PT105455B

PT105455B - TREATMENT OF RESIDUAL WATERS OF THE CHEESE INDUSTRY BY SERIAL CHEMICAL PRECIPITATION, NATURAL NEUTRALIZATION AND BIODEGRADATION SERIES AEROPIA

Info

Publication number: PT105455B
Application number: PT105455A
Authority: PT
Inventors: Maria De Fatima Nunes De Carvalho; Ana Rita Da Silva Prazeres; Francisco Javier Rivas Toledo
Original assignee: Inst Politecnico De Beja
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2013-11-08
Also published as: PT105455A

Abstract

A APLICAÇÃO DE PROCESSOS EM SÉRIE DE CLARIFICAÇÃO (PRECIPITAÇÃO QUÍMICA (PQ) SEGUIDO DE SEDIMENTAÇÃO POR CAMADAS), ESTABILIZAÇÃO NATURAL DE PH, POR CARBONATAÇÃO A PARTIR DO CO2 DO AR E BIODEGRADAÇÃO AERÓBIA (BA) CONSTITUEM UMA ALTERNATIVA EFICIENTE, ECONÓMICA E DE FÁCIL APLICAÇÃO NO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS DA INDÚSTRIA DE QUEIJO (ARIQ), QUER FRESCAS QUER ARMAZENADAS. A ETAPA DE PRECIPITAÇÃO OCORRE PELA ADIÇÃO DE CAL HIDRATADA ATÉ À OBTENÇÃO DE UM PRECIPITADO ABUNDANTE QUE APRESENTA SEDIMENTAÇÃO POR CAMADAS. A ETAPA DE CLARIFICAÇÃO PERMITE A OBTENÇÃO DE UM EFLUENTE CLARIFICADO E TRANSPARENTE, BIODEGRADÁVEL, COM REDUZIDO TEOR DE SÓLIDOS EM SUSPENSÃO, TURVAÇÃO, FÓSFORO, AZOTO, PROTEÍNAS, ÓLEOS E GORDURAS. O EFLUENTE CLARIFICADO SE COLOCADO AO ABRIGO DO AR É ESTÁVEL E MANTÉM AS SUAS PROPRIEDADES AO LONGO DO TEMPO. QUANDO EXPOSTO AO AR O PH DESCE ATÉ PRÓXIMO DA NEUTRALIDADE POR REAÇÃO COM O CO2 DO AR E PRECIPITAÇÃO DE CACO3. A ETAPA DE CLARIFICAÇÃO PERMITE A APLICAÇÃO DO PROCESSO DE BA COM REDUÇÃO DO TEMPO DE RETENÇÃO (31-74%) E DA CONTAMINAÇÃO ORGÂNICA (≈100%) BEM COMO SE VERIFICA A SEDIMENTAÇÃO DAS LAMAS POR CAMADAS.THE APPLICATION OF CLASSIFICATION SERIES (CHEMICAL PRECIPITATION (PQ) FOLLOWED BY SEDIMENTATION BY LAYERS), NATURAL STABILIZATION OF PH, BY CARBONATING FROM AIR CO 2 AND AEROPIA (BA) BIODEGRADATION CONSTITUTE AN EFFICIENT, ECONOMIC AND EASY APPLICATION ALTERNATIVE IN THE TREATMENT OF RESIDUAL WATERS OF THE CHEESE INDUSTRY (ARIQ), WANT FRESH WOULD BE STORED. THE PRECIPITATION STAGE OCCURS BY THE ADDITION OF HYDRATED LIME TO THE OBTAINMENT OF AN ABUNDANT PRECIPITATION THAT PRESENTS SEDIMENTATION BY LAYERS. The CLARIFICATION STAGE ALLOWS A CLARIFIED AND TRANSPARENT BIODEGRADABLE EFFLUENT WITH A REDUCED CONTENT OF SUSPENSION, TURBATION, PHOSPHORUS, NITROGEN, PROTEINS, OILS AND FATS. THE CLARIFIED EFFLUENT IF PLACED UNDER THE AIR IS STABLE AND MAINTAINS ITS PROPERTIES ALONG THE TIME. WHEN EXPOSED TO AIR THE PH DISPOSES NEARLY NEUTRALITY BY REACTION WITH AIR CO2 AND CACO3 PRECIPITATION. The CLARIFICATION STAGE ALLOWS THE APPLICATION OF THE BA PROCESS WITH REDUCTION OF THE RETENTION TIME (31-74%) AND OF THE ORGANIC CONTAMINATION (≈100%) AS WELL AS THE SEDIMENTATION OF THE LAMES BY LAYERS IS VERIFIED.

Description

APRESENTA SEDIMENTAÇÃO PORSEDIMENTATION BY

OBTENÇÃO DE UM PRECIPITADO ABUNDANTE QUEOBTAINING AN ABUNDANT ABOUT THAT

CAMADAS. A ETAPA DE CLARIFICAÇÃO PERMITE A OBTENÇÃO DE UM EFLUENTELAYERS. CLARIFICATION STATE ALLOWS EFFLUENT

CLARIFICADO E TRANSPARENTE, BIODEGRADÁVEL, COM REDUZIDO TEOR DE SÓLIDOS EMCLARIFIED AND TRANSPARENT, BIODEGRADABLE, WITH LOW SOLID CONTENT IN

SUSPENSÃO, TURVAÇÃO, FÓSFORO, AZOTO, PROTEÍNAS, ÓLEOS E GORDURAS. O EFLUENTE CLARIFICADO SE COLOCADO AO ABRIGO DO AR É ESTÁVEL E MANTÉM AS SUASSUSPENSION, TURVATION, MATCH, NITROTE, PROTEINS, OILS AND FATS. CLARIFIED EFFLUENT IF PLACED UNDER AIR IS STABLE AND KEEPS ITS

PROPRIEDADES AO LONGO DO TEMPO. QUANDO EXPOSTO AO AR O PH DESCE ATÉ PRÓXIMO DA NEUTRALIDADE POR REAÇÃO COM O CO2 DO AR E PRECIPITAÇÃO DE CACO3. A ETAPA DE CLARIFICAÇÃO PERMITE A APLICAÇÃO DO PROCESSO DE BA COM REDUÇÃO DO TEMPO DE RETENÇÃO (31-74%) E DA CONTAMINAÇÃO ORGÂNICA (≈100%) BEM COMO SE VERIFICA A SEDIMENTAÇÃO DAS LAMAS POR CAMADAS.PROPERTIES OVER TIME. WHEN EXPOSED TO AIR PH RUNS TO NEAR NEUTRALITY BY REACTION WITH AIR CO2 AND PRECIPITATION OF CACO3. The CLARIFICATION STAGE ALLOWS THE APPLICATION OF BA PROCESS WITH REDUCTION OF RETENTION TIME (31-74%) AND ORGANIC CONTAMINATION (≈ 100%) AS WELL AS LAYER SEDIMENTATION.

Resumoabstract

Tratamento de Águas Residuais da Indústria de Queijo Mediante Processos em Série de Precipitação Química, Neutralização Natural e Biodegradação AeróbiaCheese Industry Wastewater Treatment Through Chemical Precipitation, Natural Neutralization and Aerobic Biodegradation Series Processes

A aplicação de processos em série de clarificação (Precipitação Química (PQ) seguido de sedimentação por camadas), estabilização natural de pH, por carbonatação a partir do C0₂ do ar e Biodegradação Aeróbia (BA) constituem uma alternativa eficiente, económica e de fácil aplicação no tratamento de águas residuais da indústria de queijo (ARIQ), quer frescas quer armazenadas. A etapa de precipitação ocorre pela adição de cal hidratada até à obtenção de um precipitado abundante que apresenta sedimentação por camadas. A etapa de clarificação permite a obtenção de um efluente clarificado e transparente, biodegradável, com reduzido teor de sólidos em suspensão, turvação, fósforo, azoto, proteínas, óleos e gorduras. 0 efluente clarificado se colocado ao abrigo do ar é estável e mantém as suas propriedades ao longo do tempo. Quando exposto ao ar o pH desce até próximo da neutralidade por reacção com o C0₂ do ar e precipitação de CaC03. A etapa de clarificação permite a aplicação do processo de BA com redução do tempo de retenção (31-74%) e da contaminação orgânica (~100%) bem como se verifica a sedimentação das lamas por camadas.The application of series clarification processes (Chemical Precipitation (PQ) followed by layer sedimentation), natural pH stabilization, carbonation from air C0 ₂ and Aerobic Biodegradation (BA) are an efficient, economical and easy alternative. application in the wastewater treatment of the cheese industry (ARIQ), both fresh and stored. The precipitation stage occurs by the addition of hydrated lime until an abundant precipitate that presents layer sedimentation is obtained. The clarification step allows a clarified and transparent biodegradable effluent with low suspended solids, turbidity, phosphorus, nitrogen, proteins, oils and fats to be obtained. The clarified effluent if placed under the air is stable and maintains its properties over time. When exposed to air the pH falls to near neutrality by reaction with C0 ₂ from the air and precipitation of CaC03. The clarification step allows the application of the BA process with reduction of retention time (31-74%) and organic contamination (~ 100%) as well as sedimentation of sludge by layers.

Descriçãodescription

1. Domínio Técnico da Invenção presente invento diz sequência de tratamento indústria do queijo (ARIQ), prévia diluição do efluente, efluente seja tratado no dia encontre armazenado durante águas médio 4,23±0,ll, elevada carga orgânica de difícil biodegradabilidade, bem como elevada salinidade. A sequência de tratamento inicia-se com uma etapa de prétratamento por precipitação química básica na qual é adicionada uma solução de cal hidratada, até atingir um pH entre 10,5 e 13, seguida de sedimentação por camadas,1. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the cheese industry (ARIQ) treatment sequence, prior effluent dilution, effluent to be treated on day to be stored during medium water 4.23 ± 0.11, high organic load of difficult biodegradability as well as as high salinity. The treatment sequence begins with a basic chemical precipitation pretreatment step in which a hydrated lime solution is added to a pH between 10.5 and 13, followed by layer sedimentation,

Esta etapa de pré-tratamento permite a redução da óleos e bem à redução e pela respeito para sem Este invento é da sua produção, meses, figura são caracterizadas por apresentarem pH 4,23±0,ll, elevada carga orgânica como elevada ao desenvolvimento de uma as águas necessidade invento residuais da de recurso a válido quer o fresco, e 2. ácido, de salinidade.This pretreatment step allows the reduction of oils as well as the reduction and respect for this. This invention is of its production, months, figures are characterized by having pH 4.23 ± 0.11, high organic load as well as high development. In addition, the residual water needs to be valid for both fresh and acidic salinity.

etapa na ou sestep in or if

Estas valor figura 1.These values figure 1.

carga orgânica, turvação, gorduras, azoto kjeldhal, como a obtenção de biodegradação aeróbia considerável do tempo homogeneização da amostra.organic load, turbidity, fat, kjeldhal nitrogen, as obtaining considerable aerobic biodegradation of sample homogenization time.

sólidos suspensos totais, fósforo, sobrenadantes (lamas de proteínas e lactose, propensos por mais activadas), hidráulico retençãototal suspended solids, phosphorus, supernatants (protein slurries and lactose, prone to most activated), hydraulic retention

Seguidamente o sobrenadante alcalino, obtido em resultado do pré-tratamento anterior, é exposto à atmosfera onde, ao fim de aproximadamente 4 dias, atinge um pH próximo da neutralidade em virtude das reacções de carbonatação que ocorrem com o CO₂ do ar.Then the alkaline supernatant, obtained as a result of the previous pretreatment, is exposed to the atmosphere where, after approximately 4 days, it reaches a pH close to neutrality due to the carbonation reactions that occur with air CO ₂ .

Após neutralização natural do pH, o sobrenadante é sujeito a biodegradação aeróbia, por lamas activadas, num tempo de retenção hidráulico de aproximadamente 1,9 dias.Following natural pH neutralization, the supernatant is subjected to aerobic biodegradation by activated sludge at a hydraulic retention time of approximately 1.9 days.

2. Técnica anterior2. Prior Art

Os tratamentos convencionais, utilizados no tratamento de ARIQ, baseiam-se em processos biológicos aeróbios e anaeróbios. Os tratamentos por processos aeróbios são apenas possíveis após diluição do efluente e para tempos de retenção hidráulica (TRH) elevados, maiores do que 8 dias.Conventional treatments used in the treatment of ARIQ are based on aerobic and anaerobic biological processes. Aerobic treatments are only possible after effluent dilution and for high hydraulic retention times (TRH) greater than 8 days.

A variação da composição do caudal ou da concentração em lactose da ARIQ, tem como consequência a não obtenção de condições de operação estáveis e por isso dissuade as pequenas e medias empresas de optarem por tratamentos aeróbios.Variation in the flow composition or lactose concentration of ARIQ results in stable operating conditions not being achieved and therefore discourages small and medium-sized companies from choosing aerobic treatments.

Adicionalmente, os processos problemas gorduras, activa.Additionally, the fat problems processes, activates.

de flotação de lamas com potencial perda anaeróbios apresentam devido à presença de da biomassa microbianaflotation plants with potential anaerobic loss present due to the presence of microbial biomass

Por outro lado, o lactose, é um dos principal hidrato de carbono presente, responsáveis pelos elevados valores de matéria orgânica destes efluentes e não pode ser utilizado directamente como fonte de carbono pela maioria dos microrganismos. Assim, torna-se necessário a administração de nutrientes, como sais de amónio.On the other hand, lactose, is one of the main carbohydrate present, responsible for the high organic matter values of these effluents and cannot be used directly as carbon source by most microorganisms. Thus, administration of nutrients such as ammonium salts becomes necessary.

A principal proteína existente, caseina, é muito resistente à degradação biológica, necessitando de microrganismos específicos.The main existing protein, casein, is very resistant to biological degradation, requiring specific microorganisms.

A patente US005562829A Process for clarifiying milkhouse wastewater refere-se a remoção de fósforo e sólidos através da adição de cálcio, sob a forma de cal, até pH no intervalo de 9-10. Este processo funciona apenas para relações de SST: fósforo de 1 a 2:1. Relações diferentes exigem a diluição do efluente, com remoção prévia de gorduras. Esta patente reporta-se a uma matriz diferente pois a sua aplicação reside em água residuais resultantes da lavagem de tubagens da indústria de leite, que apresenta pH neutro e com um objectivo muito mais restrito, o da remoção de fósforo.US005562829A Process for clarifying milkhouse wastewater refers to the removal of phosphorus and solids by the addition of calcium in the form of lime to pH in the range 9-10. This process works only for 1: 2: 1 SST: Phosphorus ratios. Different ratios require effluent dilution, with prior removal of grease. This patent relates to a different matrix because its application lies in wastewater from the milk industry piping, which has a neutral pH and with a much more limited purpose, phosphorus removal.

A patente US 4956093 Wastewater utiliza a cal no ajustamento do pH (9 a 11-12) para a aplicação de sulfato de alumínio ou cloreto férrico no pré - tratamento da água residual da indústria de lacticinios. A patente refere que a cal é menos eficiente que os dois coagulantes quando usada em efluentes de lacticinios pois cal não tratamento activo ou tratamento aeróbias.US Patent 4956093 Wastewater uses lime in pH adjustment (9 to 11-12) for the application of aluminum sulfate or ferric chloride in the pretreatment of dairy industry wastewater. The patent states that lime is less efficient than both coagulants when used in dairy effluents because lime is not active treatment or aerobic treatment.

Treatment Process ou preferencialmente tem a sedimentáveis. utiliza material água que outro da tendência a formar floculos de O tratamento seguinte é um carvão activado biologicamente biologicamente activo residual pré-tratada em como póscondiçõesTreatment Process or preferably has to sedimentable. uses water material that other than the tendency to form floccules The following treatment is a biologically active activated carbon residual pre-treated as postconditions

A patente US 4400315 Method to removing phosphate materiais from deproteinized cheese whey usa como material de partida o soro de queijo desproteinizado e correcção do pH a pH 6,5- a 7, com hidróxido de potássio. A adição de hidróxido de cálcio ocorre à temperatura de 150 a 180 °F e tem por objectivo a remoção de fósforo do soro desproteinizado, na forma de fosfato de cálcio.US Patent 4400315 Method to removing phosphate materials from deproteinized cheese whey uses as a starting material deproteinized cheese whey and pH correction at pH 6.5-7 with potassium hydroxide. Addition of calcium hydroxide occurs at a temperature of 150 to 180 ° F and is intended to remove phosphorus from the deproteinized serum in the form of calcium phosphate.

artigo Ayoub, G.M., Merhebi, F., Acra, A., El-Fadel, M. and Koopman, B. Sewater Bittern for the Treatment iof Alkalinized Industrial Effluents. 2000. Wat. Res., 34 (2), pp. 640-656 estuda o tratamento de efluentes de lacticínios com recurso à cal, mas com o objectivo de aumentar o pH de 9,06 para 11,4 para permitir a precipitação de floculos de Mg (OH) 2, resultantes da adição de 35 mg/1 de Mg²⁺. Refere ainda que a floculação dos efluentes de lacticínios alcalinizados apresentava remoção insignificante de Turvação, CQO e SST.Ayoub, GM, Merhebi, F., Accra, A., El-Fadel, M. and Koopman, B. Sewer Bittern for the Treatment of Alkalinized Industrial Effluents. 2000. Wat. Res., 34 (2), pp. 640-656 studies the treatment of lime effluent effluents, but with the aim of raising the pH from 9.06 to 11.4 to allow precipitation of Mg (OH) 2 floccules resulting from the addition of 35 mg. / ^L Mg ²⁺ . It also states that flocculation of alkalized dairy effluents showed negligible removal of Turbidity, COD and SST.

O artigo Kushwaha, J.P., Sribastava, V.C., Mall, I.D., Treatment of Dairy Wastewater by Inorganic Coagulants: Parametric and Disposal Studies. 2010. Wat. Res., 44 pp. 5867-5874, usa coagulantes no tratamento de uma solução de leite em pó e refere que o Ca (OH) ₂ é eficaz na remoção de fósforo total e SST, mas refere que na bibliografia não há registo de estudos que prevejam a remoção de CQO com a cal, por variação de pH.The article Kushwaha, JP, Sribastava, VC, Mall, ID, Treatment of Dairy Wastewater by Inorganic Coagulants: Parametric and Disposal Studies. 2010. Wat. Res., 44 pp. 5867-5874, uses coagulants in the treatment of a powdered milk solution and states that Ca (OH) ₂ is effective in removing total phosphorus and SST, but notes that there are no studies in the literature that predict COD removal with lime by pH variation.

Os artigos Hamdani, A., Shennaoui, M., Assobhei,0., Mountadar, M., Caractérisation et Traitment par coagulación-Décantación dún effluent de laiterie. 2004. Lait, 84 pp. 317-328, e O artigo Hamdani, A., Mountadar, M., Assobhei,0, Comparative study of the efficacy of three coagulants in treating dairy factory waste water. 2005. International Journal of Dairy Technology, 58(29), referem-se a águas residuais de uma indústria de lacticínios que apresenta pH 7. A esta água é aplicada coagulação com Ca(OH)₂ a pH óptimo de 11. Apesar disto estes autores não estudaram a sedimentação nem se sabe se adicionaram Ca(OH)₂ em concentração suficiente para obter uma sedimentação por camadas. Não estudaram a carbonatação natural da água para a obtenção de um sobrenadante neutro nem a afinação final por degradação aeróbia ou o efeito da aplicação da cal na biodegradabilidade do sobrenadante para a posterior aplicação de uma etapa biológica.Articles Hamdani, A., Shennaoui, M., Whistling, O., Mountadar, M., Characterization and Traitment for Coagulation-Décantación de effluent de laiterie. 2004. Lait, 84 pp. 317-328, and Article Hamdani, A., Mountadar, M., Whistled, 0, Comparative study of the efficacy of three coagulants in treating dairy factory waste water. The International Journal of Dairy Technology, 58 (29), refers to wastewater from a dairy industry with pH 7. This water is coagulated with Ca (OH) ₂ at an optimum pH of 11. However these The authors did not study sedimentation and it is not known whether Ca (OH) _{2 was added} in sufficient concentration to obtain layered sedimentation. They did not study the natural carbonation of water to obtain a neutral supernatant or the final tuning by aerobic degradation or the effect of lime application on the supernatant biodegradability for subsequent application of a biological step.

A patente 96-l-06-p0045 FSTA Treatment of dairy effluents with chitosan refere-se a processos de coagulação aplicados a soro de queijo e leite diluído com água, utilizando o coagulante natural, chitosan.Patent 96-1-06-P0045 FSTA Treatment of dairy effluents with chitosan relates to coagulation processes applied to cheese whey and milk diluted with water using the natural coagulant, chitosan.

A presente proposta de patente difere na matriz e na combinação de processos, pois aplica-se a água residual da indústria de queijo que se apresenta a um pH médio de 4,2310,11, sem diluição prévia. Esta água pode conter juntamente com as águas de lavagem das instalações e equipamentos de fabrico, soro e sorelho misturados em percentagens diversas, por não haver modo de os valorizar.The present patent proposal differs in matrix and process combination in that it applies to cheese industry wastewater which has an average pH of 4.2310.11 without prior dilution. This water may contain, together with the washing water of the manufacturing plant and equipment, whey and sorbet mixed in different percentages, as there is no way to value them.

Pode ainda conter apenas as águas de lavagem das instalações e equipamentos de fabrico do queijo, pois o soro e o sorelho foram valorizados, por exemplo, como alimento animal. Esta Proposta pretende o tratamento da água residual com vista à sua descarga no meio hídrico ou à sua reutilização, quer no final do tratamento biológico quer após neutralização.It may also contain only the washing waters of cheese-making plants and equipment, as whey and sorghum have been valued, for example, as animal feed. This Proposal aims to treat wastewater for discharge into the water environment or for reuse, either at the end of biological treatment or after neutralization.

3.Descrição das figuras3.Description of the figures

Figura 1. Sedimentabilidade das lamas obtidas no processo de PQ.Figure 1. Sedimentability of sludges obtained in the PQ process.

Figura 2. Neutralização do pH do sobrenadante da precipitação com água fresca.Figure 2. pH neutralization of precipitation supernatant with fresh water.

Figura 3. Neutralização do pH do sobrenadante da precipitação com água armazenada.Figure 3. pH neutralization of precipitation supernatant with stored water.

Figura 4. Biodegradação aeróbia da ARIQ bruta. Condições experimentais a partir do topo: Ensaio 1,2,3 e 4. Símbolos: o CQO; · CBO; Δ remoção de turvação (1-T/T_O) ; + SSVSSV_ex2stente ·Figure 4. Aerobic biodegradation of crude ARIQ. Experimental conditions from the top: Test 1,2,3 and 4. Symbols: o COD; · CBO; Δ turbidity removal (1-T / T _O ); + SSVSSV _ex2s try ·

Figura 5. Biodegradação aeróbia do sobrenadante de PQ. Condições experimentais a partir do topo: Ensaio 5,6,7,8 e 9. Símbolos: o CQO; · CBO; Δ remoção de turvação (1-T/T_O); + SSV-SSV_exi_stente ·Figure 5. Aerobic biodegradation of PQ supernatant. Experimental conditions from the top: Test 5,6,7,8 and 9. Symbols: o COD; · CBO; Δ turbidity removal (1-T / T _O ); + SSV-SSV _ex i _s try ·

Figura 6. Esquema do processo em série de Precipitação Química Neutralização natural e Biodegradação AeróbiaFigure 6. Schematic of the Chemical Precipitation Serial Process Natural Neutralization and Aerobic Biodegradation

4. Descrição pormenorizada da invenção presente evento diz respeito à aplicação em série das etapas de precipitação química básica, carbonatação natural e de biodegradação aeróbia no tratamento de águas residuais da indústria de queijo. As vantagens destes processos, em relação aos já existentes são os seguintes:4. Detailed Description of the Invention The present event relates to the serial application of the basic chemical precipitation, natural carbonation and aerobic biodegradation steps in the wastewater treatment of the cheese industry. The advantages of these processes over existing ones are as follows:

a) Efeitos benéficosa) Beneficial effects

- A etapa de precipitação química permite remover, com recurso a uma substância de baixo custo e de fácil aplicação, simultaneamente matéria orgânica (50% de CQO e CBO₅- carência química e bioquímica de oxigénio), sólidos suspensos totais-SST (80%), turvação (99,5%), óleos e gorduras (90%), azoto Kjeldahl (55%); fósforo total (97%), proteínas totais (94%), lactose (76%) num tempo de operação relativamente curto (60 minutos de sedimentação e um minuto de precipitação) sem recurso a etapa de floculação.- The chemical precipitation step makes it possible to remove, using a low cost and easily applied substance, simultaneously organic matter (50% COD and BOD ₅ - chemical and biochemical oxygen demand), total suspended solids-SST (80% ), turbidity (99.5%), oils and fats (90%), Kjeldahl nitrogen (55%); total phosphorus (97%), total proteins (94%), lactose (76%) in a relatively short operating time (60 minutes of sedimentation and one minute of precipitation) without the flocculation step.

- A etapa de precipitação permite ainda a obtenção de um sobrenadante com elevada biodegradabilidade, como demonstra o rácio DBOs/DQO = 0,75;- The precipitation step also allows obtaining a supernatant with high biodegradability, as shown by the ratio BOD / COD = 0.75;

- A sedimentação do precipitado é uma sedimentação por camadas e ocorre em tempos muito curtos;- The sedimentation of the precipitate is a sedimentation by layers and occurs in very short times;

- O sobrenadante obtido por precipitação básica é físicoquimicamente estável se armazenado ao abrigo do ar. Quando colocado em contacto com a atmosfera ocorre de imediato a carbonatação natural por reacção com o CO2 do ar e simultaneamente dá-se a precipitação de CaCO3,·- Supernatant obtained by basic precipitation is physically chemically stable if stored under air. When brought into contact with the atmosphere, natural carbonation occurs immediately upon reaction with the CO2 of the air and at the same time CaCO3 precipitation occurs.

- A etapa de biodegradação aeróbia apresenta resultados de remoção de matéria orgânica muito elevados (CQO=94% e CBO5=96%) obtendo-se um efluente com carga orgânica de CQO inferior a 500 mg/1 e para um tempo de retenção hidráulico reduzido, comparativamente a aplicação directa de biodegradação aeróbia ao efluente bruto;- The aerobic biodegradation step has very high organic matter removal results (COD = 94% and COD5 = 96%) giving an effluent with an organic COD load of less than 500 mg / 1 and a reduced hydraulic retention time. compared to the direct application of aerobic biodegradation to the raw effluent;

O sobrenadante da biodegradação aeróbia representa um volume de 90% relativamente ao volume inicial de água, num tempo de sedimentação curto, ocorrendo a sedimentação por camadas;The aerobic biodegradation supernatant represents a volume of 90% of the initial volume of water in a short sedimentation time, with layer sedimentation occurring;

- Os processos em série permitem ainda a eliminação dos odores fortes a ácido butírico característico deste efluente, resultante da precipitação da principal proteína presente (caseína).- Serial processes also allow the elimination of the strong butyric acid odors characteristic of this effluent, resulting from the precipitation of the main protein present (casein).

- A funcionalidade da sequência de tratamento para as águas frescas permite o seu tratamento diário, impedindo assim a armazenagem e o desenvolvimento de maus cheiros.- The functionality of the freshwater treatment sequence allows its daily treatment, thus preventing the storage and development of bad smells.

b) Aplicação Industrialb) Industrial application

O tratamento proposto permite a utilização de processos biológicos em pequenas e médias empresas da indústria do queijo, pela aplicação de um pré-tratamento de fácil manuseamento e baixo custo, 3,8- 5,0 g de cal/litro de água a tratar - dependendo do pH inicial da água. Após a sequência de tratamentos a água poderá ser descarregada num colector municipal, sofrer processos de afinação para posterior descarga no meio hídrico ou reutilizar-se. A redução do tempo de retenção hidráulica e a neutralização natural da água, por carbonatação natural, minimiza os custos de exploração do processo de biodegradação aeróbia.The proposed treatment allows the use of biological processes in small and medium-sized companies in the cheese industry by applying a low-cost, easy-to-handle pretreatment, 3.8- 5.0 g lime / liter of water to be treated - depending on the initial pH of the water. After the treatment sequence the water may be discharged into a municipal collector, tuned for subsequent discharge into the water environment or reused. Reducing hydraulic retention time and natural water neutralization by natural carbonation minimizes the costs of operating the aerobic biodegradation process.

As caracteristicas físico-químicas do sobrenadante da precipitação química após neutralização permitem a sua reutilização na agricultura.The physicochemical characteristics of the chemical precipitation supernatant after neutralization allow its reuse in agriculture.

5. Produção da água residual da Industria de queijo (ARIQ) .5. Production of wastewater from the Cheese Industry (ARIQ).

processo de fabricação de queijo implica procedimentos gerais que são comuns à maioria dos queijos e que se resumem nas seguintes etapas básicas: 0 leite destinado à fabricação do queijo é armazenado a baixa temperatura em cubas de aço inoxidável. Este leite é enviado para coagulação por adição de coalho microbiano ou vegetal. Depois de um determinado tempo, o leite fermentado forma a coalhada que é cortada e exprimida resultando o produto comercial-queijo e o subproduto-soro, que apresenta elevado valor nutricional. Este soro é submetido à produção de requeijão, onde resulta o sorelho, que juntamente com a água de lavagem das instalações, das cubas de armazenagem e produção, forma a ARIQ. A produção de ARIQ depende da quantidade de leite processado diariamente, sendo produzida em média 5 L de água residual por cada litro de leite processado.The cheesemaking process involves general procedures that are common to most cheeses and summarized in the following basic steps: The milk intended for cheesemaking is stored at low temperatures in stainless steel vats. This milk is sent for coagulation by the addition of microbial or vegetable rennet. After a certain time, the fermented milk forms the curd which is cut and expressed resulting in the cheese-commercial product and the whey by-product, which has high nutritional value. This whey is subjected to the production of curd, which results in sorghum, which together with the washing water of the facilities, storage and production vats, forms the ARIQ. The production of ARIQ depends on the amount of milk processed daily, being produced on average 5 L of residual water for each liter of milk processed.

A ARIQ constitui um contaminante orgânico com impacte ambiental negativo, devido ao elevado valor de carência química e bioquímica de oxigénio. Adicionalmente, produzemse grandes volumes deste efluente em todo o mundo e cerca de metade do volume produzido é descarregado incontrolavelmente em rios, lagos e solos. Os requisitos legais não permitem a sua descarga em colector municipal, nem no meio hídrico sem um tratamento adequado.ARIQ is an organic contaminant with negative environmental impact due to the high chemical and biochemical oxygen demand value. In addition, large volumes of this effluent are produced worldwide and about half of the volume produced is uncontrollably discharged into rivers, lakes and soils. The legal requirements do not allow it to be discharged into a municipal collector or into the water without proper treatment.

A ARIQ é normalmente armazenada em lagoas impermeabilizadas ou fossas sépticas, com formação de espumas e crostas superficiais devido ao elevado conteúdo de óleos e gorduras, impossibilitando as trocas gasosas. A ausência de oxigénio leva à conversão da lactose a ácido láctico. Consequentemente, o baixo pH resultante conduz à precipitação da caseína, com libertação de fortes odores a ácido butírico durante a decomposição da caseína.ARIQ is usually stored in waterproofed ponds or septic tanks, with formation of foam and superficial crust due to the high content of oils and fats, making gas exchange impossible. The absence of oxygen leads to the conversion of lactose to lactic acid. As a result, the resulting low pH leads to casein precipitation, with strong butyric acid odors released during casein decomposition.

Estes odores fortes constituem um problema de saúde pública, uma vez que atraem insectos que constituem veículos transmissores de doenças.These strong odors are a public health problem as they attract insects that are carriers of disease.

Além disso, apresenta um elevado teor de sólidos em suspensão e biogénicos. De acrescentar ainda os níveis de fósforo e azoto responsáveis pela eutrofização dos meios receptores, em particular lagos e rios lentos.In addition, it has a high content of suspended solids and biogenics. In addition, the phosphorus and nitrogen levels responsible for eutrophication of receptor media, in particular slow lakes and rivers.

tratamento das ARIQ converteu-se num problema cada vez mais importante devido aos estritos requisitos legais. A existência de elevado número de pequenas e médias empresas em localidades serranas desprovidas de saneamento básico e de meios hídricos de descarga, fazem do tratamento deste efluente um desafio ao desenvolvimento de tecnologias eficazes de fácil aplicação e de baixo custo e capazes de obter um efluente com caracteristicas compatíveis com a sua reutilização, principalmente na agricultura, dado o seu teor em compostos de P e N.The treatment of ARIQ has become an increasingly important problem due to strict legal requirements. The existence of a large number of small and medium-sized companies in mountainous areas without basic sanitation and discharge water means that treating this effluent is a challenge to the development of efficient technologies that are easy to apply and low cost and capable of obtaining an effluent. characteristics compatible with its reuse, mainly in agriculture, given its content in P and N compounds.

a. Caracterização da água residualThe. Wastewater characterization

A tabela 1 mostra a caracterização físico-química da ARIQ. A água residual em estudo apresenta caracteristicas ácidas e elevado conteúdo salino, em consequência do tipo de soro produzido (soro ácido) e da adição de cloreto de sódio durante a fabricação de queijo (cerca de 1,25 g por cada litro de leite processado).Table 1 shows the physicochemical characterization of ARIQ. The wastewater under study has acid characteristics and high saline content, as a result of the type of whey produced (acid whey) and the addition of sodium chloride during cheese making (about 1.25 g per liter of processed milk). .

As condições anóxicas (valores de potencial redox negativos) devem-se ao elevado teor de óleos e gorduras, responsáveis pela formação de crostas superficiais nas lagoas de armazenamento. Este efeito é responsável pelos reduzidos teores de lactose e proteínas totais presentes.The anoxic conditions (negative redox potential values) are due to the high content of oils and fats, which are responsible for the formation of superficial crusts in the storage ponds. This effect is responsible for the low levels of lactose and total protein present.

A elevada biodegradabilidade, monitorizada pela relação CBO5/CQO é compatível com a aplicação de processos biológicos.The high biodegradability monitored by the CBO5 / COD ratio is compatible with the application of biological processes.

se pode constatar as e necessitam de eliminação de descarga no meio receptor.can be found and need discharge elimination in the receiving medium.

valores superiores aos na normativa portuguesavalues higher than those in the Portuguese normative

Como contaminadas eficácias 99% para apresenta constantes em todos parâmetros determinados, total.As contaminated efficiencies 99% for presents constants in all given parameters, total.

ARIQ de matéria apresentam-se tecnologias capazes orgânica superiores A água limites de , Decreto-Lei n° com excepção do fósforo altamente de a residual descarga 236/98ARIQ of matter are presented superior organic capable technologies The water limits of, Decree-Law no. Except for the highly phosphorus of the residual discharge 236/98

Tabela 1. Caracterização da ARIQ.Table 1. Characterization of ARIQ.

( Parâmetro (Parameter Expressão de resultados Expression of Results Intervalo Interval Valor médio s Average value s h^H h ^H Escala Sorensen Sorensen scale 4,01-4,55 4.01-4.55 4.23=0.11 4.23 = 0.11 | Potencial redox | Redox potential mV mV -436,5-148,6 -436.5-148.6 5,8+169,1 5.8 + 169.1 (Temperatura (Temperature ^eC ^and C 10-15 10-15 12=1 12 = 1 (Condutividade (Conductivity mS/cm mS / cm 11,25-13,47 11.25-13,47 12.39=1.11 12.39 = 1.11 ( CQO (COD mg O₂/Lmg O ₂ / L 8838-25583 8838-25583 13494=4270 ( 13494 = 4270 ( ( CBO. pH=7.0 (BOD. PH = 7.0 mg O₂/Lmg O ₂ / L 10000-12500 10000-12500 11686+962 ( 11686 + 962 ( (CBO. pH=natural (BOD. PH = natural mg O₂/Lmg O ₂ / L 2350-8400 2350-8400 6342=2351 6342 = 2351 ( CBO₂₀ pH=natural(BOD ₂₀ pH = natural mg O₂/Lmg O ₂ / L 1200-12400 1200-12400 9520=4692 9520 = 4692 ( CBO. CQO pH=7.0 (BOD. COD pH = 7.0 - - 0,79-1,17 0.79-1.17 1.05=0.16 1.05 = 0.16 (DBO5/DQO pH=natural (BOD5 / COD pH = natural - - 0,31-0,41 0.31-0.41 0.38=0.05 0.38 = 0.05 (Turvação (Turbidity NTU NTU 1331,0-2003,7 1331.0-2003.7 1556,9=219,2( 1556.9 = 219.2 ( (ST (Sólidos totais) (ST (Total Solids) mg/L mg / L 7016-8348 7016-8348 7910=613 7910 = 613 í^SST í ^SST mg/L mg / L 1628-4780 1628-4780 3317=1269 3317 = 1269 (SDT (Sólidos dissolvidos (totais) (SDT (Dissolved Solids (totals) mg/L mg / L 4256-4850 4256-4850 4729=264 4729 = 264 (Cloretos (Chlorides mg/L mg / L 2119-2838 2119-2838 2501±248 2501 ± 248 (Óleos e gorduras (Oil and fat mg/L de solúveis em éter mg / l of soluble in ether 1830-3758 1830-3758 2489=711 2489 = 711 (Azoto Kjeldahl (Kjeldahl nitrogen mg/L N-Kj mg / l N-Kj 309,9-355,5 309.9-355.5 323.7=18.4 323.7 = 18.4 (Azoto amoniacal (Ammonia nitrogen mg/L N-NH₃ mg / l N-NH ₃ 51,9-70,5 51.9-70.5 62.9=7.3 62.9 = 7.3 (Fósforo total (Total match mg P/L mg P / L 6,6-7,2 6.6-7.2 6.9=0.3 6.9 = 0.3 (Proteínas totais (Total Proteins pg/L pg / l 938-947 938-947 943=6.36 943 = 6.36 (Lactose (Lactose mg/L mg / L 178-182 178-182 180=2.83 180 = 2.83 (Odor (Odor Diluição Dilution - - 1/5000 1/5000

6.1. Processos em série de Precipitação Química básica (PQ) e Biodegradação Aeróbia (BA)6.1. Serial processes of Basic Chemical Precipitation (PQ) and Aerobic Biodegradation (BA)

6.1.1. Processos de Precipitação química básica6.1.1. Basic Chemical Precipitation Processes

Os ensaios de PQ foram realizados em copos de j ar-test de 1 L de capacidade e um volume de amostra de 800 mL com agitação constante a 200 rpm durante 1 minuto. A adição de uma solução de cal hidratada de concentração 200 g/L, ocorreu até à obtenção de pH no intervalo compreendido entre 10,5-13,0.The PQ assays were performed in 1 L jars of test capacity and 800 mL sample volume with constant stirring at 200 rpm for 1 minute. Addition of a hydrated lime solution of 200 g / L concentration occurred until pH was obtained in the range of 10.5 - 13.0.

A subida de pH por adição de cal hidratada à ARIQ leva à formação de espécies insolúveis (carbonato de cálcio, carbonato e hidróxido de magnésio e fosfatos), que aprisionam e arrastam as partículas em suspensão e coloidais, aumentando a sua densidade e a consequente sedimentação por camadas e por acção da gravidade, decorrido um intervalo de tempo curto, ver figura 1. Além disso, visualmente observa-se a obtenção de um sobrenadante clarificado e transparente, contrariamente a cor branca esverdeada apresentada por este tipo de efluente.Rising pH by adding hydrated lime to the ARIQ leads to the formation of insoluble species (calcium carbonate, magnesium carbonate and phosphate), which trap and drag the suspended and colloidal particles, increasing their density and consequent sedimentation. by layers and by gravity, after a short time, see Figure 1. In addition, visually a clear and clear supernatant is obtained, as opposed to the greenish-white color of this type of effluent.

A selecção das condições óptimas foi determinada por monitorização dos seguintes parâmetros: carga orgânica, avaliada por CQO e CBO5, pH, potencial redox, turvação e sólidos suspensos totais.The selection of optimal conditions was determined by monitoring the following parameters: organic load, assessed by COD and BOD5, pH, redox potential, turbidity and total suspended solids.

A aplicação do processo de precipitação no intervalo de pH estudado permitiu remoção de carga orgânica, para o parâmetro de CQO entre 13-46% e CBO5 entre 50-95%. Em relação à clarificação, obteve-se remoção de turvação entre 99-100% e para os sólidos suspensos totais valores no intervalo de 76-87%. O pH próximo de 11,50 maximiza a eliminação dos parâmetros estudados e a obtenção de sedimentação por camadas como mostra o gráfico da figura 3. As quantidades de cal necessárias para a obtenção do pH óptimo variam de 3,8 a 5,0 g/L, dependendo do pH inicial da água.The application of the precipitation process in the studied pH range allowed removal of organic load, for the COD parameter between 13-46% and CBO5 between 50-95%. Regarding clarification, turbidity removal was obtained between 99-100% and for the total suspended solids values in the range of 76-87%. The pH close to 11.50 maximizes the elimination of the studied parameters and the obtaining of layer sedimentation as shown in the graph of figure 3. The amount of lime required to obtain the optimal pH ranges from 3.8 to 5.0 g / L, depending on the initial pH of the water.

6.1.1.1. Caracterização do sobrenadante obtido no processo de PQ6.1.1.1. Characterization of the supernatant obtained in the PQ process

Para a caracterização do sobrenadante do processo de precipitação conduziu-se uma série de ensaios nas condições de operação óptimas encontrados no ponto 3.2.1. e procedeuse à avaliação dos valores médios de remoção de matéria orgânica (50% de CQO e CBO₅) , sólidos suspensos totais (80%), turvação (99,5%), óleos e gorduras (90%), azoto Kjeldahl (55%); fósforo total (97%), proteínas totais (94%), lactose (76%) num tempo de operação relativamente curto (60 minutos de sedimentação e um minuto de precipitação). Na tabela 2 apresenta-se a caracterização do sobrenadante obtido.For the characterization of the supernatant from the precipitation process, a series of tests were conducted under the optimum operating conditions found in 3.2.1. and the average values of organic matter removal (50% COD and BOD ₅ ), total suspended solids (80%), turbidity (99.5%), oils and fats (90%), Kjeldahl nitrogen (55) were evaluated. %); total phosphorus (97%), total proteins (94%), lactose (76%) in a relatively short operating time (60 minutes of sedimentation and one minute of precipitation). Table 2 presents the characterization of the supernatant obtained.

Tabela 2. Caracterização do sobrenadante obtido no processo de PQ.Table 2. Characterization of the supernatant obtained in the PQ process.

Parâmetro Parameter Expressão de resultados Expression of Results Intervalo Interval Media Average %remoçao média} % average removal} pH pH Escala Sorensen Sorensen scale 11,68-11,69 11.68-11.69 12,51 ±0,01 12.51 ± 0.01 1 1 ) Potencial redox ) Redox Potential mV mV -250,7-(-145,1) -250.7 - (- 145.1) -197,9±74,7 -197.9 ± 74.7 ⁵⁵⁵⁵ Condutividade Conductivity mS/cm mS / cm 13,48-13,49 13.48-13,49 13,49±0,01 13.49 ± 0.01 -9 | -9 | CQO COD mg O₂/Lmg O ₂ / L 8667-9250 8667-9250 9025±314 9025 ± 314 51 51 CBO. pH=7.0 BOD pH = 7.0 mg O₂/Lmg O ₂ / L 6400-6900 6400-6900 6650±354 6650 ± 354 43 43 (CBO CQO pH=7.0 (BOD COD pH = 7.0 - - 0,74-0,75 0.74-0.75 0,75±0,01 0.75 ± 0.01 ²⁹²⁹ Turvação Turbidity NTU NTU 4,1-10,3 4.1-10.3 6,6±3,2 6.6 ± 3.2 99,5 99.5 ST ST mg/L mg / L 11136-11244 11136-11244 11190±76 11190 ± 76 -59 -59 SST SST mg/L mg / L 310-336 310-336 323±18 323 ± 18 80 80 SDT SDT mg/L mg / L 8940-9228 8940-9228 9084±204 9084 ± 204 -113 -113 Cloretos Chlorides mg/L mg / L 2395-2395 2395-2395 2395±0 2395 ± 0 0,5 0.5 } Óleos e gorduras } Oil and fat mg/L de soluvles em éter mg / L of solubles in ether 108-510 108-510 309±284 309 ± 284 ⁹⁰⁹⁰ Azoto Kjeldahl Kjeldahl nitrogen mg/L N-Kj mg / l N-Kj 150,8-153,5 150.8-153.5 152,2±2,0 152.2 ± 2.0 ⁵⁵⁵⁵ ) Azoto amoniacal ) Ammonia nitrogen mg/L N-NH₃ mg / l N-NH ₃ 57,4-58,8 57.4-58.8 58,1 ±1,0 58.1 ± 1.0 -3 -3 Fósforo total Total match mg P/L mg P / L 0,2-0,2 0.2-0.2 0,2±0,0 0.2 ± 0.0 ⁹⁷⁹⁷ / Proteínas totais / Total Proteins pg/L pg / l 56-65 56-65 61 ±6 61 ± 6 94 94 Lactose Lactose mg/L mg / L 40-45 40-45 43±3 43 ± 3 ⁷⁶⁷⁶

6.1.1.2. Recarbonatação natural da água pré-tratada6.1.1.2. Natural recharge of pretreated water

O sobrenadante obtido por precipitação química se armazenado ao abrigo do ar mantém-se físico-quimicamente estável ao longo do tempo. No entanto, se exposto à atmosfera ocorre de imediato a carbonatação natural, observando-se o abaixamento gradual do pH e a simultânea precipitação de CaCO₃ até se estabelecer o equilíbrio entre o precipitado e a solução. Durante este processo a concentração de matéria orgânica permanece praticamente inalterada. A carbonatação natural permite também obter um efluente com menor condutividade que o efluente inicial, principalmente devido ao abaixamento da concentração de cálcio na solução. Os resultados obtidos encontram-se resumidos nos gráficos seguintes:Supernatant obtained by chemical precipitation if stored under air remains physically and chemically stable over time. However, if exposed to the atmosphere, natural carbonation occurs immediately, observing the gradual lowering of pH and the simultaneous precipitation of CaCO ₃ until the balance between precipitate and solution is established. During this process the concentration of organic matter remains virtually unchanged. Natural carbonation also allows to obtain an effluent with lower conductivity than the initial effluent, mainly due to the lower calcium concentration in the solution. The results obtained are summarized in the following graphs:

6.1.1.3. Biodegradação Aeróbia6.1.1.3. Aerobic Biodegradation

Os ensaios de BA foram conduzidos de modo descontínuo em relação ao circuito de água e de modo contínuo para o fluxo de ar (40 L/h) , para um determinado volume (2 L) em agitação contínua. Os microrganismos adicionados foram procedentes de um sistema de lamas activadas de uma estação de tratamento de águas residuais domésticas e submetidos a aclimatação durante 4-5 dias. Realizaram-se ensaios de BA com variação da concentração inicial de microrganismos adicionados, avaliada por determinação de sólidos suspensos voláteis (SSV). A eliminação da contaminação orgânica foi monitorizada pelos principais indicadores: CQO, CBO, relação CBO₅/CQO, turvação, etc. Os ensaios de BA da água residual bruta e pré-tratada por PQ foram conduzidos para diferentes rácios de substrato inicial (CQO): biomassa (SSV).BA assays were conducted discontinuously with respect to the water circuit and continuously for air flow (40 L / h) for a given volume (2 L) under continuous agitation. The added microorganisms came from an activated sludge system from a domestic wastewater treatment plant and were acclimated for 4-5 days. BA assays were performed with variation of the initial concentration of added microorganisms, evaluated by determination of volatile suspended solids (SSV). The elimination of organic contamination was monitored by the main indicators: COD, CBO, CBO ₅ / COD ratio, turbidity, etc. BA tests of raw and pre-treated PQ wastewater were conducted for different initial substrate (COD): biomass (SSV) ratios.

a) Biodegradação aeróbia da água brutaa) Aerobic biodegradation of raw water

A figura 4 mostra os resultados obtidos quando a água residual bruta neutralizada naturalmente é tratada por BA.Figure 4 shows the results obtained when naturally neutralized raw wastewater is treated by BA.

Os parâmetros indicadores de contaminação orgânica (CQO e CBO5) apresentam comportamento similar, indicativo da elevada biodegradabilidade da ARIQ. A matéria orgânica sofre redução entre 93-100%. Nos vários ensaios observa-se a distinção entre duas fases distintas: síntese e respiração endógena.The parameters indicating organic contamination (COD and COD5) show similar behavior, indicative of the high biodegradability of ARIQ. Organic matter is reduced by 93-100%. In the various essays, one distinguishes between two distinct phases: synthesis and endogenous respiration.

Na primeira fase os parâmetros indicadores de contaminação orgânica apresentam um decaimento linear para valores no intervalo compreendido 90-95% e tempo de retenção hidráulica aproximadamente de 100-150 horas, dependendo das condições de operação.In the first phase the organic contamination indicator parameters show a linear decay to values in the range 90-95% and hydraulic retention time approximately 100-150 hours, depending on the operating conditions.

No final do processo de BA verifica-se acumulação de material inerte e os valores de matéria orgânica permanecem constantes (fase de respiração endógena) para tempos de retenção hidráulica de 125-200 horas, dependendo das condições de operação. A remoção de turvação aumenta ao longo do processo de BA, verificando eficiências de eliminação de 97-99% no final do processo.At the end of the BA process, inert material accumulates and the organic matter values remain constant (endogenous respiration phase) for hydraulic retention times of 125-200 hours, depending on operating conditions. Turbidity removal increases throughout the BA process, with elimination efficiencies of 97-99% at the end of the process.

Tabela 4. Caracterização do Sobrenadante da Biodegradação aeróbia da ARIQ^a Table 4. Characterization of ARIQ Aerobic Biodegradation Supernatant ^a

Parâmetro Parameter Ensaio 1 Trial 1 Ensaio 2 Trial 2 Ensaio 3 Trial 3 Ensaio 4 Trial 4 SSV_adicionados⁼SSVo^-SSVexistente (fTlÇj/L) (T= 0 hOTclS)SSV _to addons ⁼ SSVo ^- Existing SSVo (fTlÇj / L) (T = 0 hOTclS) 1194 1194 1896 1896 6874 6874 3362 3362 SSVexistente (mg/L) (T= 0 horas) Existing SSV (mg / L) (T = 0 hours) 2086 2086 1220 1220 1636 1636 3166 3166 Tempo do processo (h)^b Process Time (h) ^b 191 191 191 191 181 181 307 307 Temperatura (^eC)Temperature ( ^and C) 16,6 16.6 18,9 18.9 16,7 16.7 17,1 17.1 PH PH 9,26 (-26%) 9.26 (-26%) 9,23 (-8%) 9.23 (-8%) 8,61 (-13%) 8.61 (-13%) 9,34 (-23%) 9.34 (-23%) Condutividade (mS/cm) Conductivity (mS / cm) 14,34 (-21%) 14.34 (-21%) 12,69 (-12%) 12.69 (-12%) 11,01 (4%) 11.01 (4%) 21,5 (-31%) 21.5 (-31%) Potencial redox (mV) Redox Potential (mV) 5,4 (91%) 5.4 (91%) 40,0 (107%) 40.0 (107%) 46,3 (-197%) 46.3 (-197%) -33,4 (88%) 33.4 (88%) CQO (mg/L de O₂)COD (mg / L O ₂ ) 772 (93%) 772 (93%) 258 (97%) 258 (97%) 463 (95%) 463 (95%) 1196 (91%) 1196 (91%) CBO (mg/L de O₂)BOD (mg / L O ₂ ) 300 (97%) 300 (97%) 0 (100%) 0 (100%) 300 (94%) 300 (94%) 500 (96%) 500 (96%) Turvação (NTU) Turbidity (NTU) 12,4 (98%) 12.4 (98%) 11,0 (99%) 11.0 (99%) 11,1 (97%) 11.1 (97%) 15,6 (97%) 15.6 (97%) SST (mg/L) TSS (mg / L) 3642 (10%) 3642 (10%) 486 (89%) 486 (89%) 10592 (9%) 10592 (9%) 11554 (-37%) 11554 (-37%) SSV (mg/L) SSV (mg / L) 2708 (17%) 2708 (17%) 212 (93%) 212 (93%) 7660 (10%) 7660 (10%) 7846 (-20%) 7846 (-20%) Volume de lama formada (mL/L)^c Volume of sludge formed (mL / L) ^c 290 (-480) 290 (-480) 45 (-125%) 45 (-125%) 965 (-286%) 965 (-286%) 980 (-444%) 980 (-444%) Volume de lama centrifugada (mL/L)^c Volume of centrifuged slurry (mL / L) ^c 40 (20%) 40 (20%) 40 (-100%) 40 (-100%) 100 (17%) 100 (17%) 130 (-160%) 130 (-160%) Velocidade de consumo de substrato (h'¹)Substrate Consumption Speed (h ' ¹ ) 0,006 0.006 0,0087 0.0087 0,0072 0.0072 0,003 0.003 Velocidade de sedimentação das lamas^d (cm/min)Sludge settling speed ^d (cm / min) 1,085 1.085 8,604 8.604 0,015 0.015 0,024 0.024

^aValor obtido no tempo de processo considerado como óptimo¹³ e percentagem de remoção em parêntesis. ^cTempo de sedimentação de 30 minutos. ^d Determinação no final do processo. ^a Value obtained at the optimal processing time ¹³ and percentage removal in parentheses. ^c Settling time 30 minutes. ^d Determination at the end of the process.

A caracterização do sobrenadante obtido na BA encontra-se na tabela 4. O tempo de retenção hidráulico óptimo depende das condições de operação, mantendo-se similar, quando ocorre variação da concentração de biomassa (ensaio 1,2 e 3) . Contrariamente, mantendo-se a concentração de biomassa similar e aumentando a concentração de substrato (23%), verifica-se aumento do TRH (38%) (ensaio 4) .The characterization of the supernatant obtained from BA is shown in table 4. The optimum hydraulic retention time depends on the operating conditions and remains similar when the biomass concentration varies (test 1,2 and 3). Conversely, maintaining the similar biomass concentration and increasing the substrate concentration (23%) increases TRH (38%) (test 4).

Figura 4. Biodegradação aeróbia da ARIQ bruta. Condições experimentais a partir do topo: Ensaio 1,2,3 e 4. Símbolos: o CQO; · CBO; Δ remoção de turvação (1-T/T_O); + SSVSSV_ex2stente ·Figure 4. Aerobic biodegradation of crude ARIQ. Experimental conditions from the top: Test 1,2,3 and 4. Symbols: o COD; · CBO; Δ turbidity removal (1-T / T _O ); + SSVSSV _ex2s try ·

De salientar que a velocidade de consumo de substrato é superior para concentrações de biomassa aproximadamente deNote that the rate of substrate consumption is higher for biomass concentrations of approximately

2,0 g/L e sofre reduções de 31% e 66% quando a concentração da biomassa é reduzida para cerca de metade e a concentração de substrato é aumentada em 23%, respectivamente.2.0 g / L and is reduced by 31% and 66% when the biomass concentration is halved and the substrate concentration is increased by 23% respectively.

As lamas resultantes da BA apresentam sedimentação por camadas, sendo a velocidade de sedimentação máxima para concentrações de biomassa de aproximadamente 2,0 g/L e mínima para concentrações 7,0 g/L. Este último efeito devese a formação de fenómenos de bulking (75-106 mL/L).The sludges resulting from BA have sedimentation by layers, with the maximum sedimentation rate for biomass concentrations being approximately 2.0 g / L and minimum for 7.0 g / L. This latter effect is due to the formation of bulking phenomena (75-106 mL / L).

b) Biodegradação aeróbia do sobrenadante do processo de PQ(b) Aerobic biodegradation of FP process supernatant

Na figura 5 apresentam-se os resultados obtidos no processo de BA do sobrenadante de PQ, inferindo-se que a ARIQ prétratada com cal hidratada contem matéria orgânica mais propensa à biodegradação que o efluente bruto. A fase de síntese e de respiração endógena é reduzida para valores de TRH de 30-90 horas e 30-120 horas, respectivamente. O tempo óptimo de retenção hidráulico sofre reduções entre 31-74%, dependendo das condições de operação.Figure 5 presents the results obtained in the PQ supernatant BA process, inferring that the hydrated lime pretreated ARIQ contains organic matter more prone to biodegradation than the raw effluent. The synthesis and endogenous respiration phase is reduced to HRT values of 30-90 hours and 30-120 hours, respectively. Optimum hydraulic retention time is reduced by 31-74% depending on operating conditions.

A velocidade de consumo de substrato pela biomassa é aproximadamente 4 vezes superior para concentrações de biomassa no intervalo compreendido entre 2,3-5,8. As lamas apresentam sedimentação por camadas e a velocidade de sedimentação é superior comparativamente as lamas de BA do efluente bruto. Além disso, o volume de lamas é reduzido em cerca de 62% (70 mL/L) para concentrações de biomassa aproximadamente de 2,0 g/L quando a ARIQ é pré-tratada por PQ.The rate of substrate consumption by biomass is approximately 4 times higher for biomass concentrations in the range 2.3-5.8. The sludge presents sedimentation by layers and the sedimentation rate is higher compared to the BA sludge of the raw effluent. In addition, the sludge volume is reduced by about 62% (70 mL / L) at approximately 2.0 g / L biomass concentrations when ARIQ is pretreated by PQ.

O CQO residual atinge menores valores (<500 mg/L). A caracterização do sobrenadante obtido na biodegradação aeróbia encontra-se na tabela 5. A figura 6 esquematiza a sequência de etapas do Processo.Residual COD reaches lower values (<500 mg / L). The characterization of the supernatant obtained in aerobic biodegradation is shown in table 5. Figure 6 outlines the sequence of steps of the process.

Tabela 5. Caracterização do Sobrenadante do processo em série PQ e BA^a Table 5. Characterization of PQ and BA series process supernatant ^a

Parâmetro Parameter Ensaio 5 Trial 5 Ensaio 6 Trial 6 Ensaio 7 Trial 7 Ensaio 8 Trial 8 Ensaio 9 Trial 9 SSV_adicionados=SSVo-SSV_e (mg/L) (T=0 horas) _D = SSV icionados SSVo-SSV _and (mg / L) (T = 0 hours) 1198 1198 2348 2348 2680 2680 5814 5814 2546 2546 SSVexistente (mg/L) (T=0 horas) Existing SSV (mg / L) (T = 0 hours) 164 164 - - 34 34 208 208 - - Tempo do processo (h) Process Time (h) 96 96 50 50 46 46 125 125 118 118 Temperatura (^eC)Temperature ( ^and C) 19,6 19.6 27,4 27.4 14,8 14.8 19,5 19.5 16,9 16.9 pH pH 8,50 (-20%) 8.50 (-20%) 7,93 (-4%) 7.93 (-4%) 8,43 (-9%) 8.43 (-9%) 8,71 (-12%) 8.71 (-12%) 8,43 (-14%) 8.43 (-14%) Condutividade (mS/cm) Conductivity (mS / cm) 10,18 (10%) 10.18 (10%) 11,25 (17%) 11.25 (17%) 10,98 (18%) 10.98 (18%) 9,60 (11%) 9.60 (11%) 14,73 (16%) 14.73 (16%) Potencial redox (mV) Redox Potential (mV) 47,9 (134%) 47.9 (134%) 38,1 (112%) 38.1 (112%) 87,5 (140%) 87.5 (140%) 73,8 (131%) 73.8 (131%) 50,9 (1%) 50.9 (1%) CQO (mg/L de 02) COD (mg / L of 02) 372 (96%) 372 (96%) 331 (94%) 331 (94%) 287 (95%) 287 (95%) 188 (97%) 188 (97%) 496 (95%) 496 (95%) CBO (mg/L de 02) BOD (mg / L of 02) 100 (99%) 100 (99%) 500 (90%) 500 (90%) 500 (94%) 500 (94%) 300 (94%) 300 (94%) 600 (95%) 600 (95%) Turvação (NTU) Turbidity (NTU) 1,7 (89%) 1.7 (89%) 11,4 (67%) 11.4 (67%) 7,1 (74%) 7.1 (74%) 9,6 (70%) 9.6 (70%) 4,7 (95%) 4.7 (95%) SST (mg/L) TSS (mg / L) 4534 (-148%) 4534 (-148%) 5202 (-51%) 5202 (-51%) 6908 (-76%) 6908 (-76%) 8394 (2%) 8394 (2%) 6662 (-92%) 6662 (-92%) SSV (mg/L) SSV (mg / L) 2564 (-88%) 2564 (-88%) 2802 (-19%) 2802 (-19%) 3870 (-43%) 3870 (-43%) 5956 (1%) 5956 (1%) 3132 (-23%) 3132 (-23%) Volume de lama formada (mL/L)^c Volume of sludge formed (mL / L) ^c 200 (-122%) 200 (-122%) 135(-59%) 135 (-59%) 360 (-167%) 360 (-167%) 950 (-138%) 950 (-138%) 260 (-33%) 260 (-33%) Volume de lama centrifugada (mL/L)^c Volume of centrifuged slurry (mL / L) ^c 40 (-300%) 40 (-300%) 55 (-5%) 55 (-5%) 40 (20%) 40 (20%) 100 (-5%) 100 (-5%) 50 (-43%) 50 (-43%) Velocidade de consumo de substrato (h'¹)Substrate Consumption Speed (h ' ¹ ) 0,0124 0.0124 0,0349 0.0349 0,0343 0.0343 0,0101 0.0101 0,0123 0.0123 Velocidade de sedimentação das lamas^d(cm/min)Sludge settling speed ^d (cm / min) 5,238 5,238 10,637 10.637 1,692 1.692 0,089 0.089 2,234 2,234

^aValor obtido no tempo de processo considerado como óptimo¹³ e percentagem de remoção em parêntesis (relativamente ao efluente após PQ) . ^cTempo de sedimentação de 30 minutos. ^dDeterminação no final do processo. ^a Value obtained at the optimal processing time ¹³ and percentage removal in parentheses (relative to effluent after PQ). ^c Settling time 30 minutes. ^d Determination at the end of the process.

Figura 5. Biodegradação aeróbia do sobrenadante de PQ. Condições experimentais a partir do topo: Ensaio 5,6,7,8 e 9. Símbolos: o CQO; · CBO; Δ remoção de turvação (1-T/T_O);Figure 5. Aerobic biodegradation of PQ supernatant. Experimental conditions from the top: Test 5,6,7,8 and 9. Symbols: o COD; · CBO; Δ turbidity removal (1-T / T _O );

SSV-SSV existenteExisting SSV-SSV

Figura 6. Esguema do processo em série de Precipitação Química Neutralização Natural e Biodegradação Aeróbia.Figure 6. Series process chemical precipitation from Natural Neutralization and Aerobic Biodegradation.

Beja, 07 de Junho de 2013Beja, June 07, 2013

Claims

1) Cheese industry wastewater treatment process, characterized by:

(a) Immediate basic chemical precipitation by the addition of a concentrated hydrated lime solution, 200 g / l, to obtain a pH in the range 10,5 to 13 in one step to the waste water of the cheese industry while stirring. at 200 rpm;

(b) layer sedimentation of the precipitate obtained in (l) (a) within one hour;

c) exposure of the supernatant obtained in l) b) air to carry out the carbonation reaction with air and C0 ₂ formed precipitation of CaCO _3;

(d) application of activated sludge to the biodegradable effluent obtained in (lc);

e) Layer sedimentation of sludges obtained in l) d).

Cheese Industry Wastewater Treatment Process, according to claim 1, characterized in that maximum precipitation is obtained at pH 11.5.

Cheese Industry Wastewater Treatment Process, according to claim 1, characterized in that it is applied to effluent stored or produced on the same day.

Cheese industry wastewater treatment process according to claim 1, characterized in that it produces a supernatant with a high Biodegradability index, CBO5 / COD = 0.74-0.75 and requiring a short time. aerobic process, 46-125 hours.

June 6, 2013