Avaliação da flotação por ar dissolvido no pós-tratamento de águas residuárias de frigorífico avícola
| dc.contributor.advisor | Leite, Sibele Augusta Ferreira | |
| dc.contributor.author | Castelo Branco, Paulo Henrique Alves | |
| dc.contributor.referee | Lemos, Carlos Fernando | |
| dc.contributor.referee | Leite, Brenno Santos | |
| dc.contributor.referee | Antes, Fabiane | |
| dc.date.accessioned | 2026-10-19T12:15:29Z | |
| dc.date.created | 2026-07-13 | |
| dc.description | A indústria brasileira de abate e processamento de aves desempenha um papel estratégico na economia global, mas enfrenta o desafio ambiental do manejo de efluentes com elevadas cargas orgânicas, lipídicas e de nutrientes. O tratamento inadequado desses resíduos pode resultar no comprometimento da qualidade de corpos hídricos e em sanções legais, tornando a eficiência operacional um componente estratégico de competitividade. O objetivo geral deste trabalho foi analisar o desempenho de uma Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) industrial, avaliando o impacto da implementação do Sistema de Flotação por Ar Dissolvido (FAD) como etapa terciária de polimento e a eficiência das unidades operacionais ao longo do processo, visando assegurar a conformidade ambiental e a resiliência do sistema. A metodologia adotou uma abordagem mista, integrando uma Revisão Sistemática de Literatura (RSL) e um estudo de caso em escala real. O desempenho foi avaliado sob duas perspectivas: análise de parâmetros longitudinais entre 2019 e 2025, para contrastar os regimes Pré e Pós-FAD, e o monitoramento das unidades operacionais do sistema. A RSL foi conduzida mediante a prospecção e análise crítica de artigos científicos (2015-2025) em bases de dados especializadas (Scopus, Web of Science, SciELO e Google Scholar) para fundamentar o estado da arte e o uso da tecnologia. Para o estudo de caso, os dados foram coletados entre os anos 2019 e 2025 na Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) industrial localizada em São Sebastião do Oeste, MG, para avaliar a eficiência do FAD, seguido de uma coleta de dados entre abril de 2024 e julho de 2025, para uma visão geral do processo. Alguns dos parâmetros analisados foram DBO, DQO, fósforo total, nitrogênio amoniacal, sólidos suspensos totais (SST) e pH. Empregaram-se estatística descritiva e testes inferenciais não paramétricos (Wilcoxon-Mann-Whitney e Kruskal-Wallis) com nível de significância de 5%. Os principais resultados demonstraram que a implantação do FAD, em 2021, resultou em estabilização do descarte final, mesmo sob uma vazão média 44% superior e com menor variabilidade hidráulica. As eficiências médias de remoção de DBO e DQO aumentaram para 97,6% e 97,0%, respectivamente, com a DBO final atingindo a mediana de 17,7 mg/L. O sistema removeu mais de 98% dos sólidos suspensos totais (SST) residuais das lagoas aeradas, reduzindo a mediana final para 18,0 mg/L. Além disso, a eficiência de remoção de fósforo total foi elevada para 69,5%, demonstrando resiliência frente ao dobro da concentração de carga afluente no período. A discussão integrativa entre os dados obtidos no estudo de caso e a RSL revelou a existência do "desempenho biológico em níveis insatisfatórios” entre o reator anaeróbio (2LA) e o afluente do flotador (4FT), em que as remoções parciais de DBO estagnaram entre 20% e 26%. Esse cenário evidencia que o FAD atua como uma barreira importante, processando cargas orgânicas brutas que deveriam ter sido degradadas nas etapas biológicas precedentes. Conclui-se que, embora a tecnologia FAD seja determinante para garantir a conformidade legal e a qualidade final do efluente (conforme resoluções CONAMA 357 e 430), o sistema apresenta vulnerabilidade estrutural. É imperativo otimizar o tempo de detenção hidráulica e a aeração das lagoas biológicas para evitar a saturação da unidade físico-química e assegurar a sustentabilidade ambiental da planta no longo prazo. | |
| dc.description.abstract | he Brazilian poultry slaughtering and processing industry plays a strategic role in the global economy but faces the environmental challenge of managing wastewater with high organic, lipid, and nutrient loads. Inadequate treatment of this wastewater may compromise the quality of water bodies and result in legal sanctions, making operational efficiency a strategic component of competitiveness. The general objective of this study was to analyze the performance of an industrial Wastewater Treatment Plant (WWTP), assessing the impact of implementing a Dissolved Air Flotation (DAF) system as a tertiary polishing step and the efficiency of the operational units throughout the process, with the aim of ensuring environmental compliance and system resilience. The methodology adopted a mixed-methods approach, integrating a Systematic Literature Review (SLR) and a full-scale case study. Performance was assessed from two perspectives: a longitudinal analysis of parameters from 2019 to 2025 to compare the pre- and post-DAF operating regimes, and monitoring of the system’s operational units. The SLR was conducted through the identification and critical analysis of scientific articles published between 2015 and 2025 and indexed in specialized databases, namely Scopus, Web of Science, SciELO, and Google Scholar, to provide a foundation for the state of the art and the use of this technology. For the case study, data were collected from 2019 to 2025 at an industrial Wastewater Treatment Plant (WWTP) located in São Sebastião do Oeste, Minas Gerais, Brazil, to evaluate DAF efficiency, followed by data collection from April 2024 to July 2025 to provide an overview of the process. Some of the parameters analyzed were biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), total phosphorus, ammoniacal nitrogen, total suspended solids (TSS), and pH. Descriptive statistics and nonparametric inferential tests, namely the Wilcoxon–Mann–Whitney and Kruskal–Wallis tests, were applied at a 5% significance level. The main results demonstrate that the implementation of DAF in 2021 resulted in the stabilization of the final discharge, even under an average flow rate that was 44% higher and exhibited lower hydraulic variability. The average BOD and COD removal efficiencies increased to 97.6% and 97.0%, respectively, with the final BOD reaching a median concentration of 17.7 mg/L. The system removed more than 98% of the residual total suspended solids (TSS) from the aerated lagoons, reducing the final median concentration to 18.0 mg/L. In addition, the total phosphorus removal efficiency increased to 69.5%, demonstrating resilience despite a twofold increase in the influent load concentration during the period. The integrative discussion of the data obtained from the case study and the systematic literature review (SLR) revealed unsatisfactory biological performance between the anaerobic reactor effluent (2LA) and the dissolved air flotation influent (4FT), with partial BOD removal efficiencies remaining between 20% and 26%. This scenario demonstrates that DAF acts as an important barrier by processing raw organic loads that should have been degraded during the preceding biological treatment stages. It is concluded that, although DAF technology is essential for ensuring legal compliance and final effluent quality, in accordance with CONAMA Resolutions No. 357 and No. 430, the system exhibits structural vulnerability. It is imperative to optimize the hydraulic retention time and aeration of the biological lagoons to prevent saturation of the physicochemical treatment unit and ensure the long-term environmental sustainability of the plant. | |
| dc.description.methodOfInstruction | Manual | |
| dc.identifier.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/8646571803908937 | |
| dc.identifier.advisorOrcid | https://orcid.org/0000-0002-1057-0467 | |
| dc.identifier.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/5212856976545438 | |
| dc.identifier.authorOrcid | https://orcid.org/0009-0001-9244-2257 | |
| dc.identifier.refereeLattes | http://lattes.cnpq.br/3712860425387198 | |
| dc.identifier.refereeOrcid | https://orcid.org/0000-0001-6848-9111 | |
| dc.identifier.refereeOrcid | https://orcid.org/0000-0002-7250-2718 | |
| dc.identifier.refereeOrcid | https://orcid.org/0000-0002-1936-1143 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/20.500.14387/3491 | |
| dc.publisher.campi | Bambuí | |
| dc.publisher.country | Brasil | |
| dc.publisher.institution | Instituto Federal de Minas Gerais | |
| dc.publisher.program | Mestrado Profissional em Sustentabilidade e Tecnologia Ambiental | |
| dc.rights | Acesso aberto | |
| dc.subject.cnpq | Engenharias | |
| dc.subject.keywords | Tratamento de efluentes | |
| dc.subject.keywords | Indústria avícola | |
| dc.subject.keywords | FAD | |
| dc.subject.keywords | Eficiência de remoção | |
| dc.title | Avaliação da flotação por ar dissolvido no pós-tratamento de águas residuárias de frigorífico avícola | |
| dc.title.alternative | Evaluation of dissolved air flotation in the post treatment of wastewater from a poultry slaughterhouse | |
| dc.type | Dissertação |
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