Avaliação comparativa do desempenho de coagulantes químicos no tratamento de águas residuais lácteas: uma abordagem de tomada de decisão multicritério

Por que fábricas de leite e rios estão conectados

Por trás de cada copo de leite ou fatia de queijo existe um fluxo oculto de água suja. As fábricas de laticínios usam grandes volumes de água para enxaguar, limpar e processar produtos, e essas águas residuais são ricas em resíduos de leite, gorduras e agentes de limpeza. Se não forem tratadas adequadamente, rios e lagos próximos podem rapidamente perder oxigênio e ter dificuldade em sustentar peixes e outras formas de vida. Este estudo analisa como uma grande usina leiteira em Bangladesh trata suas águas residuais e como produtos químicos simples e acessíveis podem tornar esse tratamento mais eficaz e mais fácil de gerenciar.

Como uma usina de laticínios limpa sua água

Os pesquisadores concentraram-se em uma estação de tratamento de efluentes acoplada a uma grande fábrica de laticínios perto de Dhaka, Bangladesh. Essa estação combina dois processos biológicos comuns: um que usa micróbios na presença de oxigênio e outro que funciona sem ele. Juntos, eles decompõem a matéria orgânica remanescente do processamento do leite. A equipe coletou amostras de água na entrada e na saída da estação durante três estações diferentes — monção, inverno e verão — para verificar se a planta poderia continuar funcionando bem sob condições climáticas e de produção variáveis.

Verificando se a água atende às normas

Para avaliar o desempenho, os cientistas monitoraram vários indicadores padrão de qualidade da água. Isso incluiu medidas de quanto oxigênio as águas residuais consumiriam ao se decompor (DBO e DQO), quantos minerais dissolvidos contém (SST), e quantas partículas finas carrega (STS), junto com o nível de acidez (pH). Eles compararam a água tratada da estação com os novos limites nacionais de lançamento no Bangladesh. Ao longo das três estações, a planta reduziu consistentemente DBO e DQO em cerca de 97–98%, e cortou sólidos dissolvidos e suspensos em mais de 90%. O pH da água mudou de levemente ácido na entrada para uma faixa neutra segura na saída. Em termos simples, o sistema de tratamento existente já transformou águas residuais muito poluídas de laticínios em água suficientemente limpa para atender às normas ambientais mais recentes do país.

Por que adicionar uma ajuda química

Mesmo com um bom tratamento biológico, as fábricas frequentemente se beneficiam de uma etapa de tratamento “primária” que ocorre primeiro. Neste estudo, a equipe explorou essa etapa baseada em coagulação química, onde produtos químicos adicionados fazem com que partículas minúsculas e algumas substâncias dissolvidas se agreguem e se assentem. Testaram três coagulantes amplamente usados e de baixo custo — cloreto férrico, sulfato ferroso e policloreto de alumínio — juntamente com cal, que ajuda a ajustar a acidez e fortalecer a formação dos flocos. Usando testes em jarra que simulam tanques reais, experimentaram diferentes combinações de dose e, em seguida, mediram quanto poluente extra foi removido. Nenhuma mistura química única foi a melhor para todos os poluentes, criando um dilema prático: qual opção uma planta deve escolher se quiser controlar vários problemas de qualidade da água ao mesmo tempo?

Deixando ferramentas de decisão escolherem o favorito

Para resolver esse dilema, os pesquisadores recorreram a ferramentas da ciência da decisão conhecidas como métodos de tomada de decisão multicritério. Em vez de julgar cada combinação química por um único número, esses métodos ponderam o desempenho em várias metas ao mesmo tempo — neste caso, a melhoria de DBO, DQO, SST e STS. A equipe aplicou três técnicas de ranqueamento separadas, cada uma usando uma abordagem matemática diferente, mas atribuindo igual importância às quatro medidas de poluição. Surpreendentemente, os três métodos apontaram para o mesmo vencedor: uma mistura de cal e sulfato ferroso, ambos a 100 miligramas por litro. Essa combinação removeu cerca de 94% da DBO, 86% da DQO, 52% dos sólidos dissolvidos e 94% dos sólidos suspensos, oferecendo um desempenho robusto e equilibrado em vez de sobressair em apenas uma medida.

O que isso significa para água mais limpa e tratamento acessível

Para não especialistas, a mensagem-chave é que química relativamente simples, guiada por ferramentas de comparação cuidadosas, pode tornar o tratamento de águas residuais de laticínios mais limpo e mais confiável. A planta bangladense já atende a regras nacionais rigorosas, mas a adição de uma etapa otimizada de pré-tratamento químico — especialmente cal mais sulfato ferroso na dose identificada — pode aliviar a carga sobre as unidades biológicas e proporcionar uma margem de segurança conforme a produção cresce. O estudo mostra que, em vez de adivinhar ou focar em um único indicador de poluição, os operadores das plantas podem usar métodos estruturados de ranqueamento para escolher a receita química que melhor protege rios e comunidades, permanecendo acessível e prática de operar.

Citação: Al Jobair, A., Kwoshik, M.M.K., Ahmed, T. et al. Comparative performance evaluation of chemical coagulants in dairy wastewater treatment: a multi-criteria decision-making approach. Sci Rep 16, 13097 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42339-9

Palavras-chave: águas residuais lácteas, tratamento por coagulação, indústria de Bangladesh, padrões de efluentes, métodos de tomada de decisão