Avaliação de Impacto Ambiental, Valorização do Efluente e dos Resíduos Sólidos da Indústria Corticeira

A preocupação com o meio ambiente, nomeadamente na descarga de águas residuais, consumo de água excessivo e produção de resíduos industriais, está cada vez mais presente no quotidiano. Devido a estas problemáticas, efetuou-se a avaliação de impacte ambiental (AIA) do processo produtivo das rolhas de cortiça naturais, tratamento das águas de cozedura da cortiça (estudo da possível reutilização do efluente tratado) e valorização de subprodutos – resíduo sólido (raspa de cortiça), sendo estes os objetivos propostos para a realização da presente dissertação. Na AIA, efetuada no decorrer das fases da Análise do Ciclo de Vida (ACV), foram selecionadas 8 categorias de impacte – aquecimento global, acidificação, dessecação, toxicidade e ecotoxicidade, eutrofização, consumo de recursos não renováveis e oxidação foto-química. A água de cozedura caracterizou-se por uma elevada carga poluente, apresentando elevada concentração de cor, Carência Química de Oxigénio (CQO), taninos e lenhina e Sólidos Suspensos Totais (SST). O processo de tratamento proposto consistiu num pré-tratamento por ultrafiltração (UF), com membranas de 30.000 e 20.000 MWCO, seguido de adsorção por carvão ativado (comercial e produzido a partir de raspa de cortiça). No tratamento por UF, utilizando uma membrana de 30.000 MWCO, foram obtidas percentagens de remoção para a primeira amostra de água de cozedura de 74,8 % para a cor, 33,1 % para a CQO e para a segunda amostra de 85,2 % para a cor e 41,8 % para a CQO. Posteriormente, apenas para a segunda amostra de água de cozedura e com uma membrana de 20.000 MWCO, as percentagens de remoção obtidas foram superiores, de 93% para a cor, 68,9 % para a CQO, 88,4 % para taninos e lenhina e 43,0 % para azoto total. No tratamento por adsorção com carvão ativado estudou-se o tempo de equilíbrio do carvão ativado comercial e do carvão ativado produzido a partir de aparas de cortiça, seguindo-se o estudo das isotérmicas de adsorção, no qual foram analisados os parâmetros da cor e CQO para cada solução. Os ajustes dos modelos teóricos aos pontos experimentais demonstraram que ambos os modelos (Langmuir e Freundlich) poderiam ser considerados, uma vez que apresentaram ajustes idênticos. Relativamente ao tratamento de adsorção em contínuo do permeado, obtido por UF com membrana de 20.000 MWCO, constatou-se que ambos os carvões ativados (comercial e produzido) não ficaram saturados, tendo em consideração os tempos de saturação estimados pela capacidade máxima de adsorção (determinada para a isotérmica de Langmuir) e as representações gráficas dos valores experimentais obtidos para cada ensaio. No ensaio de adsorção com carvão ativado comercial verificou-se que o efluente tratado poderia ser descarregado no meio hídrico ou reutilizado no processo industrial (considerando os parâmetros analisados), uma vez que até aos 11 minutos de ensaio a concentração da solução à saída foi de 111,50 mg/L O2, para a CQO, e incolor, numa diluição de 1:20. Em relação à adsorção em contínuo com carvão ativado produzido verificou-se no ensaio 4 que o efluente resultante apresentou uma concentração de CQO de 134,5 mg/L O2 e cor não visível, numa diluição de 1:20, ao fim de 1h22 min de ensaio. Assim, concluiu-se que os valores obtidos são inferiores aos valores limite de emissão (VLE) presentes no Decreto-Lei n.º 236/98 de 1 de Agosto. O carvão ativado produzido apresentou elevada área superficial específica, com 870 m2/g, comparativamente ao carvão comercial que foi de 661 m2/g. O processo de extração da suberina a partir de raspa de cortiça isenta de extraíveis, efetuado através da metanólise alcalina, apresentou percentagens de extração superiores aos restantes métodos. No processo efetuado em scale-up, por hidrólise alcalina, obteve-se uma extração de 3,76 % de suberina. A aplicação da suberina no couro demonstrou que esta cera apresenta enormes potencialidades, uma vez que a sua aplicação confere ao couro um aspeto sedoso, com mais brilho e um efeito de “pull-up”.

The environmental concern, respectively the wastewater discharge, excessive consumption of water and industry waste produce, is more present in the quotidian. Due to this problems were analyzed the environmental impact assessment of the cork cooking process and treatment of the wastewater resultant in order to valorize the by-products – solid waste (cork shaving) and provide wastewater reuse. These are the main objectives of this thesis. In environmental impact assessment (EIA) of production of the natural cork stopper, made during the steps of the Life Cycle Analysis (LCA), were selected 8 impact categories global warming, acidification, desiccation, toxicity and ecotoxicity, eutrophication, non-renewable resource consumption, photo-chemical oxidation. The cooking water was characterized for its high polluted content, presented high concentration of color, chemical oxygen demand (COD), lignin and tannins and suspended solids total (SST). The proposed treatment process for this effluent was a pre-treatment by ultrafiltration (UF), with different porosity membranes, 30.000 and 20.000 MWCO, and then the adsorption with activated carbon (commercial and produced from the shaving cork). In UF treatment, with 30.000 MWCO porosity membrane, was obtained the following removal percentages: first cooking water sample - 74,8 % for color, 33,1 % for COD and for the second - 85,2 % for color and 41,8 % for COD. Then, only for the second cooking water sample, and with a 20.000 MWCO porosity membrane, the removal percentages were higher: 93 % for color, 68,9 % for COD, 88,4 % for lignin and tannins and 43,0 % for total nitrogen. The obtain percentage removal is lower range of values present in literature for this treatment. In the treatment by adsorption on activated carbon was studied the equilibrium time for both activated carbon, follow up the study of adsorption isotherms, in which were analyzed the color and COD parameters for each solution. The theoretical models adjustment to experimental values showed that both models (Langmuir and Freundlich) could be considered, once they presented identical adjustments. Relatively to permeate continuous adsorption, obtained by UF with a 20.000 MWCO porosity membrane, was verified that none of the activated carbons become saturated, considering the estimated saturation time estimated by the maximum adsorption capacity (determined for Langmuir isotherms) and graphic representations of experimental values obtained for each test. In the adsorption test with commercial activated carbon it was found that treated effluent could be discharge to the surface water or reused in industrial process (considering the analyzed parameters), since 11 minutes of assay resulted an effluent concentration of 111,50 mg/L O2, for COD and colorless, in 1:20 dilution. Relatively to the continuous adsorption with activated carbon produced it was found in test 4 a COD concentration of 134,5 mg/L O2 and non-visible color in 1:20 dilution, after 1h22min assay. It was concluded that the values obtained are below the emission limit values presented in the Decree-Law n.º 236/98 of 1 of December. The activated carbon produced showed a specific surface area of 870 m2/g, comparatively for the commercial carbon with 661 m2/g. The more efficient extraction process of the cork shaving suberin without extractable was alkaline methanolysis with higher percentage of extraction than the others. The process done in scale-up obtained an extraction of 3,76 % of suberin. The suberin application in leather has shown that this wax presents enormous potential, since its application provides the silky aspect and brightness and also a “pull-up” effect.