UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM SANEAMENTO E MEIO AMBIENTE ESPECIALIZAÇÃO EM SANEAMENTO E MEIO AMBIENTE Mariana Alves Pinto Januário AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE EFLUENTES DE TRÊSINDÚSTRIAS DE ABATE DE BOVINOS E SUÍNOS EM MINAS GERAIS: ESTUDO DE CASO Belo Horizonte 2012 Mariana Alves Pinto Januário AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE EFLUENTES NO ATENDIMENTO AOS LIMITES LEGAIS DE LANÇAMENTO, EM TRÊS INDÚSTRIAS DE ABATE DE BOVINOS E SUÍNOS EM MINAS GERAIS: ESTUDO DE CASO Monografia apresentada ao curso de Especialização em Saneamento e Meio Ambiente da Universidade Federal de Minas Gerais, como requisito parcial à obtenção do título de Especialista em Saneamento e Meio Ambiente. Área de concentração: Tratamento de Águas de Abastecimento e Residuárias Orientador: Profa. Dra. Silvia Corrêa Oliveira Co-Orientador: Prof. Artur Tôrres Filho Belo Horizonte, 2012 AGRADECIMENTOS Agradeço primeiramente à Deus, por sempre iluminar minha mente e meu coração para seguir firme meu caminho e enfrentar os desafios. Aos meus pais, Carlos e Elisete, meus maiores exemplos de honestidade e amor, e a quem devo tudo nessa vida. À minha família, em especial minha irmã por sempre estar ao meu lado, não importa qual desafio, e minha tia Elizabeth, pela sabedoria e carinho de mãe. Ao meu amado noivo, Carlos, pelo carinho, companheirismo, compreensão e pelo apoio incondicional em todas as horas, sejam alegres ou difíceis. Aos meus amigos, Natália, Júnior e Fernanda, por sempre estarem presentes em minha vida, tornando-a sempre mais leve e divertida. A todos os meus colegas do Curso de Pós-Graduação, pelo companheirismo, pelo altruísmo e simplesmente por tornarem a segunda-feira um dia muito mais alegre. À Vanessa, Daniele, Keite, Damião e Filipe, por mostrarem que uma atividade em grupo pode tornar simples colegas de aula em amigos muito especiais. À minha Professora orientadora Silvia, pelos ensinamentos repassados, pela paciência e dedicação. Ao meu chefe, co-orientador e amigo, Artur Tôrres, por transformar situações de tensão em momentos alegres, pelo carinho e pela dedicação em repassar seu conhecimento. Às empresas Engenho 9, FRIGOBET, MAFRIAL e FRISA, pela disponibilização de dados, possibilitando dessa forma, a elaboração do trabalho. A todos que sempre me apoiaram e acreditaram em mim. RESUMO O presente estudo tem como objetivo avaliar o desempenho quanto à remoção de cargas orgânicas de três estações de tratamento de efluentes (ETE) de frigoríficos de abate de bovinos e suínos do estado de Minas Gerais.Foram analisadas campanhas de amostragens dos efluentes líquidos brutos e tratados de cada ETE, avaliando os parâmetros Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), Demanda Química de Oxigênio (DQO),Sólidos Suspensos, e Óleos e Graxas. Os sistemas de tratamento das três ETEs avaliadas são constituídos basicamente por sistemas semelhantes formados por um tratamento preliminar e primário, e por um tratamento secundário (biológico) com lagoas de estabilização (lagoa anaeróbia, lagoa aerada de mistura completa e lagoa de decantação). Após análise das amostras dos efluentes brutos e tratados, compararam-se os resultados obtidos em relação às concentrações dos quatro parâmetros, bem como o cálculo da eficiência de remoção de cargas orgânicas. Com a obtenção dos resultados, compararam-se os valores com os limites impostos pela Deliberação Normativa Conjunta COPAM/CERH nº01/08, verificando quais parâmetros e quantos resultados apresentaram violações aos padrões. Durante o desenvolvimento do presente trabalho, foram relatadas eficiências médias de remoção de DBO de 97,4%, 98,7% e 95,8% e de remoção de DQO de 94,5%, 96,4% e 93,3%, para as estações dos frigoríficos 1, 2 e 3, respectivamente. Para o parâmetro Óleos e graxas apresentou-se um total de 6 violações, sendo que as indústrias 2 e 3 apresentaram 1 violação cada, e a indústria 1 apresentou o maior número de violações, 4 do total. O parâmetro sólidos em suspensão apresentou maior quantidade de valores fora dos padrões estabelecidos pela legislação ambiental, totalizando 28 violações nas três ETEs avaliadas. A partir da quantificação das violações encontradas, e quais estações de tratamento apresentaram tais violações, foram realizados testes estatísticos com o intuito de descobrir se existem diferenças significativas entre essas estações. Palavras chave: Indústrias frigoríficas, efluentes líquidos, carga orgânica. SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS ................................................................................................................. I LISTA DE TABELAS ............................................................................................................. III LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS ........................................................ IV 1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................................... 1 2. OBJETIVOS ........................................................................................................................... 5 2.1. OBJETIVO GERAL ........................................................................................................ 5 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................................................... 5 3. REVISÃO DE LITERATURA .............................................................................................. 6 3.1. CARACTERIZAÇÃO DO SETOR PECUÁRIO ............................................................ 6 3.1.1. Rebanho Bovino ........................................................................................................ 7 3.1.2. Rebanho Suíno .......................................................................................................... 9 3.2. PROCESSO INDUSTRIAL DE ABATE DE BOVINOS E SUÍNOS .......................... 11 3.2.1. Abate de Bovinos .................................................................................................... 12 3.2.2. Abate de Suínos ....................................................................................................... 12 3.2.3. Usos da água............................................................................................................ 13 3.2.4. Fluxogramas do abate de bovinos e suínos com geração dos efluentes .................. 14 3.3. SISTEMA DE TRATAMENTO – LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO ........................ 16 3.3.1. Lagoa Anaeróbia ..................................................................................................... 16 3.3.2. Lagoa Aerada de Mistura Completa........................................................................ 17 3.3.3. Lagoa de Decantação .............................................................................................. 17 3.4. LEGISLAÇÃO AMBIENTAL ...................................................................................... 18 4. METODOLOGIA ................................................................................................................. 22 4.1. INDÚSTRIAS DE ABATE ........................................................................................... 22 4.1.1. Caracterização das unidades frigoríficas ................................................................. 22 4.1.2. Caracterizaçãodas Estações de Tratamento de Efluentes ........................................ 23 4.2. TRATAMENTO ESTATÍSTICO DOS DADOS .......................................................... 27 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................................... 28 5.1. TRATAMENTO ESTATÍSTICO DOS DADOS .......................................................... 28 5.1.1. Avaliação de desempenho das estações de tratamento ........................................... 28 5.1.2. Estatística Descritiva ............................................................................................... 41 5.1.3. Representação gráfica – Box-Whisker .................................................................... 42 5.1.4. Comparação Entre As Estações De Tratamento ..................................................... 47 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS E RECOMENDAÇÕES ....................................................... 51 7. REFERÊNCIAS BILIOGRÁFICAS .................................................................................... 53 APÊNDICE A – TABELAS COM OS VALORES DOS PARÂMETROS DBO, DQO, OG E SS. ............................................................................................................................................. 56 APÊNDICE B – TESTE DE HIPÓTESES (KRUSKAL-WALLIS) ....................................... 65 ANEXO 1 – PROCESSO PRODUTIVO: ABATE DE BOVINOS ........................................ 68 ANEXO 2 – PROCESSO PRODUTIVO: ABATE DE SUÍNOS ............................................ 70 LISTA DE FIGURAS Figura 1– Principais países produtores de carne bovina............................................................. 7 Figura 2 – Principais países exportadores de carne bovina ........................................................ 8 Figura 3-Valores regionais de abate de bovinos (Ano 2011) ..................................................... 8 Figura 4–Valores regionais de abate de suínos (Ano 2011) ..................................................... 11 Figura 5 – Fluxograma básico de abate de suínos .................................................................... 14 Figura 6 – Fluxograma básico de abate de bovinos.................................................................. 15 Figura 7 – Fluxograma geral das estações de tratamento de efluentes. .................................... 26 Figura 8 – Tratamento secundário do frigorífico 1................................................................... 26 Figura 9 – Tratamento secundário do frigorífico 2................................................................... 27 Figura 10- Valores de concentração de DBO afluente e efluente ao sistema de tratamentodo 5 Frigorífico 1. ............................................................................................................................. 29 Figura 11- Valores de concentração de DQO afluente e efluente ao sistema de tratamentodo Frigorífico 1. ............................................................................................................................. 30 Figura 12 - Valores de concentração de Óleos e Graxas na entrada da ETEdo Frigorífico 1. . 31 Figura 13 - Valores de concentração de Óleos e Graxas na saída da ETEdo Frigorífico 1. .... 31 Figura 14 - Valores de concentração de Sólidos Suspensos na entrada da ETEdo Frigorífico 1. .................................................................................................................................................. 32 Figura 15 - Valores de concentração de Sólidos Suspensos na saída da ETEdo Frigorífico 1. 32 Figura 16 - Valores de concentração de DBO afluente e efluente ao sistema de tratamento do 5 Frigorífico 2. ............................................................................................................................. 33 Figura 17 - Valores de concentração de DQO afluente e efluente ao sistema de tratamentodo Frigorífico 2. ............................................................................................................................. 34 Figura 18 - Valores de concentração de Óleos e Graxas na entrada da ETEdo Frigorífico 2. . 34 Figura 19 - Valores de concentração de Óleos e Graxas na saída da ETE do Frigorífico 2. ... 35 Figura 20 - Valores de concentração de Sólidos em Suspensão na entrada da ETEdo Frigorífico 2. ............................................................................................................................. 35 Figura 21- Valores de concentração de Sólidos em Suspensão na saída da ETEdo Frigorífico 2. ............................................................................................................................................... 36 Figura 22 - Valores de concentração de DBO afluente e efluente ao sistema de tratamentodo 5 Frigorífico 3. ............................................................................................................................. 37 I Figura 23- Valores de concentração de DQO afluente e efluente ao sistema de tratamentodo Frigorífico 3. ............................................................................................................................. 38 Figura 24 - Valores de concentração de Óleos e Graxas na entrada da ETEdo Frigorífico 3. . 39 Figura 25- Valores de concentração de Óleos e Graxas na saída da ETEdo Frigorífico 3. ..... 39 Figura 26 - Valores de concentração de Sólidos Suspensos na entrada da ETEdo Frigorífico 3. .................................................................................................................................................. 40 Figura 27 - Valores de concentração de Sólidos Suspensos na saída da ETEdo Frigorífico 3. 40 Figura 28 – Eficiência de remoção de DBO na ETE 1 ............................................................. 42 Figura 29 – Eficiência de remoção de DBO na ETE 2. ............................................................ 42 Figura 30 – Eficiência de remoção de DBO na ETE 3. ............................................................ 43 Figura 31 – Eficiência de remoção de DQO na ETE 1. ........................................................... 43 Figura 32 – Eficiência de remoção de DQO na ETE 2. ........................................................... 44 Figura 33 – Eficiência de remoção de DQO na ETE 3. ........................................................... 44 Figura 34 – Valores de Óleos e graxas nos resultados do efluente na ETE 1. ......................... 45 Figura 35 – Valores de Óleos e graxas nos resultados do efluente na ETE 2. ......................... 45 Figura 36 – Valores de Óleos e graxas nos resultados do efluente na ETE 3. ......................... 45 Figura 37 – Valores de Sólidos suspensos nos resultados do efluente na ETE 1. .................... 46 Figura 38 – Valores de Sólidos suspensos nos resultados do efluente na ETE 2. .................... 46 Figura 39 – Valores de Sólidos suspensos nos resultados do efluente na ETE 3. .................... 47 Figura 40 – Esfola. ................................................................................................................... 68 Figura 41 – Processo produtivo. ............................................................................................... 68 Figura 42 – Processo produtivo. ............................................................................................... 69 Figura 43 – Meias carcaças. ..................................................................................................... 69 Figura 44 – Baias dos animais. ................................................................................................. 70 Figura 45 – Insensibilização dos animais. ................................................................................ 70 Figura 46 – Sangria. ................................................................................................................. 71 Figura 47 – Escaldagem. .......................................................................................................... 71 Figura 48 – Toalete e chamuscagem. ....................................................................................... 72 Figura 49 – Transporte aéreo dos animais. ............................................................................... 72 Figura 50 – Serra de carcaça..................................................................................................... 73 Figura 51 – Lavagem das meias-carcaças. ............................................................................... 73 II LISTA DE TABELAS Tabela 1– Dados de produção anual de carne suína ................................................................... 9 Tabela 2 – Dados de exportação anual de carne suína ............................................................. 10 Tabela 3 - Características dos principais sistemas de lagoas de estabilização ......................... 18 Tabela 4 - Principais parâmetros de projeto das lagoas de estabilização ................................. 18 Tabela 5 - Padrões de lançamento em corpo d’água. ............................................................... 21 Tabela 6–Valores do efluente tratado na ETE do Frigorífico 1. .............................................. 41 Tabela 7 – Valores do efluente tratado na ETE do Frigorífico 2. ............................................ 41 Tabela 8 – Valores do efluente tratado na ETE do Frigorífico 3. ............................................ 41 Tabela 9 – Número de violações das ETES (por parâmetro e totais) ....................................... 47 Tabela 10 - Valores médios das concentrações afluentes e efluentes aos sistemas de tratamento. ................................................................................................................................ 48 Tabela 11 – Valores afluentes e efluentes das concentrações dos principais parâmetros do frigorífico 1 durante os anos 2009, 2010 e 2011. ..................................................................... 56 Tabela 12 – Valores afluentes e efluentes das concentrações dos principais parâmetros do frigorífico 2 durante os anos 2009, 2010 e 2011. ..................................................................... 59 Tabela 13 – Valores afluentes e efluentes das concentrações dos principais parâmetros do frigorífico 3 durante os anos 2009, 2010 e 2011. ..................................................................... 62 Tabela 14 - Número de violações aos padrões por estação de tratamento. .............................. 65 Tabela 15 - Conversão dos dados em classificações. ............................................................... 66 Tabela 16 – Valores críticos da distribuição H de Kruskal-Wallis .......................................... 67 III LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS ETE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES CERH CONSELHO ESTADUAL DE RECURSOS HÍDRICOS DO ESTADO DE MINAS GERAIS CONAMA CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE COPAM CONSELHO ESTADUAL DE POLÍTICA AMBIENTAL DBO DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO DIPOA DEPARTAMENTO DE INSPEÇÃO DE PRODUTOS DE ORIGEM ANIMAL DN DELIBERAÇÃO NORMATIVA DQO DEMANDA QUÍMICA DE OXIGÊNIO DAS SECRETARIA DE DEFESA AGROPECUÁRIA SIF SERVIÇO DE INSPEÇÃO FEDERAL SS SÓLIDOS SUSPENSOS UASB “UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET” OIE ORGANIZAÇÃO INTERNACIONAL DE EPIZOOTIAS OG ÓLEOS E GRAXAS IV