana que pode oco e de ido ao
esmagamen o pa cial das u as e à exposição a empe a u a ele ada (Pi a, 2005).
b) Esmagamen o / Desengace
O esmagamen o é is o como a u u a da pelicula e a ex ação do mos o sem esmaga a
g ainha, podendo se pa cial (pisa a pés) ou o al.
Já o desengace consis e em e i a a pa e lenhosa (engaço) do cacho. Es a écnica é
impo an e pois a o ece a diminuição do olume das massas, o aumen o do g au alcoólico e de
acidez, a diminuição da axa de aninos, o aumen o da in ensidade de co , en e ou os, sendo já
in oduzida dum modo ge al nas ecnologias de ini icação a g ande ou pequena escala. O
engaço esul an e des e p ocesso é u ilizado como compos o no ab ico de co e i os o gânicos
(Pi a, 2005).
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
11
c) Depu ação
Após o esmagamen o e du an e a decan ação, é necessá io adiciona co e o es de pH e/ou
acidez, desin e an es e/ou cla i ican es com a capacidade de o ma locos que sedimen am,
a as ando as pa ículas esponsá eis pela u ação do inho. Des e modo consegue-se que o
mesmo cla eie, podendo-se chama a es e mé odo como “colagem” dos inhos (Pi a, 2005)
A adição de desin e an es ambém em o obje i o de a o ece a dissolução dos ácidos
o gânicos p esen es no mos o e e a da o desen ol imen o de bac é ias (Viei a, 2010)
d) Fe men ação alcoólica / Mace ação
Quando o p ocesso de depu ação e mina, coloca-se o mos o (já desin e ado e co igido) em
cubas de e men ação, sendo a adição de le edu as e/ou enzimas acul a i a. Seguidamen e
inicia-se a e men ação, cuja du ação pode a ia (15 dias ou mais).
O p ocesso de mace ação é apenas ei o nos inhos in os. É es e p ocesso que ai
di e encia o inho in o do inho b anco, nomeadamen e nas suas ca ac e ís icas isuais, no seu
palada e no seu odo (Pi a, 2005).
e) 1ª T as ega / Decan ação / P ensagem
Findada a e men ação segue-se a as ega pa a as cubas de decan ação. Es a decan ação
ai o igina bo as que são cons i uídas po esíduos de u a, le edu as e bac é ias, podendo
ep esen a a é ce ca de 20% do olume o al da cuba. Já a p ensagem é necessá ia pa a
emo e o mos o esidual, exe cendo uma p essão sob e as u as esmagadas, o iginando assim
o enxugamen o do bagaço.
No inal o mos o esidual é en iado, jun amen e com as bo as, pa a uma cen al de
ecupe ação de subp odu os do inho (Pi a, 2005).
) Fe men ação malolác ica
Es e p ocesso oco e na maio ia das ezes depois da e men ação alcoólica, quando os
inhos já “limpos” são anspo ados pa a as cubas de a mazenamen o.
Como al são adicionadas bac é ias lá icas que ão ans o ma o ácido málico em ácido lá ico
com o obje i o de limi a a acidez do inho, ans o mando uma pa e dele num ácido ca bónico
olá il que pos e io men e e apo a-se.
Es a e men ação ambém em a unção de “amacia ” os inhos (Papo de Vinho, 2012).
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
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g) Cla i icação / Es abilização / Fil ação / Acabamen o
A cla i icação oco e po colagem que signi ica adiciona ao inho um p odu o cla i ican e
(p incipalmen e ben oni e, en e ou os) que em uma ca ga opos a ao elemen o que se á
cla i icado. Quando adicionado, o cla i ican e coagula com as pa ículas esponsá eis pelos
aninos, le ando ao aumen o do peso e deposição no undo da cuba. Se o eo em aninos do
inho o baixa pode oco e uma sob e colagem, le ando à não- o mação de locos. Se al
oco e , o inho é enga a ado com o p odu o adicionado, podendo locula na p óp ia ga a a se
es i e sujei o a baixas empe a u as.
Em seguida p ocede-se à es abilização, que oco e a baixas empe a u as, ajudando na
limpidez. Es e p ocesso é esponsá el pela p ecipi ação de c is ais (sais a á icos de po ássio e
cálcio) e a p ecipi ação de coloidais como as ma é ias co an es do inho. Subme e-se o inho a
uma empe a u a baixa (na o dem dos 5 g aus nega i os) le ando à p ecipi ação ápida dos
compos os.
Imedia amen e após a es abilização oco e a il ação que não é nada mais que il a o inho
pa a que es e possa chega ao consumido o mais “limpo” possí el, eliminando assim as
pa ículas em suspensão as que se deposi a am no undo do anque (Papo de Vinho, 2012).
A p odução de e luen es inícolas du an e es as ases inais é signi ica i a, u o da la agem
dos equipamen os u ilizados nes es p ocessos, incluindo os p odu os il ados (Pi a, 2005).
h) Enga a amen o
Es a é a úl ima e apa do p ocesso de ini icação e que consis e em adiciona um olume
exa o de inho numa ga a a, pos e io men e o ulada e echada com uma olha (Viei a, 2010).
2.2 E luen es Vinícolas (EV’s)
Como e e ido an e io men e, es ima-se que 75% dos esíduos p oduzidos na p odução de
inho sejam EV’s.
Os EV’s em mui o se assemelham ao inho, pa icula men e à sua composição química. São
cons i uídos po açúca es, álcool, es e es, ácidos o gânicos, compos os enólicos, le edu as,
bac é ias e compos os biodeg adá eis (à exceção dos poli enóis) (Rod igues e al. 2004,
Melamane e al. 2007), podendo se compos os po duas ases dis in as (Rocha d e Viaud, 2000;
Jou jon e al., 2001 e Desenne e al., 2003):
- Fase Solú el: al o índice de biodeg adabilidade (com exceção dos poli enóis), cons i uída
po compos os o gânicos e mine ais indos da u a, do inho e dos p odu os usados na
ini icação e na limpeza;
- Fase Insolú el: baixo índice de biodeg adabilidade, compos a po pa ículas o gânicas e
mine ais o iginá ias da u a, do inho e seus p odu os. Pode ão ainda se encon ados, nes a
ase, es ígios de óleos e lub i ican es u ilizados na maquina ia.
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
13
2.2.1 Ca ac e ização dos EV’s
Nunca se chegou a um consenso quan o à ca ac e ização dos EV’s. Con udo, após a
elabo ação de á ios es udos de ca ac e ização, a ní el mundial, oi possí el de ini alo es
médios globais pa a a sua composição ísico química, u ilizando os seguin es pa âme os (Mulle
e al., 1999):
- Ca ência Química de Oxigénio (CQO) – Rep esen a a quan idade o al de ma é ia oxidá el
p esen e no e luen e e co esponde à quan idade o al de oxigénio essencial pa a oxida a
ma é ia o gânica e mine al p esen es no mesmo (Pi a, 2005).
- Ca ência Bioquímica de Oxigénio (CBO5) – Rep esen a a quan idade o al de ma é ia
biodeg adá el exis en e no e luen e e co esponde à quan idade de oxigénio que os
mic o ganismos necessi am pa a oxida compos os ca bónicos biodeg adá eis p esen es no
mesmo (Pi a, 2005).
- Sólidos Suspensos (SST e SSV) – Rep esen am os cons i uin es não solú eis do e luen e,
sendo e e idos como Sólidos Suspensos To ais (SST), que co espondem à o alidade das
ações o gânica e ino gânica em suspensão e como Sólidos Suspensos Volá eis (SSV), que
co espondem à ação o gânica em suspensão (Pi a, 2005).
- pH – O pH de ine a acidez do meio. Em ge al os EV’s êm um pH ácido (Dua e e al., 2004a).
- Tu bidez – Rep esen a o g au de opacidade à luz do EV, podendo se es imada isualmen e
na adega ou a a és de apa elhos especí icos pa a al ( u bidíme os) (Pi a, 2005).
- Azo o To al (N ) – O Azo o To al pode se es imado pelo Azo o de Kjeldahl, co espondendo
ao eo em azo o o gânico e amoniacal p esen e nos e luen es. É ele an e conside a ambém
os ni i os e ni a os quando se p e ende de e mina o N (Pi a, 2005).
- Fós o o To al (P) – A alia o eo em ós o o o gânico e mine al dos EV’s (Pi a, 2005).
Pa a além des es pa âme os, exis em ou os que possibili am uma melho a aliação do
e luen e: ma é ia oxidá el, condu i idade, es es biológicos de oxicidade e a biodeg adabilidade
(calculada a pa i da azão en e a CBO5 e a CQO). Nes e abalho apenas i emos ala da CQO,
CBO5, SST, pH e biodeg adabilidade.
Assim, e endo em con a es es pa âme os, os e luen es inícolas podem se ca ac e izados
po um al o eo em ma é ia o gânica (CQO = 500 – 20 000 mg O2/L, CBO5 = 500 – 15 000 mg
O2/L), se em ácidos (pH en e 3 e 5), icos em SST (100 – 15 000 mg SST/L) e ca en es em
azo o e ós o o (Viei a, 2009).
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Sazonalidade e Picos de Caudal
Os EV’s ge ados du an e um ciclo anual ap esen am um ca á e sazonal (concen ando-se
nos meses de Se emb o a Dezemb o) e g ande a iabilidade no empo de ido aos di e en es
p ocessos de p odução (que a iam de adega pa a adega) e à a iabilidade da ma é ia-p ima.
Algumas ope ações, como a indima, são ealizadas du an e um pe íodo mui o pa icula ,
consumindo ele ados olumes de água e o iginando e luen es mui o poluen es. Po ou o lado
exis em ou as ope ações que se p olongam po alguns meses p oduzindo poucos e luen es,
podendo a é exis i al u as do ano em que a p odução de e luen es é quase nula (Pi a, 2005).
Mesmo du an e a época das indimas o caudal de EV’s a ia no empo, oco endo picos de
caudal en e as 15 e as 19 ho as, sendo eduzidas nos es an es pe íodos (Cae ano e Be a dino,
1998 e Be a dino e al., 2001).
Cons a a-se, de um modo ge al, que a maio ia da ca ga poluen e e do olume de EV’s (ce ca
de 60%) é ge ado nas 5 semanas pos e io es ao início da indima (0,8-1,4 L EV’s po li o de
inho p oduzido), sendo 40% do o al co esponden e à indima em si e o es an e às as egas
(Rocha d e Viaud, 2000; Pi a, 2005).
2.2.2 Impac es Ambien ais dos EV’s
Pa a se a alia os impac es ambien ais esul an es da ini icação é essencial iden i ica os
esíduos sólidos e os e luen es p oduzidos ao longo de odo o sis ema de ab icação do inho.
Em seguida, na abela 2.1, são exibidos os p odu os poluen es esul an es em cada ase do
p ocesso de ini icação.
Tabela 2.1 - P odu os poluen es das á ias ases do p ocesso de ini icação.
Receção das u as:
E luen e p o enien e da la agem de con en o es,
caixas e egões de eceção.
Esmagamen o/Desengace:
E luen e p o enien e da la agem do chão da
adega, das máquinas e das pe das de u as ou
mos o;
Resíduos sólidos como olhas e engaço.
Decan ação/P ensagem:
E luen e p o enien e da la agem dos anques, p é-
la agem dos anques de es abilização, limpeza da
p ensa e pe das de inho du an e a decan ação;
Bo as cons i uídas po esíduos de u as,
le edu as, bac é ias e subs âncias desconhecidas.
Es abilização/Cla i icação:
E luen e p o enien e da la agem dos anques, p é-
la agem dos anques de a mazenamen o, limpeza
dos il os, anspo e das bombas, la agem dos
a mazéns e pe das de inho du an e a il ação;
Resíduos sólidos como e as de il ação.
Enga a amen o:
E luen e p o enien e da la agem das cubas, das
máquinas de enga a amen o e dos a mazéns.
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2 Fe2+ + H2O2 + 2 H+ → 2 Fe3+ + 2 H2O (8)
Pa a oco e a decomposição do H2O2 é necessá io que o meio seja ácido (pH en e 3 e 6)
pa a que a p odução de adicais hid oxilo seja a maio possí el. De aco do com á ios au o es,
o alo de pH p óximo de 3 é aquele que é mais consensual (Dan as e al., 2005).
Es e p ocesso pode se u ilizado como um p é- a amen o, diminuindo a oxicidade a
mon an e de um p ocesso biológico con encional, quando es e úl imo não consegue a a o
e luen e de ido ao ele ado ní el de ca ga o gânica e/ou baixa biodeg adabilidade (Cas o e al.,
2001).
3.1.1 Aplicações
O eagen e de Fen on é aplicado no a amen o de águas esiduais quando se que p oduzi
os seguin es e ei os:
- Diminuição da oxicidade;
- Aumen o de biodeg adabilidade;
- Diminuição da CBO, CQO e TOC;
- Remoção de co e de odo .
3.1.2 Limi ações do a amen o de Fen on
Como já oi e e enciado an e io men e, exis em á ias limi ações in ínsecas à u ilização do
eagen e de Fen on como po exemplo a di ícil oxidação de alguns compos os o gânicos. A
o mação de ou os compos os com po encial óxico e que podem comp ome e a aplicabilidade
do a amen o ambém é ou a limi ação des e p ocesso. As lamas p oduzidas eque em
a amen o ap op iado se se quise aze um ap o ei amen o das mesmas. Caso con á io se ão
simplesmen e colocadas em a e os.
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
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3.2 P ocesso de coagulação
A coagulação é o p ocesso onde pa ículas coloidais e sólidos suspensos mui o inos,
p esen es no e luen e, são in e ligados pa a c ia aglome ados que podem se sepa ados po
sedimen ação, loculação, il ação, cen i ugação ou ou os meios de sepa ação. Es e p ocesso
é alcançado adicionando di e en es ipos de químicos (coagulan es) ao e luen e pa a p omo e
uma deses abilização dos coloides esul ando numa aglome ação dos mesmos.
Um dos bene ícios ine en es à coagulação é a adição de alguns coagulan es ao e luen e que
não só p o oca uma coagulação como ambém esul a na p ecipi ação de alguns compos os
solú eis, como os os a os, que podem es a p esen es no e luen e.
Os e ei os no a amen o de e luen es são a aglome ação e e en ual emoção de coloides
(p incipais esponsá eis pela u bidez do e luen e) e a p ecipi ação de algumas espécies
químicas em solução.
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4. Obje i os
O p incipal obje i o des a ese é desc e e e a alia um mé odo de a amen o de e luen es,
ealizado a uma escala pilo o, numa quin a com p odução inícola, comp eendendo as seguin es
e apas: Coagulação (adição de sul a o é ico ao e luen e e a sua homogeneização); Oxidação e
Neu alização.
Assim se á possí el eduzi os picos de ca ga poluen e dos e luen es p oduzidos du an e a
época das indimas pa a alo es médios exis en es o a desse pe íodo. Es e es udo à escala
pilo o ai se an ajoso pa a o a amen o desses e luen es na medida em que ai pe mi i um
dimensionamen o ap op iado das Es ações de T a amen o de Águas Residuais (ETAR) de
aco do com as necessidades exis en es o a da época das indimas, eduzindo assim os cus os
ope acionais e de in es imen o, como ambém ai possibili a uma ápida a uação, de o ma
simples, em ETAR’s exis en es que ap esen em de iciências ao ní el da e iciência do a amen o
dos e luen es em ques ão.
Pa a al é necessá io aze um es udo e analisa o p ocesso de a amen o a a és da a iação
de de e minados a o es como a concen ação de H2O2 e o pH e ambém a a és da a iação do
empo da eação após a adição de H2O2.
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5. Me odologia
Fo og a ias do pilo o indus ial (Figu as AI.1 a AI.10) e das amos as de e luen e (Figu as AII.1
a AII.3) são ap esen adas espe i amen e nos Anexos I e II.
Todo o p ocesso é con olado no quad o de con olo, sendo ei o de modo manual.
1. No quad o de con olo (Figu a AI.1) a i a-se a bomba hid áulica 1 (BH1), bombeando
e luen e inícola eal p o enien e dos anques de a mazenamen o (Figu a AI.2) pa a o
anque ea o (Figu as AI.3 e AI.8), com a denominação (TR), a é pe aze o olume
desejado.
2. Aquando do enchimen o do TR é e i ada uma amos a de e luen e, denominada po
“B u o” (Figu a AII.1), desligando-se a BH1 e echa-se o seu passado pa a e i a
possí eis ugas de e luen e.
3. Seguidamen e p ossegue-se à adição de sul a o é ico a 35% a é ao pH desejado (3,5)
con abilizando-se o empo de dosagem. Es a adição é ei a a a és de uma bomba
pe is ál ica, denominada bomba doseado a 4 (BD4) (Figu as AI.4 e AI.9). Nes e
momen o é ambém a i ado o agi ado do anque ea o (ATR) (Figu a AI.3), a elocidade
cons an e, de modo a homogeneiza o e luen e.
4. No inal da adição de sul a o é ico, e es ando o pH a 3,5 e i a-se uma amos a do
e luen e do TR, com a denominação “Coagulado”. Reco endo a um medido de pH e a
um agi ado po á eis, ai-se adiciona hid óxido de sódio à amos a a é o pH a ingi o
alo de 10,5 de modo a cessa a eação que oco e na mesma. Nes e momen o desliga-
se ambém o ATR, po o ma a p omo e a decan ação das lamas o madas.
5. Após um empo de espe a de ap oximadamen e 30 minu os, ecolhe-se uma no a
amos a do e luen e no TR, iden i icando-se es a amos a como “Sob enadan e” (Figu a
AII.2).
6. Seguidamen e liga-se a bomba hid áulica 2 (BH2) pa a e i a 5% (em olume) de lamas
o madas. Es a bomba ai bombea as lamas pa a um anque de lamas (TL) (Figu as
AI.6 e AI.7), que se ão pos e io men e en iadas pa a uma cen í uga pa a se em
desid a adas.
7. De seguida ol a-se a liga o ATR e liga-se a bomba doseado a 2 (BD2), bomba es a
que ai bombea o pe óxido de hid ogénio pa a o TR. Nes a al u a é ambém
con abilizado o empo de dosagem, que se á de aco do com a azão Fe:H2O2 es ipulada
an ecipadamen e.
8. Após o empo de dosagem es ipulado desliga-se a BD2 e e i a-se uma amos a à qual
e á o nome de “Oxidado 0 ho as”. Em seguida adiciona-se no amen e hid óxido de
sódio pa a pa a a eação que oco e na amos a e i ada. Um exemplo da amos a após
a amen o é ap esen ado na Figu a AII.3.
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9. Após 1, 2 e 3 ho as de eação se ão semp e e i adas no as amos as, que se ão
iden i icadas po “Oxidado 1 ho a”, “Oxidado 2 ho as” e “Oxidado 3 ho as” (no inal de
e i a cada amos a é ei a a adição de hid óxido de sódio pa a e mina a eação que
deco e na mesma).
10. No inal das 3 ho as, liga-se a bomba doseado a 5 (BD5) pa a inicia a adição de
Hid óxido de Sódio pa a aumen a o pH a é 10,5 de o ma a pa a a eação que oco e
no TR. O ATR é ambém ligado de modo a acili a a homogeneização. Todo o e luen e
a ado é, en ão, deixado a decan a no in e io da TR.
11. Finalizado o p ocesso de decan ação, liga-se a BH2 pa a e i a as lamas pa a o TL.
Depois de e i adas, liga-se a bomba doseado a 3 (BD3) pa a bombea ácido sul ú ico
de modo a neu aliza o sob enadan e emanescen e (pH en e 6,5 e 8,5). A ingido esse
pH, liga-se a bomba hid áulica 3 (BH3) pa a bombea o sob enadan e pa a o anque
biológico (SBR) (Figu a AI.5).
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Em seguida encon a-se o layou do pilo o indus ial:
Figu a 5.1 - Diag ama do p ocesso de oxidação a ançada do e luen e em es udo (Adap ado de: WineBioAOP)
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6. Técnicas Analí icas
6.1 CQO - Ca ência Química em Oxigénio
A de e minação des e pa âme o oi ealizada a a és de Closed Re lux Colo ime ic S anda d
Me hod 5220D (G eenbe g e al., 1985), que eco e à diges ão de uma amos a em meio ácido
du an e duas ho as na p esença de um oxidan e o e, o dic oma o de po ássio (K2C 2O7),e
sul a o de me cú io como ca alisado . No deco e da eação, os compos os o gânicos são
oxidados e o dic oma o de om ala anjado (C 2O7-) é eduzido a c oma o (C 3+) endo uma co
e de, sendo analisado a a és da colo ime ia. A elação en e a abso ância do c oma o e a
CQO é ob ida pela calib ação in e na do apa elho, que é egula men e e i icada com uma
solução s anda d de hid ogeno lala o de po ássio.
Como diges o oi usado o e mo ea o HANNA HI 839800 COD REACTOR e o o óme o HI
83224 pa a a análise de excesso de dic oma o.
6.2 CBO5 - Ca ência Bioquímica de Oxigénio
Es e pa âme o oi de e minado pela di e ença da quan idade de oxigénio en e a ase de
p epa ação e após o pe íodo de incubação. Foi p epa ada uma solução mine alizada,
denominada “água de diluição” compos a po clo e o de e o, sul a o de magnésio e clo e o de
cálcio. A es a “água” oi in oduzido a de o ma a oxigena o máximo possí el, po um pe íodo
de 24 ho as. Seguidamen e p epa ou-se o inóculo, com o ganismos o iundos de e a de ja dim
segundo o p ocedimen o desc i o no S anda d Me hods (G eenbe g e al., 1985). A cada balão
de E lenmeye de 300 ml (V) oi in oduzido 0,3 ml de inóculo, a “água de diluição”, um
de e minado olume de amos a (Vs), dependendo do seu alo de CQO, e mediu-se o oxigénio
dissol ido inicial (ODi) a a és de um medido de OD HANNA HI 4421. De seguida pe ez-se o
olume do balão de E lenmeye e echou-se pa a não ha e o mação de bolhas de a no in e io ,
sendo cada ensaio ealizado em duplicado. Após o pe íodo de incubação mediu-se o oxigénio
dissol ido inal (OD ) e a a és da diluição ealizada de e minou-se a CBO5 eco endo à equação
(6.1). Es a me odologia oi ambém aplicada com um asco sem amos a (B), de o ma a sabe
o alo de O2 consumido do inóculo po espi ação endógena.
𝐶𝐵𝑂5=(𝑂𝐷𝑖−𝑂𝐷𝑓)−(𝑂𝐷𝑖−𝑂𝐷𝑓)𝐵
𝑉𝑠
𝑉
(6.1)
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
28
6.3 pH
O pH oi de e minado a a és do mé odo po encióme o, usando um medido de pH HANNA
HI 4532, p e iamen e calib ado com uma solução ampão de pH 4,0 e 7,0.
6.4 Biodeg adabilidade do E luen e
A biodeg adabilidade de um e luen e é impo an e pa a se de ini , dimensiona ou con ola
os p ocessos de a amen o, assim elacionando es e pa âme o com a CBO e com a CQO
ob ém-se a biodeg adabilidade de um e luen e pela azão da CBO com a CQO:
𝐶𝐵𝑂5
𝐶𝑄𝑂 = 𝐵𝑖𝑜𝑑𝑒𝑔𝑟𝑎𝑑𝑎𝑙𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒
Quando a biodeg adabilidade de um e luen e ende pa a ze o, signi ica que é di ícil o seu
a amen o biológico, po ou o lado se o alo ende pa a 1 é um e luen e que pode se a ado
biologicamen e (Esplugas e al.,2004).
6.5 SST – Sólidos Suspensos To ais
Es e pa âme o oi analisado a a és de To al Suspended Solids D ied a 103-105 oC S anda d
Me hod 2540D (G eenbe g e al., 1985). Os sólidos suspensos o ais p esen es na amos a o am
de e minados pela il ação des a, usando il os de 0,45 µm cujas impu ezas o am e i adas
il ando água des ilada. Pos e io men e os il os o am colocados na es u a a 105 oC (pa a
e apo ação), seguindo-se um p ocesso de a e ecimen o no exsicado . Após es e p ocesso, os
il os o am pesados e p ocedeu-se à il ação de 40 ml de cada amos a. De seguida o am
sujei os no amen e à e apo ação em es u a a uma empe a u a de 105 oC e no exsicado pa a
a e ece em sendo pesados a segui . A de e minação dos SST oi ealizada da di e ença en e o
peso inal e inicial do il o.
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
29
7. Resul ados e Discussão
7.1 Ca ac e ização do E luen e B u o e das Amos as
O e luen e b u o usado p o eio da Quin a do Sol, si uada na Região Dema cada do Dou o,
esul an e da combinação de e luen es de la agem de cubas, cujas p op iedades químicas e
ísicas se ap esen am na abela 7.1.
Tabela 7.1 - Valo médio das p op iedades ísico-químicas do e luen e b u o em es udo.
CQO mg O2/L
2994 ± 209
CBO5 mg O2/L
917 ± 164
SST mg/L
150 ± 6
CBO5/CQO
0,31 ± 0,03
pH
4,48 ± 0,05
O e luen e em es udo ap esen a uma ca ga o gânica ele ada, com alo es de CQO de 2994
mg O2/L e uma biodeg adabilidade baixa (CBO5/CQO) = 0,31, sendo que um e luen e é
conside ado biodeg adá el quando a azão an e io é supe io a 0,4 (Esplugas e al.,2004).
Rela i amen e aos SST e i ica-se que o alo es á mui o acima do alo legislado, 60 mg/L
(Dec e o-Lei 236/98 de 1 de Agos o).
Fo am ealizados ês ensaios onde se ecolhe am e de ini am amos as de e luen e b u o
(B u o) do sob enadan e (SBN) e do oxidado (Oxi) sendo a p imei a e e en e ao e luen e à
en ada do anque ea o , sem qualque ipo de a amen o, a segunda alusi a à amos a do
e luen e após adição de sul a o é ico e decan ação e a e cei a ela i a à amos a do e luen e
após adição de pe óxido de hid ogénio e depois de 1 ho a, 2 ho as e 3 ho as de eação. No
ensaio 1 a azão de Fe:H2O2 escolhida oi 1:1, no ensaio 2 oi escolhida a azão de 1:1,5 e pa a
o ensaio 3 a azão escolhida oi de 1:0,5 (em empos de dosagem dos eagen es). Os esul ados
ob idos apesen am-se na abela 7.2.
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
30
Tabela 7.2 - Valo es ob idos dos pa âme os analisados pa a os di e en es ensaios.
Amos a
CQO
(mg O2/L)
CBO5
(mg O2/L)
SST
(mg/L)
CBO5/CQO
Ensaio 1 (Fe:H2O2 = 1:1)
SBN E1 pH 3,5
2836
n.d.
80
n.d.
Oxi E1 1H
732
n.d.
n.d.
n.d.
Oxi E1 2H
670
248
n.d.
0,37
Oxi E1 3H
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
Ensaio 2 (Fe:H2O2 = 1:1,5)
SBN E2 pH 4
2473
n.d.
47,5
n.d.
SBN E2 pH 3,5
2345
n.d.
32,5
n.d.
Oxi E2 1H
731
n.d.
n.d.
n.d.
Oxi E2 2H
670
295
n.d.
0,44
Oxi E2 3H
666
340
n.d.
0,51
Ensaio 3 (Fe:H2O2 = 1:0,5)
SBN E3 pH 3,5
1818
n.d.
27,5
n.d.
Oxi E3 1H
1109
n.d.
n.d.
n.d.
Oxi E3 2H
1149
n.d.
n.d.
n.d.
Oxi E3 3H
1182
686
n.d.
0,58
n.d. – não de inido
7.2 Ensaios P elimina es
O e luen e inícola é ca ac e izado po um pico de caudal e concen ação mui o in e io es ao
longo do ano, quando compa ados com o pe íodo de indima. Es e ac o implica que as Es ações
de T a amen o de Águas Residuais Indus iais (ETARI) des inadas ao a amen o des e ipo de
e luen es sejam dimensionadas pa a o pe íodo de pico de indima, icando assim
sob edimensionadas pa a o es o do ano.
A écnica ap esen ada nes a ese, isa acili a o dimensionamen o de u u as ETARI´s e
pe mi e nas já exis en es, nes e caso subdimensionadas, co igi o p oblema da al a de e icácia
de a amen o dos e luen es a a a .
Como al, an es de se p ocede ao a anque des e pilo o, o am ealizados á ios ensaios em
labo a ó io, simulando o mesmo p ocesso mas a uma escala mais pequena.
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
37
8. Conclusão
O p esen e abalho oi desen ol ido pa a con ibui pa a a a aliação do a amen o de um
e luen e inícola a a és da eação de Fen on a uma escala pilo o, de o ma a de e mina as
melho es condições de ope ação do mesmo.
Pela análise dos esul ados ob idos conclui-se que a azão ideal e o:pe óxido de hid ogénio
é de 1:1 pois é aquela que pe mi e um a amen o mais e icien e. Ob e e-se, nes e caso uma
emoção da CQO na o dem dos 76% após 120 minu os de eação.
Fez-se a ia as condições ope a ó ias, nomeadamen e a concen ação de pe óxido de
hid ogénio e de e o no meio, que in luenciam di e amen e a e iciência do p ocesso es udado.
Is o de e-se ao e ei o de “sca enge ” onde a p esença em excesso de qualque um des es dois
eagen es o igina eações compe i i as especialmen e en e os adicais hid oxilo e as di e en es
espécies de e o p esen es no e luen e. Es es adicais ão eagi ambém com o pe óxido de
hid ogénio em excesso le ando à o mação de adicais hid ope óxido (menos ea i os de ido ao
seu baixo po encial de oxidação) p o ocando uma diminuição na axa de emoção da CQO. Se
po um lado a e iciência da eação aumen a com a diminuição do pH, a um pH ó imo en e 3 e 4,
a pH mais ele ados oco e a decomposição do pe óxido de hid ogénio impossibili ando a
o mação de adicais hid oxilo e p ejudicando o p ocesso de deg adação p e endido.
A ealização des e abalho pe mi iu conclui que a eação de Fen on Homogéneo com uma
azão de 1:1 e ela-se ideal na deg adação ápida de e luen es inícolas, podendo se
desca egados di e amen e no cole o municipal sem necessi a de a amen o biológico.
Se, po ou o lado, o obje i o inal o a a o e luen e pa a pos e io a amen o biológico,
en ão a dosagem ideal deixa ia de se 1:1 e passa ia a se 1:0,5, pois é aquela que ap esen a o
maio alo de biodeg adabilidade.
8.1 Suges ões de abalho u u o
Com base nos esul ados ob idos nes e abalho, suge e-se pa a abalhos u u os:
T a amen o e espessamen o de lamas decan adas;
A aliação do a amen o biológico após o p ocesso químico;
A aliação de cus os;
O imização da concen ação de pe óxido de hid ogénio;
Adição de um no o ca alisado (Fe2+) pa a melho a a e iciência da emoção de lamas;
U ilização de um il o de a eias de o ma a melho a a depu ação do e luen e.
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
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P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
41
Anexos
Anexo I – Fo og a ias do Pilo o Indus ial
Anexo I.2 - Tanques de a mazenamen o.
Anexo I.1 - Quad o de Con olo.
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
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Anexo I.3 - Tanque ea o
Anexo I.4 - Bombas doseado as.
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43
Anexo I.5 - Tanque SBR.
Anexo I.6 - Tanque de Lamas.
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44
Anexo I.7 - Agi ado do anque de lamas.
Anexo I.8 - Agi ado do anque ea o .
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45
Anexo I.9 - Con olado de pH e bombas doseado as.
Anexo I.10 - Pilo o Indus ial.
P ocesso de Fen on Homogéneo pa a T a amen o de E luen es Vinícolas – Pilo o Indus ial
46
Anexo II – Amos as do e luen e b u o, sob enadan e (SBN) após adição de
sul a o é ico e oxidado (Oxi) após 3 ho as de a amen o
Anexo II.1 - E luen e B u o.