USO DA ELETROCOAGULAÇÃO E ADSORÇÃO POR CARVÃO ATIVADO NO TRATAMENTO DE EFLUENTE CONTAMINADO COM COBRE

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Ambiental

Autores

Barcelos, H.T. (IFG) ; Carvalho, E.H.S. (UFG) ; Castro, T.C. (IFG)

Resumo

Os metais traço apresentam elevados níveis de reatividade e bioacumulação, apresentando, assim, uma grande importância no monitoramento e tratamento de contaminação. O cobre está entre esses metais, onde, nesse trabalho, foi utilizado a eletrocoagulação com eletrodo de alumínio, e adsorção por carvão ativado como reparador do tratamento. O tratamento proposto apresentou excelentes resultados de remoção, mostrando ser uma tecnologia bastante promissora.

Palavras chaves

Eletrocoagulação; Adsorção ; Cobre

Introdução

O cobre é um elemento essencial à vida de todo ser humano, participando de diversas funções fisiológicas, contudo em quantidades elevadas é tóxico, sendo depositado em órgãos podendo causar necroses e danos ao sistema nervoso central (SAWYER; MCCARTY; PARKIN, 1994). Segundo CONAMA 430 (2011), o limite estabelecido para cobre em lançamento de efluentes é de 1,0 mg.L^-1. Dentre vários métodos, a eletrocoagulação tem atraído uma grande atenção no tratamento de efluentes devido a sua versatilidade e compatibilidade ambiental. Esta técnica tem algumas vantagens quando comparada aos métodos tradicionais, como a simplicidade do equipamento, facilidade de operação, menor tempo de retenção, não adição de produtos químicos, rápida sedimentação de flocos, e menor produção de lodo (KOBYA et al, 2006). No processo de eletrocoagulação, íons são produzidos ocorrendo em estágios sucessivos, que são, a formação do coagulante pela oxidação eletrolítica do eletrodo (Al), desestabilização dos contaminantes, suspensão das partículas, quebra de emulsões e agregação das fases desestabilizadas para formar flocos. A água também é eletrolisada em uma reação paralela, produzindo pequenas bolhas de oxigênio no ânodo e hidrogênio no catodo. Essas bolhas atraem as partículas floculadas e, por meio de flutuação natural, os poluentes floculados flotam até a superfície (MOLLAH et al, 2004). Outro método utilizado nesse trabalho é a adsorção que é um fenômeno físico- químico onde o componente em uma fase líquida é transferido para a superfície de uma fase sólida (MASEL, 1996). Este trabalho utilizou materiais de baixo custo para construção de um tanque de eletrocoagulação de bancada, realizando teste de concentração de cobre e alumínio, utilizando a adsorção como polimento.

Material e métodos

Utilizou-se no experimento um efluente contaminado com cobre provido de uma empresa de construção civil. O padrão de cobre e alumínio utilizado para a curva foi Fluka Multielement Standard Solutiuon 5 for ICP, de 10 mg.L^-1. O tanque de eletrocoagulação foi construído utilizando um recipiente de plástico com capacidade de 5 litros. O eletrodo foi feito com chapas de alumínio dispostas de forma circular e associadas em paralelo pela tampa do recipiente, sendo o ânodo posicionado nas chapas externa com 10 x 8 cm e o cátodo, nas chapas internas com 15 x 4 cm. Como fonte de energia usou-se a fonte para laptop Meind de 24 V com 10 A. A eletrocoagulação foi feita em 4 etapas, sendo retiradas amostras em 20, 40 e 60 minutos de eletrólise. O tanque foi posicionado encima de um agitador magnético com rotação constante em 200 rpm, com objetivo de deixar o tratamento homogêneo. As amostras foram digeridas seguindo o procedimento USEPA (1992) e analisadas no ICP- MS modelo Optima 7300 DV Perkin Elmer, onde se detectou o aumento, já esperado, na quantidade de alumínio devido ao uso do eletrodo. Assim, foi feito o teste com carvão ativado Boyu AC-150 como adsorvente, usando 1 grama para 100 ml de amostra no período de 24 h.

Resultado e discussão

A figura 1 apresenta o modelo do tanque de eletrocoagulação montado, com as chapas de alumínio e os fios ligados a fonte de energia. A amostra de efluente bruto apresentou 10,890 mg.L^-1 de Cu, e as amostras com 20, 40 e 60 minutos de eletrólise apresentaram 0,198, 0,086 e 0,018 mg.L^-1 de Cu, respectivamente. O alumínio teve como concentração no efluente bruto, e com 20, 40 e 60 minutos de eletrólise de 4,378, 8,974, 10,213 e 12,152 mg.L^-1 de Al, respectivamente. Para remoção do alumínio, utilizou-se 1 grama de carvão ativado no período de 24 horas. A concentração de cobre apresentou-se abaixo do limite de quantificação, e o alumínio com 0,026 mg.L^-1. Ao final do processo de tratamento de eletrólise houve uma remoção de 99,81% de cobre, e o alumínio aumentou na porcentagem de 63,97%. Com o uso do carvão ativado como adsorvente, houve a remoção de 12,126 mg de alumínio por grama de carvão ativado. A condutividade foi de 19,8 µS, e não houve alteração significativa durante o processo. O pH do efluente bruto foi de 6,8, indo de 7,2, 7,5 e 7,8 até os 60 minutos de eletrólise.

Tanque de bancada de eletrocoagulação

Conclusões

A eletrocoagulação associada com a adsorção por carvão ativado, mostrou-se promissora para o tratamento de efluentes contaminados com cobre, tendo como vantagem o seu baixo custo de material e montagem e excelente remoção do metal, podendo ser estudada para o tratamento de outros metais traço.

Agradecimentos

Referências

BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Conselho Nacional do Meio Ambiente- CONAMA. Resolução n° 430, de 13 de maio de 2011.

KOBYA, M.; HIZ, H.; SENTURK, E.; AYDINER, C.; DEMIRBAS, E.; Desalination. 190. 201p, 2006.

MASEL, R. I. Principles of Adsorption and Reaction on solid Surfaces. John Wiley & Sons. 804 p .New York, 1996.

MOLLAH, M. Y. A.; MORKOVSKY, P.; GOMES, J. A. G.; KESMEZ, M.; PARGA,J.; COCKE, D. L.; J. HAZARD. Mater. 114, 199, 2004.

SAWYER, C.N.; McCARTY, P.L.; PARKIN, G. F.. Chemistry for environmental engineering. McGraw-Hill Book Company. 658p. 4º ed. New York, 1994.

USEPA Method 3010 A. Acid Digestion of Aqueous Samples and Extracts for Total Metals for Analysis By FLAA or ICP Spectroscopy. EPA, Revision 1,July 1992.