Caracterização e tratamento de um efluente de forjaria

Abstract

As atividades industriais possuem alto potencial poluidor, gerando grandes quantidades de resíduos sólidos, emissões gasosas e efluentes líquidos. Dentre as atividades realizadas pelas indústrias de base, como o setor metalúrgico, destaca-se o forjamento. Durante o forjamento, é necessária a aplicação de um lubrificante sobre a peça, a fim de reduzir o atrito metal-metal, possibilitar a remoção da peça forjada do interior da matriz bem como arrefecer, proteger e prolongar a vida útil das matrizes. O lubrificante à base de grafite é o mais utilizado, sendo vastamente empregado nas forjarias industriais. Em uma metalúrgica produtora de autopeças, situada na cidade de Charqueadas – RS, opera uma forjaria que, historicamente, empregou um lubrificante de grafite em base óleo cujo efluente é de extrema dificuldade para tratar. Essa empresa, em 2015, alterou seu processo produtivo, substituindo, em uma de suas três prensas, o lubrificante grafitado à base de óleo por um similar à base de água; com perspectiva de, em curto prazo, substituir o lubrificante nas demais prensas. Assim, o objetivo deste trabalho foi caracterizar o efluente gerado a partir do uso do lubrificante base água e definir um tratamento que apresente boa eficiência. Amostras de efluentes foram coletadas e caracterizadas em relação aos parâmetros previstos na licença de operação (LO) - pH, sólidos suspensos, sulfetos, DQO, DBO, P, N, Al, B, Pb, Cu, Fe, Ni, Zn e óleos e graxas. Uma destas amostras foi também caracterizada em relação a tensão superficial e propriedades das partículas suspensas - distribuição do tamanho de partículas, potencial zeta e ângulo de contato - e submetidas a estudos de tratamento de efluentes por coagulação/floculação para a remoção dos sólidos suspensos. Os processos de sedimentação e flotação por ar dissolvido (FAD) foram avaliados para remoção da fase sólida. Os resultados demonstraram que o efluente de forjaria base água apresenta uma alta concentração de sólidos suspensos, basicamente partículas de grafite na faixa granulométrica de 1,9 a 13,6 µm. O efluente apresenta ainda quantidades substanciais de óleos e graxas, nitrogênio, ferro, alumínio e boro. A carga orgânica é elevada, mas principalmente de natureza não biodegradável. O processo de tratamento do efluente deve iniciar pela remoção do material suspenso, que pode ser realizado por coagulação-floculação. A coagulação foi realizada empregando uma concentração de 360 mg Al/L na forma de PAC e 25 mg/L de polímero floculante (poliacrilamida catiônica). A separação dos flocos pode ser realizada tanto por sedimentação como por FAD, entretanto a alta concentração de sólidos exige deste último uma alta taxa de reciclo e uma pressão de saturação elevada. Assim, sugere-se que o tratamento seja realizado por sedimentação e complementado por uma etapa de filtração. O tratamento proposto apresentou eficiências de remoção superiores a 90% para os parâmetros exigidos pela LO, com exceção de boro e nitrogênio, cuja eficiência foi de 22,5% e 45,8%, respectivamente. Contudo, os parâmetros DBO, DQO, nitrogênio e boro ainda se apresentam acima dos limites da LO; de forma que operações complementares de tratamento são necessárias. O lodo gerado apresenta uma alta concentração de grafite, presume-se que acima de 97%. Esse material, após desidratado e compactado, apresenta potencial de aplicação em setores diversos. Conclui-se que há benefícios na substituição do lubrificante no que diz respeito a simplificação do processo de tratamento e a possibilidade de obtenção de um lodo rico em grafite.