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KARLYNE DA CONCEIÇÃO OLIVEIRA STEPHANIE LARA ANDRADE DOS SANTOS MÉTODOS DE TRATAMENTO DE EFLUENFES Orientador: Diego da Silva Vasconcellos Co-orientador: Milena Gouveia Oliveira de Lima Simões Filho, BA 2024 2 KARLYNE DA CONCEIÇÃO OLIVEIRA STEPHANIE LARA ANDRADE DOS SANTOS MÉTODOS DE TRATAMENTO DE EFLUENFES Orientador: Diego da Silva Vasconcellos Co-orientador: Milena Gouveia Oliveira de Lima Trabalho apresentado à instituição Centro Estadual de Educação Profissional em Serviços e Processos Industriais Irmã Dulce como requisito avaliativo para aprovação no Curso Técnico de Química. Simões Filho, BA 2024 3 Resumo Os tipos de efluente geram impactos ambientais diferentes, dependendo da maneira que sejam descartados. Os efluentes são resíduos gerados e liberados na natureza, em qualquer atividade humana, eles podem ser apresentados na forma líquida e gasosa. Em geral, são classificados em domésticos, industriais e agrícolas, a depender da fonte em qual é produzido, e demanda de diferentes tipos de tratamento. Os tipos de tratamento empregado em cada efluente, também, são relativos aos critérios do ambiente em que será descartado. No Brasil a Resolução CONAMA nº 430/2011 estabelece limites para diversos poluentes. O processo de tratamento consiste em diversas etapas, até que o material resultante apresente características que garantam o seu descarte ou reuso. As etapas de tratamento incluem gradeamento, desaneração, floculação, sedimentação, filtração, dentre outros. Observa-se que o tipo e as etapas seguidas no tratamento dos efluentes determinarão o impacto que este poderá causar no meio ambiente. O presente trabalho tem o intuito de abordar o método de tratamento de efluentes e a eficiência de cada um deles. Palavras-chave: Efluentes; Classificação dos efluentes; Tratamento de efluentes. SUMÁRIO 1.0 INTRODUÇÃO.......................................................................................................1 2.0 OBJETIVOS...........................................................................................................3 2.1 OBJETIVO GERAL................................................................................................3 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS..................................................................................3 3.0 CONCEITO DE EFLUENTES................................................................................4 3.1 TIPOS DE EFLUENTES........................................................................................5 3.2 PROCESSOS DE TRATAMENTOS DE EFLUENTES..........................................6 3.3 CLASSIFICAÇÃO DOS TRATAMENTOS DE RESÍDUOS...................................7 3.4 CONSEQUÊNCIAS DO DESCARTE INADEQUADO DE EFLUENTES...............9 4.0 CONCLUSÃO......................................................................................................11 REFERÊNCIAS .........................................................................................................12 1 1. Introdução Os efluentes são resíduos provenientes de indústrias, esgotos domésticos e redes pluviais lançados no meio ambiente, nas formas líquidas e gasosas, são resultado das diversas atividades humanas. Eles podem causar sérios impactos ambientais se não forem tratados adequadamente antes de ser lançado em copos d’água, prejudicando o ecossistema. Por isso, é essencial que haja tratamento adequado para minimizar esses impactos (SAUTCHUK, 2004). Os efluentes podem ser classificados em efluentes domésticos, industriais e agrícolas. O tratamento adequado aos efluentes é crucial para proteger o meio ambiente, a saúde pública e os recursos hídricos. É de alta importância o estudo desses métodos de tratamento, e eles podem ser classificados de diferentes maneiras. Alguns deles são o tratamento físico, que envolve processos mecânicos para remoção de sólidos suspensos e partículas, por exemplo, a sedimentação, filtração e flotação. Tratamento químico utiliza reações químicas para remover contaminantes, isso pode incluir processos como coagulação, floculação e desinfecção por cloro ou ozônio por exemplo. Tratamento Biológico usa microorganismos para decompor matéria orgânica presente nos efluentes, os métodos mais comuns são os lodos ativados e os leitos biológicos. Tratamento Avançado ele é utilizado para remover poluentes específicos que não foram eliminados nos tratamentos anteriores. Pode incluir processos como osmose reversa, troca iônica ou adsorção. Tratamento Natural utiliza sistemas naturais, que aproveitam a capacidade das plantas e microorganismos para tratar os efluentes (SILVA FILHO, 2009). Cada tipo de tratamento tem suas vantagens e é escolhido com base nas características do efluente a ser tratado e nas exigências de qualidade final do material. As indústrias têm várias abordagens para lidar com seus efluentes, com finalidade de minimizar os impactos ambientais. As indústrias devem seguir normas e regulamentações para o descarte de efluentes, que variam de acordo com o país e a região. No Brasil, algumas das principais norma incluem a Constituição Federal, que estabelece o direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, a lei de crimes ambientais (lei número 9.605/1998) que define a penalidade para atividades que causam poluição e degradação ambiental, a resolução CONAMA n° 357/2005 que 2 estabelecem as condições e critério para a classificação das águas e padrões de qualidade (VON SPERLING 1995). Existem compostos que são proibidos ou que têm limites rigorosos nos efluentes, isso, no entanto, varia de acordo com a legislação de cada país. No Brasil a Resolução CONAMA nº 430/2011 estabelece limites para diversos poluentes. Alguns dos compostos frequentemente proibidos ou com limites muito restritivos são os metais pesados, tais como mercúrio, chumbo, cádmio e arsênio, tóxicos ao meio ambiente e prejudiciais à saúde, os óleos e graxas, pois a presença de óleos podem causar poluição em corpos d’água e prejudicar a fauna aquática, nutrientes em excesso, sendo os principais nitrogênio e fósforo, que podem causar eutrofização em corpos d’água, materiais agrotóxicos, que são substâncias químicas utilizadas na agricultura que podem ser extremamente tóxicas para a vida aquática, substâncias radioativas pois, altos níveis de radiação são deletérios a saúde dos seres vivos e os compostos fenólicos e orgânicos voláteis, a maioria destes são proibidos devido à sua toxicidade e potencial carcinogênico. Esses compostos são monitorados para garantir que os efluentes não causem danos ao meio ambiente ou à saúde pública (CONAMA N° 430/2011). É de suma importância o estudo desses efluentes antes de serem descartados ou reutilizados e também deve-se escolher métodos eficientes para seus devidos tratamentos. 3 2. Objetivos 2.1. Objetivo geral O presente trabalho tem o objetivo avaliar a eficiência do sistema de tratamento de efluentes gerados, com foco na remoção de poluentes e na melhoria da qualidade final da água tratada, atendendo às normas ambientais vigentes. 2.2. Objetivos específicos Estudar detalhadamente o processo de tratamento, desde a caracterização dos efluentes até a análise dos parâmetros operacionais que influenciam a eficiência do tratamento; Identificar processos de otimização do sistema de tratamento de efluentes; Verificar a conformidade dos efluentes tratados em relação às normas ambientais vigentes. 4 3. Conceito de efluentes Efluentes são resíduos líquidos ou gasosos que resultam de processos industriais, agrícolas ou domésticos. Os processo indústriassão as fontes de efluentes, domésticos que são provenientes de residências, como esgoto sanitário, os efluentes industriais são os gerados por processos industriais, que muitas vezes contêm substâncias tóxicas ou poluentes específicos e os efluentes agrícolas que são resultantes da irrigação e do uso de fertilizantes e pesticidas, que podem contaminar corpos d’água. A diferença entre efluentes líquidos e gasosos está relacionada ao estado físico dos poluentes e à forma como eles são gerados e tratados. As principais distinções dos dois são as técnicas utilizadas e os métodos de tratamento. Os efluentes líquidos são descartados em forma líquida que resultam de processos industriais, domésticos ou agrícolas. Eles podem conter sólidos suspensos, nutrientes (como nitrogênio e fósforo), metais pesados, produtos químicos e patógenos. Geralmente seus tratamentos requerem processos de tratamento físico, químico e biológico (METCALF E EDDY, 1991) Os efluentes gasosos são emitidos no estado gasoso que resultam de processos como, combustão, reações químicas ou volatilização de compostos voláteis, são exemplos os gases emitidos por indústrias, veículos, usinas de energia e processos de fabricação. Podem incluir dióxido de carbono (CO2), óxidos de nitrogênio (NOx), compostos orgânicos voláteis (COV’s), partículas em suspensão e outros poluentes atmosféricos. Os controles desses efluentes geralmente envolve a utilização de filtros, precipitadores eletrostáticos, lavadores de gases e sistemas de tratamento químico para reduzir as emissões antes que entrem na atmosfera (VON SPERLING, 1995). Uma das diversas maneiras que as indústrias lidam com esses efluentes é com tratamentos internos, reuso de água, descartes controlados, valorização energética, disposição em aterros e monitoramento dos efluentes. O tratamento de efluentes que são considerados o mais viável e necessário é o líquido. Isso se da pelo fato de que o tratamento de gases é muito mais complexo e caro exigindo tecnologias como absorção, adsorção dentre outros, embora os efluentes gasosos sejam produzidos em uma menor escala, quando comparado aos efluentes líquidos, a maioria produzida pode ser considerado tóxico ao homem e meio ambiente. Enquanto os efluentes líquidos encontram-se na maior parte do resíduos gerados, e é largamente 5 reutilizados pela própria indústria retornando ao processo de produção (MIERZWA, J.C., 2005.). 3.1. Tipos de efluentes Os efluentes podem ser classificados em efluente doméstico, efluentes industriais e efluentes agrícolas. Os Efluentes Domésticos são provenientes de residências, incluem esgoto sanitário, água da lavanderia, chuveiros e pias, podem conter matéria orgânica, nutrientes (como nitrogênio e fósforo), óleos e graxas, além de microrganismos patogênicos. Geralmente são tratados em estações de tratamento de esgoto (ETEs), onde passam por processos como a remoção de sólidos, degradação biológica e desinfecção antes de serem devolvidos ao meio ambiente (SILVA FILHO, 2009). Efluentes industriais são os gerados por processos industriais, como fabricação, mineração ou processamento de alimentos. Eles podem incluir uma variedade de substâncias, como metais pesados, solventes orgânicos, produtos químicos perigosos e resíduos sólidos. E seu tratamento é muitas vezes mais complexo devido à diversidade e toxicidade dos poluentes. Isso pode envolver processos físicos (filtração, sedimentação), químicos (neutralização, precipitação) e biológicos (LEME, F.P, 1979). Efluentes agrícolas resultantes da irrigação após uso de fertilizantes e pesticidas na agricultura. Eles contêm nutrientes em excesso (como nitrogênio e fósforo), pesticidas e sedimentos que podem ser arrastados pela água da chuva. Podem levar à eutrofização em corpos d’água, causando crescimento excessivo de algas que consomem oxigênio e prejudicam a vida aquática. O uso inadequado pode também afetar a qualidade da água potável (KARPUZCU M., 2002). A gestão adequada desses efluentes é crucial para proteger os recursos hídricos e a saúde pública. A conscientização sobre as práticas sustentáveis no tratamento e descarte é fundamental para minimizar os impactos ambientais. As principais produtoras de efluentes são as industrias alimentícias, que geram resíduos orgânicos e outras substâncias químicas, a indústria têxtil, que podem liberar 6 na natureza corantes e produtos químicos, a indústria química, que utilizam produtos químicos perigosos e metais pesados, a indústria farmacêutica, que gera, principalmente, resíduos de medicamentos e microrganismos, a indústria do papel e celulose, gerando resíduos de matéria orgânica e lignina, a indústria metalúrgica, produzindo resíduos de metais pesados e óleos, a indústria petrolífera responsáveis por gerar resíduos contendo óleos e sal e a indústria da construção civil, sendo os principais resíduos sedimentos e produtos químicos (PRAZERES A.R., 2012). 3.2. Processos de tratamento de efluentes Cada processo de tratamento de efluentes tem um papel importante na sua purificação e remoção de poluentes, eles são divididos em oito etapas cada uma delas mais importante quanto a outras. São exemplos de tratamentos, o gradeamento que é o primeiro passo no tratamento de efluentes, onde são utilizados dispositivos, como grades ou telas, para remover sólidos grandes (plásticos, folhas, madeira) que podem causar danos aos equipamentos posteriores. Esse tratamento protege os sistemas de tratamento, evitando entupimentos e desgastes (LEME F.P, 1979). A Desarenação, que visa remover partículas mais pesadas, como areia e sedimentos, que podem estar presentes na água. Normalmente, é realizado em tanques onde a água é mantida em repouso para permitir que os sólidos se depositem no fundo. Ele vista a abrasão em bombas e outros equipamentos e melhora a eficiência do tratamento subsequente (CAMPOS, I.C, 2013). A Sedimentação, utilizada após o pré-tratamento, ela é realizada em tanques específicos onde a água é deixada em repouso. Os sólidos suspensos se depositam no fundo do tanque formando o lodo. Ela reduz a carga de sólidos e matéria orgânica antes dos processos biológicos. Filtração é um processo que utiliza meios filtrantes (como areia ou carvão ativado) para remover partículas menores da água. É muito eficaz para retirar sólidos suspensos e alguns contaminantes químicos. Ela melhora a qualidade da água, tornando-a mais limpa antes da desinfecção (OENNING JR, A., 2006). 7 Coagulação envolve a adição de produtos químicos (coagulantes) à água para aglomerar pequenas partículas em flocos maiores. Facilita a remoção de sólidos suspensos durante a floculação subsequente (NALCO, 1988). Floculação após a coagulação, o processo de floculação envolve uma agitação suave da água para promover a formação de flocos maiores que podem ser facilmente removidos durante a sedimentação ou filtragem. Aumenta a eficiência da remoção de sólidos e melhora a qualidade final da água tratada (NALCO, 1988; SATOS FILHO, 1976). Flotação é um processo onde bolhas de ar são introduzidas na água, fazendo com que partículas sólidas flutuem para a superfície, formando uma camada chamada “escuma”. Essa escuma pode ser removida facilmente. Ela tem sua eficiência na remoção de óleos, graxas e sólidos finos que não sedimentam facilmente (MIERXWA, 2002). Desinfecção é o último passo do tratamento antes da liberação da água tratada, pode ser realizada por métodos químicos (como cloro) ou físicos (como luz ultravioleta). Ele elimina microrganismos patogênicos, garantindo que a água esteja segura para o meio ambiente e para uso humano (REIS, J.L, 1999; 2006). Esses processos são fundamentais para garantir que os efluentes sejam tratados adequadamente antes de serem devolvidos ao meio ambiente ou reutilizados 3.3. Classificaçãodos tratamentos de resíduos O tratamento de efluentes industriais é essencial para minimizar impactos ambientais ocasionados pela disposição de seus efluentes e cumprir a legislação posta. Os métodos e tipos de tratamentos podem variar dependendo da composição dos efluentes e dos padrões de descarga exigidos, mas, em geral, incluem as seguintes etapas, tratamento preliminar, gradeamento, que auxilia na remoção de sólidos grandes, como plásticos, papéis e resíduos sólidos maiores, que podem danificar ou entupir equipamentos posteriores e a Desarenação que é a separação de partículas pesadas, como areia e cascalho, para evitar abrasão nos equipamentos (MIERZWA, 2008). 8 Tratamento Primário, decantação, utilizado na remoção de sólidos em suspensão pela sedimentação em tanques. Os sólidos sedimentados (lodo primário) são removidos do fundo do tanque e a flotação, processo que utiliza bolhas de ar para remover óleos, graxas e partículas finas em suspensão.(MOREIRA D.A, 1999). Tratamento Secundário (Biológico), no qual são utilizados lodos ativados por microrganismos que auxiliam na degradação da matéria orgânica presentes nos efluentes em um ambiente aeróbico (presença de oxigênio). O efluente é agitado em tanques aerados para manter a concentração de oxigênio. Reatores Anaeróbios para tratamento em ambiente sem oxigênio, onde microrganismos anaeróbios degradam a matéria orgânica produzindo biogás (metano e dióxido de carbono) que pode ser usado como fonte de energia e lagoas de estabilização que são grandes tanques ou lagoas onde a matéria orgânica é decomposta por microrganismos ao longo de semanas ou meses. Pode ser aeróbia, anaeróbia ou facultativa (OENNINGJR, 2006). Tratamento terciário, filtração utilizado para a remoção de sólidos suspensos finos restantes, utilizando filtros de areia, carvão ativado ou membranas, desinfecção, com a utilização de cloro, ozônio ou radiação ultravioleta (UV) para eliminar microrganismos patogênicos e a remoção de nutrientes, compostos nitrogenados e fosforados (BAKER, R.W., 2004). Tratamento de Lodo, espessamento que é a redução do volume de lodo pela remoção de água, digestão anaeróbia, promovendo a decomposição do lodo em ausência de oxigênio para reduzir o volume e produzir biogás e a desidratação para remoção adicional de água do lodo, geralmente por centrifugação ou filtros prensa, resultando em um lodo mais seco que pode ser descartado ou reutilizado (VON SPERLING, 2007). Reutilização e reciclagem, após o tratamento, a água pode ser reutilizada na própria indústria, por exemplo, em processos de limpeza ou resfriamento e recuperação de produtos químicos algumas indústrias implementam processos para recuperar produtos químicos valiosos dos efluentes (HACH, 1999). Vale ressaltar que cada etapa é escolhida com base nas características dos efluentes gerados e nos objetivos do tratamento. Em uma indústria de bebidas, a carga orgânica geralmente é alta, devido aos resíduos de açúcares, corantes e outros compostos, o que faz com que o tratamento biológico seja uma etapa essencial. 9 3.4. Consequências do descarte inadequado de efluentes Se os efluentes não forem tratados de maneira adequada, diversos problemas podem surgir, tanto para o meio ambiente quanto para a saúde pública. Alguns desses problemas são a poluição da água, caracterizada pela contaminação de rios e lagos tornando a água imprópria para consumo e prejudicando a fauna e a flora aquáticas e a eutrofização caracterizada pelo excesso de nutrientes, como nitrogênio e fósforo levando à morte de peixes e outros organismos aquáticos (LEME, 1979). Poluição do solo por contaminação, pois os efluentes que infiltram no solo e podem contaminar lençóis freáticos, afetando a qualidade da água potável e a degradação do solo por substâncias tóxicas afetando a fertilidade do solo e a saúde das plantas (MIERZWA, J.C; SILVA, 2008). Impactos na biodiversidade, perda de habitat, pois a poluição pode destruir habitats aquáticos e terrestres, levando à extinção de espécies e o desequilíbrio ecológico, introdução de substâncias tóxicas podem alterar as cadeias alimentares e o equilíbrio dos ecossistemas (VON SPERLING, 2007). Consequências econômicas, custo de descontaminação, a contaminação ambiental pode resultar em altos custos para remediação, perda de áreas turísticas áreas afetadas pela poluição geralmente perdem apelo turístico, impactando a economia local (METCALF e EDDY, 1991). O tratamento adequado dos efluentes é essencial para proteger o meio ambiente, a saúde pública e a economia e é de alta importância que todos que gerem efluentes industriais tenham a conscientização do prejuízo desses resíduos químicos, físicos e biológicos, não tratados da maneira recomendada, quando descartados na natureza. 10 4. Conclusões Com o presente estudo concluiu-se os processos de tratamento são divididos em diversas etapas, cada etapa necessita da outra para que os parâmetros operacionais que influenciam a eficiência dos efluentes estejam de acordo com a conformidade em relação as normais ambientais existentes. os seguintes resultados, cada efluente tem suas definições e cada um tem seu modo de tratamento. E de alta importância o estudo e a análise desses resíduos em qualquer indústria que se trabalhar com ele, caso não haja um bom tratamento e análise esses resíduos podem vim a geral altos donos para o meio ambiente, a saúde, a biodiversidade e até a economia. Temos entoa os resultados que todos os método utilizados para tratar os efluentes é de alta importância, todos tem seus níveis de recomendação mas todos são de alta necessidades. As indústrias que não tratarem os efluentes da maneira correta podem até receber penalidades jurídicas sérias. 11 Referências ALMEIDA, E. R. L. “ Avaliação da biodegradabilidade aeróbia De efluentes vinícolas “Aveiro: Universidade de Aveiro –Departamento de Ambiente e Ordenamento, 2008. CAMPOS, J. C. Evaluation of coagulation/flocculation process in the landfill Leachate treatment at the Municipal Wastewater Treatment Plant. Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) – Rio de Janeiro, RJ, Brasil Departamento de Processos Inorgânicos. 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