Tratamento de efluente rico em hipoclorito de sódio pelo uso de ferro metálico

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Ambiental

Autores

Silva, T.V.A. (FACULDADE ESTÁCIO DO RECIFE) ; Brandão, I.S.L. (UFPE) ; Silva, A.J.A. (IFPE) ; Bezerra, E.T.M.M. (UFPE)

Resumo

O emprego do ferro metálico no tratamento de efluentes tem se mostrado uma alternativa eficiente e de baixo custo por utilizar geralmente resíduos de industriais como principal fonte do tratamento. Ele se baseia na utilização dos elétrons fornecidos pela oxidação do ferro metálico para degradação de contaminantes. Este estudo visa empregar o ferro metálico no tratamento de um efluente rico em hipoclorito de sódio pela analise de variáveis como condições de pH e quantidade de ferro adicionado. O tratamento realizado em pH 9,65 foi escolhido como a alternativa mais viável, pois conseguiu o máximo de remoção, 95,7%, com a adição de 1,5 g de ferro a cada litro de efluente sem necessitar de realização de ajuste do pH.

Palavras chaves

ferro; tratamento de efluente; hipoclorito de sódio

Introdução

A resolução n° 430 de 2009 do CONAMA, estabelece no Brasil vários padrões de lançamento de efluentes e com isso impõe às instituições a realização de tratamentos para conseguirem se encaixar nestes parâmetros. No planejamento de uma nova estação se deve aliar a necessidade de gerar um efluente de qualidade e minimizar questões que possam gerar custos (METCALF, EDDY, 2016). A caracterização do efluente gerado é um aspecto importante que deve ser estudado. Os aspectos físicos, químicos e biológicos devem ser avaliados para escolha do tratamento mais apropriado a ser realizado(CARVALHO, PASSIG, KREUTZ, 2011). O emprego do ferro metálico tem sido uma boa alternativa na degradação de substâncias poluentes, inclusive algumas de difícil remediação como organoclorados e compostos nitrogenados, pois se trata de uma técnica que abrange o tratamento de uma grande variedade de resíduos, de forma rápida, eficiente e de baixo custo (PEREIRA; FREIRE, 2006). O hipoclorito de sódio é um sal fortemente oxidante, instável quando em pH ácido e por isso provoca fortes reações na presença ácidos (PITOMBO, MARCONDES, 2005). Ele é muito utilizado como sanitizante, fungicida, no processo de branqueamento como agente clareador e no tratamento de água (BORIN, BECKER, OLIVEIRA, 2007). Este material consegue manter um residual que persiste na água, o que pode ser prejudicial se lançado à natureza sem tratamentos prévios. Diante do exposto acima, este trabalho visa indicar a melhor metodologia para uso do ferro metálico no tratamento de efluente de lavagem de vidrarias rico em hipoclorito de sódio, que seja capaz de reduzir sua concentração de modo a não acarretar problemas ambientais.

Material e métodos

Foram coletadas sete amostras de um litro do efluente gerado pela lavagem de vidrarias de uma das cubas de lavagem. A amostra 1 não passou por tratamento nem mudança de pH. A partir dela realizou-se a caracterização geral do efluente, através dos parâmetros temperatura, pH, por potênciometria, turbidez, por turbidimetria, sólidos totais, por pesagem após secagem de 100 ml da amostra em cápsula de porcelana em estufa a 105ºC por 2 horas, após evaporar a água em banho-maria, cloreto total, determinado através do método de Mohr, e o nitrato total, medido através de espectrofotometria no ultravioleta no comprimento de onda de 220 nm. Ajustou-se o pH das amostras 2 e 5 foi para 4,0 e o pH das amostras 3 e 8 para 7,0 com solução de ácido sulfúrico 2 M, não houve alteração de pH para as amostras 4 e 7, de valor 9,7. As amostras 2, 3 e 4 foram tratadas com 0,5 g L^-1 de ferro e as amostras 5, 6 e 7 com 1,5 g L^-1 de Ferro. Aguardou-se o andamento da reação por dois dias, agitando a mistura duas vezes por dia. Realizou-se determinação do cloro residual final para cada amostra em triplicata. Adicionou-se em um erlenmeyer uma alíquota de 10 ml de amostra diluída em uma proporção 1:4, depois se adicionou 10 mL da solução de KI a 10% e 20 mL de ácido acético 1:3 e rapidamente titulou-se com a solução de tiossulfato de sódio 0,05 N previamente padronizada com Iodato de potássio e fator de correção 1,035, até coloração amarela. Com isso adicionou-se 0,3 mL do indicador amido 0,5 %, para obtenção de uma coloração azulada e continuou-se a titulação até completa descoloração.

Resultado e discussão

Após a caracterização do efluente foram obtidos os resultados: pH - 9,65; Turbidez - 0,1 NTU; Sólidos totais - 3380 mg L^-1; Cloretos - 1230,6 mg L^-1; nitratos - 4,31 mg L^-1; hipoclorito de sódio - 925 mg L^-1; temperatura - 23,2 °C. O tratamento escolhido se baseia na propriedade redutora do ferro, capaz de reduzir o cloro presente no íon hipoclorito ao íon cloreto. O íon ferro III formado sofre hidrólise em pH básico formando o hidróxido de ferro III, um precipitado gelatinoso de coloração castanha escura, como demonstrado na equação 1. Foi possível visualizar a formação deste óxido durante a realização do experimento 2 Fe(s) + 3 NaClO(aq) + 3 H2O(l) → 2 Fe(OH)3(ppt) + 3 NaCl(aq) (1) Foram obtidas as seguintes concentrações de hipoclorito de sódio, em mg L^-1,após os tratamentos, e o seu percentual de remoção para cada amostra: 2: 516/44,2%; 3: 462/50,0%; 4: 385/58,3%; 5: 77/91,7%; 6: 77/91,7%; 7: 39/95,8%. As amostras 6 e 7 obtiveram os melhores resultados de remoção do hipoclorito de sódio do efluente. A utilização do pH natural do efluente durante o procedimento se apresentou como a alternativa mais viável por não se necessitar realizar ajuste de pH. O ferro adicionado no tratamento das amostras 5, 6 e 7 não foi completamente consumido, o que pode demonstrar a possibilidade de reduzir a adição de sua quantidade e alcançar resultados similares. Os testes das amostras 2 e 5, com pH 4,00, tiveram eficiência abaixo dos outros testes provavelmente devido à reações paralelas que o ferro naturalmente se envolve em pH ácido. Houve mudança na coloração das amostras 5 e 6, variando do amarelo ao verde provavelmente devido a formação de hidróxido de ferro II, devido a adição em excesso de ferro ao teste.

Coloração do efluente das amostras a) 5, b) 6 e c) 7.

Conclusões

O ferro metálico se mostrou uma alternativa eficiente no tratamento do efluente estudado, o melhores resultados alcançados conseguiram remover 95,8 % do hipoclorito de sódio presente em solução, com os pH de 9,65 e 7,00. Contudo o pH 7,00 apresentou efluente final com coloração esverdeada, presente também no tratamento com pH 4,00. A adição de 1,5 g ferro para cada litro de efluente foi mais efetiva na remoção de hipoclorito de sódio, contudo outros testes devem ser realizados de forma a descobrir a quantidade ótima de ferro que deve ser usada no tratamento.

Agradecimentos

Referências

BORIN, G.; MELO, T. A. F. de; OLIVEIRA; E. P. M. de. Análise da estabilidade química da solução de hipoclorito de sódio a 1% levando-se em consideração o local de armazenamento e a quantidade de solução presente no frasco. Joinville: Revista sul-brasileira de odontologia, v. 5, n. 3, 2008
CARVALHO, Karina Querne de; PASSIG, Fernando Hermes; KREUTZ Cristiane. Tratamento de efluentes. Curitiba: Ed. UTFPR, 2011.
CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE. Resolução n° 430. Brasília: CONAMA, 2011. Disponível em: < http://www.mma.gov.br/port/conama/legiabre .cfm ?codlegi=646> Acesso em: 26 maio 2017.
METCALF, Leonard; EDDY, Harrison P. Tratamento de Efluentes e Recuperação de Recursos. São Paulo: Bookman, 5ed, 2016.
PEREIRA, W. S.; FREIRE, R. S. Azo Dye Degradation by Recycled Waste Zero-Valent Iron Powder, São Paulo: J. Braz. Chem. Soc., Vol. 17, No. 5, 832-838, 2006.
PITOMBO, L. R, de M.; MARCONDES, M. E. R. Interações e Transformações: Aluno - Química e a Sobrevivência: Hidrosfera - Fonte de Materiais. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, vol 4, 2005.