Remoção de carga orgânica de um efluente industrial mediante coagulação com sais de ferro e alumínio.

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Química Tecnológica

Autores

Linares, J. (UNB) ; Loures, S. (UNB) ; Barros, V. (UNB)

Resumo

Este trabalho apresenta os resultados de um teste de jarras realizados com os coagulantes sulfato de alumínio e cloreto férrico para tratamento de um efluente industrial. O cloreto de ferro se mostrou como um coagulante mais eficaz capaz de conseguir a remoção de 98,5% da turbidez e quase 80 % da Demanda Química de Oxigênio com apenas uma adição de 56,6 mg de Fe/L de efluente a pH 12. No caso do alumínio a máxima eficiência se apresentou para uma dose maior de 825,7 mg de Al/L com uma remoção inferior de demanda química de oxigênio, para um pH próximo à neutralidade. Da batelada de resultados, após tratamento com ferramentas estatísticas, observou-se como a remoção dos parâmetros anteriores é fortemente dependente do pH da coagulação e a dose de coagulante.

Palavras chaves

Demanda Química de Oxigên; Coagulação; Efluente industrial

Introdução

Os polos industriais voltados ao desenvolvimento de produtos de limpeza, higiene pessoal e medicamentos, empregam inúmeros princípios ativos, os quais são ineficientemente tratados e, a seguir, vertidos em ambientes aquáticos, com evidentes efeitos prejudiciais (KLAVARIOTI et al, 2009; VON SPERLING, 2005). Geralmente este tipo de efluentes possui uma elevada carga orgânica, junto com matéria coloidal que precisa ser removida antes de passar ao tratamento de frações solúveis do efluente pelos métodos adequados. Para tal fim, é comum usar o processo de coagulação química, onde sais de ferro e alumínio vêm tradicionalmente sendo empregados para desestabilização dos agregados coloidais (ARAÚJO, 2013; BARROS E NOZAKI, 2002; METCALF e EDDY, 2003), pela eficiência e baixo custo do tratamento. Desta forma, o objetivo do presente trabalho é avaliar a possibilidade de tratamento mediante coagulação química para remoção de turbidez e de matéria orgânica (medida através da Demanda Química de Oxigênio, DQO) mediante coagulação química com sais de Al e de Fe com ajuda de um teste de jarras e usando ferramentas estatísticas.

Material e métodos

Para a realização dos testes de jarras foram utilizadas soluções de concentração 10 g L-1 de Al2(SO4)318H2O ou FeCl3.6 H2O (Vetec Química). O efluente industrial procedeu do efluente de saída da Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) do Distrito Agroindustrial de Anápolis (Goiás). O efluente possuía uma DQO aproximada de 900 mg L-1, um pH de 6,9, uma turbidez de 238,45 NTU e uma condutividade de 1,05 mS cm-1 como parâmetros mais significativos. A sequência de medidas do teste de jarras consistiu na adição de cinco volumes diferentes de soluções de coagulante para dar diferentes concentrações de Al e Fe. Após adição o pH foi rapidamente corrigido e começou-se o teste mediante rápida agitação por 5 minutos a 200 rpm e posterior agitação lenta por 25 minutos a 50 rpm. Concluídos estes tempos, as jarras foram deixadas durante 30 minutos para sedimentação com coleção de amostras de sobrenadante para caracterização dos efluentes. Os medidas dos parâmetros foram realizadas mediante pHmetro (Qumis), turbidímetro (Alfakit) e kits de medidas da DQO (Alfakit) seguindo os procedimentos padrão estabelecidos no APHA (1998).

Resultado e discussão

Os resultados no caso do Al mostram como o máximo de remoção de turbidez e, portanto, de matéria coloidal se atinge para uma dose de coagulante aproximada de 260 mg L-1 de Al. Porém, no caso da remoção de DQO, o máximo é atingido para uma carga maior de 825 mg L-1 de Al, ambos os dois a pH 7. O motivo para esta maior remoção de DQO frente à matéria coloidal reside na possibilidade de encapsulamento ou adsorção de parte da fração solúvel nos flocos formados no processo (MARTÍNEZ, 2007), especialmente levando em consideração que a menor solubilidade do Al3+ se apresenta perto da neutralidade. No caso do Fe, é visível ainda um efeito mais marcante do pH. Um resultado muito significativo é a remoção muito eficiente de turbidez inclusive para cargas baixas de Fe (59.6 mg L-1) e, no caso do pH mais alcalino, a remoção de quase 80% da DQO, o que pode ser devido à inclusão da matéria orgânica dentro do precipitado de hidróxido de ferro formado (a solubilidade do Fe é muito mais reduzida que a do Al, JIMENEZ IZQUIERDO, 2011). Contudo, resultados satisfatórios de remoção de 55 % da DQO e de 98% da turbidez podem ser atingidos para doses de coagulante de 118.6 mg L-1 para um pH de 7. Este resultado, de fato, pode ser de interesse pelo pH final d’água junto com a menor dose necessária de álcali para regulagem deste, o que se traduz em um incremento menor da condutividade do meio.

Conclusões

Através da coagulação química com sais de Al e Fe é possível remover quase completamente a turbidez de um efluente industrial, junto com uma parte importante da DQO. No entanto, a eficiência de cada um dos coagulantes é diferente, mostrando-se mais eficiente o Fe (59.6 mg L-1) a pH 12 através de um possível mecanismo de imersão dos poluentes no precipitado, embora a operação a pH 7 com uma dose de 118.6 mg L-1 também conduz a resultados interessantes. Finalmente, esta técnica também permite a remoção de nitratos e fosfatos presentes no efluente.

Agradecimentos

PRP-UEG e PRP-UNB

Referências

• APHA, AWWA, WPCF, Standard Methods for Examination of Water and Wastewater, 20th ed. American Public Health Association, Washington, DC, 1998.
• JIMENEZ IZQUIERDO, C. Eliminación decontaminantes de aguas residuales mediante procesos de electrocoagulación y electroflotación. Tese de doutorado, Universidad de Castilla-La Mancha, 2011.
• KLAVARIOTI, M.;MANTZAVINOS, D.;KASSINOS, D. Environ. Int. vol. 35 p.402,2009.
• MARTINEZ NAVARRO, F. Tratamiento de aguas residuales industriales mediante electrocoagulación y coagulación convencional. Tese de Doutorado, Universida de Castilla-La Mancha, 2007.
• METCALF e EDDY. Wastwater engineering treatment and reuse .4°ed.New York: MC Graw Hill, 2003.