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Como utilizar a eletrocoagulação para remoção eficiente de fósforo em efluentes

Publicado em 28/05/2019 às 10:18:15

Neste artigo, discutiremos o que é o fósforo, os efeitos dos níveis elevados de fósforo em um ecossistema, e como a inovadora tecnologia de eletrocoagulação pode ser utilizada de forma sustentável para a remoção eficaz de fósforo em fontes de água e efluentes.

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Imagem: Genesis Water Technologies

O que é fósforo?

O fósforo é um dos nutrientes mais comuns do planeta. É formado naturalmente na natureza e pode ser encontrada em abundância nos depósitos de rochas minerais, ou seja, o grupo da apatita.

Dois minerais desse grupo, a hidroxiapatita e a fluoroapatita, são as principais estruturas dos ossos e do esmalte dentário. O fósforo também é importante no funcionamento do ácido desoxirribonucleico (DNA), ácido ribonucleico (RNA) e adenosina trifosfato (ATP) dentro das células.

Estes fatos tornam este mineral incrivelmente valioso no desenvolvimento biológico e funcionamento de organismos vivos.

O fósforo pode ser usado para fazer fosfato de cálcio, um suplemento nutricional para animais e o fósforo puro, utilizado para produzir produtos químicos de processo industrial. O uso mais considerável de fósforo é na indústria agrícola.

Fertilizantes para culturas e jardins são classificados por nitrogênio, potássio e fósforo, que é vital na fotossíntese, já que as plantas produzem açúcar como energia.

Tão comum como o fósforo é nos organismos vivos e no uso industrial, também existem várias maneiras pelas quais o fósforo pode entrar nas fontes de água além da erosão de rochas e sedimentos. Às vezes são adicionados na água para evitar a corrosão de tubulações e para tratar a água da caldeira. Portanto, eles podem acabar como água potável, efluentes industriais e domésticos. O escoamento nas fazendas pode transportar fertilizantes ricos em fosfato para as águas superficiais, e esses compostos também podem percolar pelo solo até as fontes de água subterrânea.

No entanto, a atratividade do solo pelo fósforo pode impedi-lo de seguir até a água subterrânea.

Finalmente, devido à presença em formas de vida orgânicas, os excrementos ou organismos em decomposição também podem transferir o fósforo para os sistemas hídricos.

Como o fósforo pode ser prejudicial?

Níveis muito altos de fósforo podem ser tóxicos para humanos e animais, causando graves problemas digestivos. O efeito mais preocupante do fósforo nas águas superficiais é o seu efeito nos vegetais e o efeito dominó que causa à vida aquática circundante.

O aumento dos níveis de fósforo num ecossistema aquático pode levar à eutrofização. Este processo basicamente acelera o processo de envelhecimento desse ecossistema em particular. O ciclo natural de produção / consumo é desequilibrado pelo aumento do plâncton e das algas causado pelos efeitos da eutrofização. Isso inicialmente aumentará as populações de animais aquáticos devido ao aumento das fontes de alimento disponíveis.

No entanto, se uma camada de algas e plâncton cobrir a superfície da água, a luz do sol não poderá mais chegar a outras plantas ou à vida marinha.

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Floração de algas (Imagem: Sabesp)

Com o tempo, as bactérias podem consumir todo o oxigênio da água, o que matará a maioria das formas de vida aquáticas, como peixes, que também precisarão ser decompostos. Sem oxigênio, novas bactérias terão que se apresentar para a decomposição. Estas bactérias produzem gás metano em vez de dióxido de carbono.

Tudo isso inevitavelmente termina com a fonte de água se transformando em um pântano repleto de matéria orgânica morta e em decomposição.

Em alguns casos, há um aumento de algas verde azuladas (cianobactérias) que produzem toxinas que podem causar irritação da pele ou danos ao fígado dos seres humanos e também efeitos negativos sobre a vida selvagem.

Como remover fósforo em efluentes?

Para evitar esses tipos de efeitos ambientais perigosos, a redução dos níveis de fósforo em efluentes e águas superficiais é indispensável. A remoção de fósforo em efluentes usando eletrocoagulação é um excelente método de tratamento de água.

Para maximizar a remoção de fósforo, algumas variáveis devem ser otimizadas: pH, densidade de corrente, tempo e material do eletrodo. Observe este estudo feito no Egito sobre os efeitos de diversas variáveis na quantidade de fósforo removido da água.

Os resultados mostraram que um pH neutro é ideal para maiores taxas de remoção, juntamente com uma maior densidade de corrente e maior tempo de reação.

A maior parte da redução do fósforo nos efluentes ocorreu em 50 minutos, utilizando um consumo de energia otimizado.

Embora existam ressalvas no uso de densidades de corrente mais altas para a remoção de fósforo, como o aumento do consumo de energia e a corrosão mais rápida dos eletrodos, estas são algumas das considerações mais importantes ao otimizar um processo de eletrocoagulação para remoção de fósforo em efluentes.

Fonte: Genesis Water Technologies, adaptado por Portal Tratamento de Água

Traduzido por Gheorge Patrick Iwaki


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