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Eletrocoagulação e adsorção aplicados ao tratamento de efluente combinado contendo metais tóxicos

Resumo

A tecnologia de tratamento aplicada a efluentes combinados deve possuir alta eficiência devido à complexidade e a diversidade de poluentes contidos no mesmo. A eletrocoagulação e a adsorção por carvão ativado são tecnologias que possuem versatilidade e bons resultados, mostrando ser opções para o tratamento de efluentes complexos. Desse modo, a pesquisa teve como objetivo verificar a eficiência do tratamento por eletrocoagulação e adsorção em carvão ativado no tratamento de efluentes industriais combinados, analisando se o efluente tratado atende os limites estabelecidos pela legislação pertinente. O efluente utilizado nos ensaios é advindo de indústrias de processamentos de grãos, sanitário e de fabricação de refrigerantes, e ainda foram adicionados a mistura metais tóxicos. O efluente bruto foi caracterizado de acordo com os seguintes parâmetros: pH, cor aparente, turbidez, condutividade elétrica, DQO e os metais Cromo (Cr), Cobre (Cu), Alumínio (Al), Cálcio (Ca), Ferro (Fe), Mercúrio (Hg), Potássio (K), Manganês (Mg), Sódio (Na), Bário (Ba). Os ensaios de eletrocoagulação foram realizados em um reator e o efluente tratado foi caracterizado em três tempos distintos, de 20, 40 e 60 minutos. Para os ensaios de adsorção foram utilizados 0,1 g, 0,5 g e 1,0 g de carvão para o efluente tratado no tempo de 60 segundos e após foram analisados os metais Cr, Al e Hg. Foi observado que o pH sofreu um aumento crescente, porém dentro do limite estabelecido pela na resolução Conama 430/2011 e os parâmetros turbidez, cor aparente e DQO, obtiveram uma elevada remoção nos primeiros 20 minutos. Os metais Cr e Hg foram os únicos que não foram removidos satisfatoriamente, entretanto após os ensaios de adsorção observou-se a conformidade quanto a resolução. Percebe-se que a eletrocoagulação, utilizando eletrodos de chapas de alumínio, apresentou resultados satisfatórios, bem como o uso da adsorção por carvão ativado como polimento. Portanto, o conjunto eletrocoagulação e adsorção mostrou ser uma tecnologia funcional para o tratamento de efluentes combinados.

Introdução

Os distritos industriais (DI) estão se tornando uma realidade cada vez mais presentes no território nacional devido à necessidade das empresas ou incentivos fiscais do governo de modo a proporcionar o desenvolvimento para determinadas regiões. Os DI podem ser definidos como aglomerados de empresas de determinado setor de atividade que mantem relações de cooperação e desenvolvimento em uma determinada localidade geográfica (SANTOLIN e TEN CATEN, 2015), podendo compartilhar de normas regulamentadoras, desde aspectos econômicos até ambientais, como é o caso do Distrito Agroindustrial de Anápolis (DAIA) e o Distrito Industrial de Senador Canedo (DISC), ambos localizados no estado de Goiás.

O tratamento dos efluentes industriais gerados por pelas indústrias que fazem parte dos DI, pode ocorrer de maneira individual, ou seja, sendo tratado em Estações de Tratamento de Esgoto (ETE) na indústria geradora, ou tratado de forma conjunta em uma única ETE dentro do Distrito. Desse modo, no segundo caso, o efluente torna-se mais complexo devido à variedade de poluentes combinados, o que requer maior atenção quanto às tecnologias aplicadas no seu tratamento, buscando o enquadramento nos limites estabelecidos para lançamento em corpo hídrico de acordo com Resolução Conama nº430/2011 (BRASIL, 2011).

Dentre os métodos de tratamento de efluentes pode-se destacar a eletrocoagulação (EC), que se enquadra como um tratamento não convencional, porém resulta em bons resultados de tratabilidade para uma ampla variedade de poluentes, principalmente aqueles considerados de baixa biodegradabilidade.

Basicamente a EC é a associação de três mecanismos: o eletroquímico, a coagulação e a flotação. A tecnologia faz uso de corrente elétrica aplicada através de placas metálicas (eletrodos), com intuito de promover a geração de ións metálicos que na presença da água dão origem aos hidróxidos metálicos, que são eficazes na remoção de poluentes, por complexação ou atração eletrostática, seguida por coagulação, sedimentação ou flotação (ULU, 2014) sendo essa última realizada com ar dissolvido ou induzido devido à formação e liberação dos gases hidrogênio e oxigênio nos eletrodos. Outro mecanismo do processo é a reação catódica simultânea que permite a remoção de poluentes por deposição no eletrodo de cátodo ou por eletroflotação, relacionada a evolução do hidrogênio no cátodo. Os reatores podem ser operados em regime contínuo ou batelada (HAKIZIMANA et al., 2017).

O alumínio e o ferro são os metais mais comumente utilizados como eletrodo devido a sua grande disponibilidade como matéria prima e baixo custo, elevada eficiência de remoção dos poluentes devido às altas valências dos íons em solução, além da baixa toxicidade relacionada aos hidróxidos metálicos formados pela eletrodissolução do ânodo, (HAKIZIMANA et al., 2017).

No entanto, devido à alta complexicidade desses efluentes a associação de métodos de tratamento é uma estratégia usada com intuíto de melhorar a qualidade e atingir os parâmetros legais para descarte. A adsorção por carvão ativado pode ser usada como um desses métodos, sendo um processo de remoção de poluentes que tem sido amplamente utilizado no tratamento de água, ar e efluentes. O carvão ativado caracteriza-se por ter uma área superficial específica elevada, além de uma estrutura porosa desenvolvida resultando em um material com capacidade de adsorver uma gama de moléculas e metais pesados (GORGULHO et.al., 2008).

Portanto, esse trabalho teve por objetivo verificar a eficiência do tratamento por eletrocoagulação seguido por adsorção em carvão ativado, analisando se o efluente tratado atende os limites estabelecidos pela legislação pertinente.

Autores: Endrew Henrique de Sousa Carvalho; Andreia Cristina Fonseca Alves; Poliana Nascimento Arruda; Renata Medici Frayne Cuba e Paulo Sérgio Scalize.

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