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Tratamento de vinhaça proveniente da produção de etanol via processo de oxidação avançada com reagente de fenton

Resumo

A vinhaça é um subproduto formado nas indústrias sucroalcooleiras que tem como principais características a alta carga orgânica e a acidez elevada, podendo prejudicar o solo e os lençóis freáticos durante sua biodegradação. O presente trabalho propõe uma forma de tratamento utilizando os Processos Oxidativos Avançados (POA’s) para atenuar esse resíduo e remover parcialmente a Demanda Biológica de Oxigênio (DBO), a Demanda Química de Oxigênio (DQO) e a turbidez, além de corrigir o pH ácido. Utilizando o Reagente de Fenton com um método analítico quantitativo foi possível obter resultados satisfatórios, reduzindo a DBO em 96,62%, turbidez em 99,3% e tornando o pH neutro (na faixa entre 6 e 7). Sabe-se que foi possível reduzir a DQO em no mínimo 4,86%, entretanto, houve dificuldades para a determinação desse percentual, visto que o reagente escolhido para a oxidação favorecia a formação de sais no fim do processo, interferindo na leitura dos resultados. Uma das dificuldades de implantação desse tratamento é o custo, pois apesar de eficiente pode ser demasiadamente oneroso, necessitando assim de mais estudos a fim de melhorar a relação custo benefício. O trabalho abre precedentes para estudos futuros acerca da utilização do efluente tratado na fertirrigação da cultura de cana-de-açúcar, pois este é rico em nutrientes benéficos ao solo.

Introdução

A cana de açúcar é uma das principais culturas da economia brasileira, sendo o Brasil não só o maior produtor de cana do mundo como também primeiro na produção de açúcar e etanol (CASTRO, 2016).

O etanol teve seu consumo elevado após a chamada crise do petróleo, em que o governo vislumbrou como alternativa para controlar o problema do balanço comercial a criação do Programa Nacional do Álcool, ou Proálcool, que trouxe além da solução a possibilidade de obter um combustível renovável produzido a partir da fermentação do caldo extraído da cana-de-açúcar, que é de fácil plantio e alto rendimento devido às condições favoráveis do país (WOLLINGER, 2003).

A Revolução industrial, no século XVIII, marcou o início de grandes evoluções nos processos industrias existentes, tornando-as essenciais para atender a demanda da sociedade moderna, que desde então vem se expandindo. Tendo em vista as necessidades básicas da população o homem desenvolveu diversas técnicas para processar matérias primas, modificando a exploração dos recursos naturais rapidamente e essa evolução trouxe inúmeros problemas ambientais. Dois principais podem ser citados: o acúmulo de matérias primas e insumos e a ineficiência dos processos de conversão, que causam a contaminação e o aumento de resíduos gerados (FIOREZE, SANTOS e SCHMACHETENBERG, 2014).

Não diferente dos demais processos tecnológicos, a produção do etanol gera resíduos e são estes o bagaço, a torta de filtro e a vinhaça. A torta de filtro não apresenta riscos ao meio ambiente, podendo ser descartada no solo, e o bagaço é utilizado para cogeração de energia da usina, porém, ainda há o que se pensar a respeito da vinhaça (CASTRO, 2016).

A vinhaça se trata de um líquido avermelhado com odor desagradável e extremamente rico em matéria orgânica, que se descartado in natura pode acarretar problemas ao solo (REZENDE, 1984). É o principal efluente formado após o processo de produção do álcool combustível, apresentando uma proporção de 10 a 15 litros de vinhaça para cada litro de etanol e possui uma demanda química de oxigênio 200 vezes superior à do esgoto doméstico (TRINDADE, 2015).

Ao se descartar a vinhaça in natura nos mananciais observa-se que há um aumento da proliferação de microrganismos, esgotando o oxigênio dissolvido na água e prejudicando a fauna e a flora local, enquanto nos solos, percebe-se uma alteração no pH e também nos macros nutrientes, podendo deixá-lo infértil para outras culturas. A problemática envolvendo poluentes tem aumentado a medida que cresce a responsabilidade das indústrias em controlar seus efluentes e na maioria dos casos são utilizados métodos biológicos. Porém, tal método possui restrições devido a sua eficiência quando empregado em determinadas classes de efluentes mais tóxicos. Nesses casos os tratamentos químicos tem se destacado como uma nova tecnologia mais eficiente (FIOREZE, SANTOS e SCHMACHETENBERG, 2014).

O objetivo do presente trabalho é demonstrar que, após realizar o tratamento abrandando esse rejeito para que não ocorra a saturação do solo, a vinhaça pode ser usada como adubo na plantação de cana-de-açúcar, diminuindo os impactos ambientais e trazendo assim um retorno financeiro à empresa que não precisará mais gastar com adubo mineral (PENHABEL, 2015). Para tanto, uma das formas viáveis para abrandar a vinhaça é através do processo de oxidação via reagente de Fenton, o qual vem se mostrando como uma alternativa eficiente para solucionar este problema, visto que apresenta grande potencial para o tratamento de rejeitos dessa natureza (CASTRO e FARIA, 2001).

Esse método tem como base as propriedades demasiadamente oxidantes de uma solução de peróxido de hidrogênio e íons Fe 2+. Ao fazer uso dessa solução em uma amostra de vinhaça as moléculas orgânicas serão oxidadas sem a necessidade de altas pressões e maquinários complexos. Essa reação em cadeia funcionaria para abrandar o resíduo, diminuindo seus níveis de toxicidade (CASTRO e FARIA, 2001).

Após o tratamento os aspectos prejudiciais ao meio ambiente, tais como pH, turbidez e altos níveis de demanda bioquímica de oxigênio e demanda química de oxigênio foram reduzidos e alcançaram níveis aceitáveis para sua utilização na fertirrigação, não ferindo o que está disposto na norma técnica P4.231 da CETESB, que estabelece os critérios necessários para a disposição de vinhaça no solo. Sendo assim, é importante manter esse tipo de discussão para que se possa alinhar o crescimento econômico do país com a preservação do meio ambiente e dos recursos naturais, realizando um desenvolvimento sustentável.

Autores: Charles Henrique Rosário Júnior; Felipe Caprini Fernandes; Jessica Caetano Morais; Leonardo Barbosa Junior; Ludmila Correia de Oliveira; Thiessa Dos Santos Ferreira e Me. Mariana de Jesus Lima.

 

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