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Tar trabalho (1)

tratamento e reuso de efluentes da indústria química

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ESTUDO BIBLIOGRÁFICOSOBRETRATAMENTOE REUSO DE ÁGUASRESIDUÁRIAS NA
INDÚSTRIA QUÍMICA
Eldimar da Silva Paes¹, Vinycius Barbosa França²
GraduandosemEngenharia Sanitária e Ambiental pela Universidade Federal do Recôncavo da
Bahia.
Contato: eldimar.paes@gmail.com¹, viny095@oi.com.br
INTRODUÇÃO
Um dos quatro elementos que fazem parte da composição do planeta Terra, a
água mostra-se como importante em alto grau para a sobrevivência do homem e da
natureza na qual ele vive. Porém os altos consumos diários e de forma irregular tanto de
pessoas quanto de indústrias, principalmente em quantidades ainda maiores, têm
acelerado o processo de poluição das águas em todo o globo terrestre.
Uma série de fatores leva as empresas a investir no tratamento e reuso de águas
nos processos produtivos. Entre eles, destacam-se a questão econômica, legislações
ambientais, redução da responsabilidade legal, melhoria da imagem corporativa e o
comprometimento com a preservação ambiental.
Além dos cuidados com o meio ambiente, o reuso e o reciclo trazem inúmeras
vantagens econômicas, entre elas a redução de custos com água de make-up, em que se
considera o direcionamento das águas já utilizadas para uma nova aplicação; a redução
dos custos com tratamentos de efluentes, disposição de resíduos gerados nesses
tratamentos e de riscos futuros de responsabilização por efluentes lançados;
flexibilização da capacidade da planta de tratamento e a diminuição dos níveis e
freqüência de monitoramento dos efluentes decorrente de um trabalho profundo
realizado para as conclusões principais.
O reuso industrial de águas residuárias praticado dentro da própria empresa,
favorece a economia do recurso hídrico natural, sendo que essas águas devem ser
utilizadas o maior número de vezes, antes de, finalmente, serem descartadas no meio
ambiente.
Este trabalho tem como objetivo identificar e descrever os tipos de tratamento e
reuso de águas residuárias nas indústrias químicas, algumas das tecnologias que fazem o
retorno dos efluentes para os processos industriais, remoção de impurezas e vantagens e
desvantagens dos sistemas apresentados.
METODOLOGIA
A busca por bibliografias para a criação desde artigo de revisão iniciou-se por
meio eletrônico e pelo manual técnico de Braile e Cavalcanti (1978). A pesquisa se deu
por mais de 50 artigos, ao qual, foi selecionado alguns desses para confecção desse
trabalho. A busca por esses artigos foi feita individualmente em descritores como: águas
residuárias nas indústrias químicas, efluentes líquidos da indústria químicas, tratamento
de efluentes na indústria de cosmético, efluentes na indústria têxtil, efluentes da
indústria de tintas.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Os efluentes industriais químicos têm características próprias, intrínsecos às
atividades de cada ramo e os processos industriais químicos, físicos e biológicos
utilizados, variam de acordo com o tipo da indústria e à matéria-prima utilizada.
Esses efluentes variam tanto quantitativamente quanto qualitativamente, contendo
teores de sólidos em suspensão, e em solução, na forma de ácidos, álcalis, sais
tóxicos, fluoretos, fosfatos, sulfatos, solventes, óleos e graxas, metais e até mesmo
as águas utilizadas para refrigeração de processos, ou vapores de água. As águas
residuárias provenientes de indústrias químicas podem ser diferenciadas em de duas
formas: efluentes contaminados, em que são oriundas de processos; e efluentes
limpos, que são águas de resfriamento e limpezas. A maioria das indústrias separam
essas águas para reduzir o volume de águas que precisarão passar por processos
com custos mais elevados, já que os efluentes limpos não carregam tanto impurezas
quanto as águas de processos. Vale destacar que esses efluentes, por mais que não
carregue contaminantes com alto potencial poluidor, eles podem produzir efeitos
adversos aos corpos hídricos, caso seja descartado nos corpos hídricos em
temperaturas acima do permitido nas legislações, podendo causar grandes impactos,
como a redução da solubilidade do oxigênio (BRAILE e CAVALCANTI, 1979).
Ainda de acordo Braile e Cavalcanti (1979), uma maneira ao qual se pode
classificar as indústrias químicas é relaciona-las da seguinte forma: álcalis e cloro,
gases industriais, pigmentos inorgânicos e de produtos químicos inorgânicos.
Indústria de álcalis e cloro
As indústrias de álcalis e cloros abrange às variedades das produtoras de
cloro, carbonato de sódio, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e bicarbonato
de sódio. A produção acontece pelo processo de eletrólise do cloreto de sódio,
podendo ser realizadas em dois tipos de células: a diafragma e a mercúrio. Sendo
então os efluentes bastantes ricos em mercúrio, ao qual é um metal de extrema
periculosidade, sendo lançados em corpo receptores em proporções acima dos
permitidos pelas legislações.
Uma das primeiras medidas para a redução dos teores de mercúrio em
lançamentos de efluentes se dá pela minimização dos volumes de despejos e a
diminuição do teor em mercúrio no líquido residual. Conforme Braile e Cavalcanti
(1979), os métodos que cooperam para que haja uma remoção eficiente do mercúrio
são: separação das águas residuárias e utilização de pisos com resina epóxi para
evitar a retenção do mercúrio nos pisos, aumento das bacias de sedimentação,
filtração com carvão ativado, tratamento com sulfeto de sódio seguidos de
coagulação, sedimentação e filtração, tratamento por meio de resinas trocadoras de
íons após pré-tratamento por outro método, melhoria nos processos de reativação
dos anodos e recirculação da água utilizada em produção.
Além do mercúrio, as indústrias de álcalis e cloro pode conter efluentes
contendo cloretos de sódio, sulfatos, pH superior a 9 devido ao hidróxido de sódio,
mercúrio e sólidos em suspensão.
Os processos de tratamento de águas residuárias com presença de mercúrio
das salas de eletrólises podem ser separadas da seguinte forma: redução dos íons
H++, em que o mercúrio é reduzido do estado iônico ao estado metálico, sendo
separados por filtração na forma de glóbulos finos. São produtos redutores:
hidrazina, formaldeído, borohidreto, de sódio, água oxigenada e glicerina. Embora
um método bastante eficiente, os custos desse tratamento nem sempre foi possível
para muitas indústrias. Outros tipos de redutores utilizados são: zinco, ferro e sódio,
e neste caso, os custos também ainda é desvantagem; Precipitação dos íons Hg++
sob forma de compostos insolúveis é o processo mais utilizado, ocorrendo a
precipitação do mercúrio sob forma de HgS, pelo emprego de NaHS. A aplicação
desse processo de tratamento apresenta dificuldades em escala industrial, devido à
presença de cloro ativo nos efluentes, difícil filtração do precipitado, os eletrodos
utilizados no controle potenciômetro, pois sujam-se com facilidade.
Indústria de Pigmentos inorgânicos
De acordo com Bondioli (1998), os pigmentos inorgânicos são compostos por
óxidos, sulfetos, hidróxidos, silicatos, sulfatos ou carbonatos, e consistem em partículas
um componente simples a exemplo de óxido de ferro vermelho α - Fe2O3 com suas
estruturas cristalinas com alta definição. Porém, os pigmentos inorgânicos misturados e
substratos são consistidos de partículas não uniformes ou multicomponentes.
Nas indústrias de cosméticos, os efluentes contêm grandes quantidades de
material de origem inorgânica, sendo basicamente compostos por corantes,
componentes inorgânicos, e também contêm compostos orgânicos como essências,
óleos e graxas, sendo comum um tratamento físico-químico com objetivo de remoção
de partículas indesejadas, seguidos de um tratamento com os processos de coagulação,
floculação e correção de pH, decantação e filtração. Possibilitando com que esse
efluente se junte ao efluente sanitário, necessitando apenas de um tratamento biológico.
São os mais usados, os tratamentos anaeróbios ou aeróbios, a depender da
disponibilidade de área, presença de comunidades vizinhas ao empreendimento, padrão
de lançamento permitido e valores de custos com implantação e operação do sistema
(ALVES, 2009).
A importância do reaproveitamento e reuso de efluentes tratados para suprir as
necessidades nos processos industriais faz com que muitas indústrias busquem
aperfeiçoar as técnicas e incorporando novas tecnologias nos processos, como o uso de
tratamento biológico com membranas de ultrafiltração ou microfiltração, e até mesmo a
possibilidade do uso de tecnologias como a de osmose reversa (ALVES, 2009).
Para o tratamento de efluentes gerados pelo processo produtivo, optou-se por
uma estação de tratamento de efluentes, em que é utilizado uma associação de processo
físico-químico e tratamento aeróbio, acompanhados por membranas de ultrafiltração, de
modo que, parte do substrato do reator biológico circula, removendo o lodo que excede
para logo após, condicionamento e filtração. Tendo-se eficiência na remoção da DBO,
sem que haja a necessidade de um decantador depois do reator aeróbio. Uma das
vantagens é que não ocupa grandes áreas (ALVES, 2009). A seguir, a figura mostra um
fluxograma básico do sistema de tratamento de efluentes:
Fonte: Alves, 2009
Com esse processo, foi possível obter remoção de DBO com mais de 99%,
permitindo o reuso para aplicações com uma exigência menor de qualidade, assim como
o uso de descargas sanitárias, mictórios, combate a incêndio, lavagem de ruas,
edificações e jardinagem (ALVES, 2009).
Em um estudo comparativo, Marchetti (sd), comparou o uso de sulfato de
alumínio convencional com biopolímero visando verificar a eficiência destes através de
ensaios de Jar-Test, ensaios no flotador de ar dissolvido e análises físico-químicas em
uma etapa do processo de tratamento de águas residuárias em uma indústria de
cosméticos, flotação, tendo como melhores resultados na remoção de turbidez e sólidos
totais e uma satisfatória remoção de demanda química de oxigênio. Por fim, o
biopolímero sozinho ou misturado com o sulfato de alumínio convencional obteve os
melhores resultados e tem como vantagem o baixo custo e sustentabilidade por ser
obtido de fonte natural.
Vargas (2003), elaborou uma proposta de projeto de tratamento das águas
residuárias de uma indústria de tintas que consistia em um esboço de um projeto, onde
assim caracterizados o tipo de efluente sendo uma água com elevada turbidez, indicando
presença de sólidos e pouco odor, pôde-se definir as etapas de tratamento do sistema a
começar pela correção do pH, floculador, decantador, tanque de resíduos sólidos e
tanque de mistura. Apesar da viabilidade econômica de acordo com a realidade da
empresa em estudo, não foi possível determinar a eficiência de tratamento devido ao
caráter de esboço do projeto em questão.
Silva (2012), fez um estudo avaliando a eficiência de remoção da demanda
química de oxigênio em efluentes de uma indústria de tintas, utilizando os processos de
coagulação, reações de Fenton, que consiste na oxidação homogênea na presença de
ferro ou íons férricos com peróxido de hidrogênio, acompanhado com a coagulação e
coagulação seguido das reações de Fenton com a coagulação no tratamento de efluentes
de uma indústria de tintas, sendo comprovado a eficiência da coagulação seguido de
Fenton com a coagulação onde o percentual de remoção de DQO chegou a 95%,
podendo adequar o efluente para o descarte. E para melhores resultados como
diminuição do tempo de tratamento utilizou-se um sedimentador lamelar que mostrou
que podem ser usados menores concentrações de reagentes, podendo assim, substituir
métodos convencionais. A tabela a seguir mostra a eficiência da remoção da DQO com
o processo completo.
Redução de DQO com o sedimentador lamelar após a adição do agente
coagulante e após a reação de Fenton
DQO (mg/L)
Agentes
coagulantes
utilizados
Efluente Sem
Tratamento
Sedimentação
de 30 minutos
Reação de
Fenton (2h)
Sedimentador
lamelar (30
min)
0,1 g/L de
Sulfato de
Ferro
1343 380 164 52
0,5 g/L de
Sulfato de
Alumínio
1343 380 220 78
Fonte: Silva (2012)
O autor afirma que a redução da DQO com os agentes coagulantes foi de
aproximadamente 72%, e na análise dos resultados obtidos a reação de Fenton
contribuiu na redução de 16% da DQO com o Sulfato de Ferro e 11% para o Sulfato de
Alumínio e na sedimentação pós-Fenton as reduções com o Sulfato de Ferro e Sulfato

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Tar trabalho (1)

  • 1. ESTUDO BIBLIOGRÁFICOSOBRETRATAMENTOE REUSO DE ÁGUASRESIDUÁRIAS NA INDÚSTRIA QUÍMICA Eldimar da Silva Paes¹, Vinycius Barbosa França² GraduandosemEngenharia Sanitária e Ambiental pela Universidade Federal do Recôncavo da Bahia. Contato: eldimar.paes@gmail.com¹, viny095@oi.com.br INTRODUÇÃO Um dos quatro elementos que fazem parte da composição do planeta Terra, a água mostra-se como importante em alto grau para a sobrevivência do homem e da natureza na qual ele vive. Porém os altos consumos diários e de forma irregular tanto de pessoas quanto de indústrias, principalmente em quantidades ainda maiores, têm acelerado o processo de poluição das águas em todo o globo terrestre. Uma série de fatores leva as empresas a investir no tratamento e reuso de águas nos processos produtivos. Entre eles, destacam-se a questão econômica, legislações ambientais, redução da responsabilidade legal, melhoria da imagem corporativa e o comprometimento com a preservação ambiental. Além dos cuidados com o meio ambiente, o reuso e o reciclo trazem inúmeras vantagens econômicas, entre elas a redução de custos com água de make-up, em que se considera o direcionamento das águas já utilizadas para uma nova aplicação; a redução dos custos com tratamentos de efluentes, disposição de resíduos gerados nesses tratamentos e de riscos futuros de responsabilização por efluentes lançados; flexibilização da capacidade da planta de tratamento e a diminuição dos níveis e freqüência de monitoramento dos efluentes decorrente de um trabalho profundo realizado para as conclusões principais. O reuso industrial de águas residuárias praticado dentro da própria empresa, favorece a economia do recurso hídrico natural, sendo que essas águas devem ser utilizadas o maior número de vezes, antes de, finalmente, serem descartadas no meio ambiente. Este trabalho tem como objetivo identificar e descrever os tipos de tratamento e reuso de águas residuárias nas indústrias químicas, algumas das tecnologias que fazem o
  • 2. retorno dos efluentes para os processos industriais, remoção de impurezas e vantagens e desvantagens dos sistemas apresentados. METODOLOGIA A busca por bibliografias para a criação desde artigo de revisão iniciou-se por meio eletrônico e pelo manual técnico de Braile e Cavalcanti (1978). A pesquisa se deu por mais de 50 artigos, ao qual, foi selecionado alguns desses para confecção desse trabalho. A busca por esses artigos foi feita individualmente em descritores como: águas residuárias nas indústrias químicas, efluentes líquidos da indústria químicas, tratamento de efluentes na indústria de cosmético, efluentes na indústria têxtil, efluentes da indústria de tintas. RESULTADOS E DISCUSSÕES Os efluentes industriais químicos têm características próprias, intrínsecos às atividades de cada ramo e os processos industriais químicos, físicos e biológicos utilizados, variam de acordo com o tipo da indústria e à matéria-prima utilizada. Esses efluentes variam tanto quantitativamente quanto qualitativamente, contendo teores de sólidos em suspensão, e em solução, na forma de ácidos, álcalis, sais tóxicos, fluoretos, fosfatos, sulfatos, solventes, óleos e graxas, metais e até mesmo as águas utilizadas para refrigeração de processos, ou vapores de água. As águas residuárias provenientes de indústrias químicas podem ser diferenciadas em de duas formas: efluentes contaminados, em que são oriundas de processos; e efluentes limpos, que são águas de resfriamento e limpezas. A maioria das indústrias separam essas águas para reduzir o volume de águas que precisarão passar por processos com custos mais elevados, já que os efluentes limpos não carregam tanto impurezas quanto as águas de processos. Vale destacar que esses efluentes, por mais que não carregue contaminantes com alto potencial poluidor, eles podem produzir efeitos adversos aos corpos hídricos, caso seja descartado nos corpos hídricos em temperaturas acima do permitido nas legislações, podendo causar grandes impactos, como a redução da solubilidade do oxigênio (BRAILE e CAVALCANTI, 1979). Ainda de acordo Braile e Cavalcanti (1979), uma maneira ao qual se pode classificar as indústrias químicas é relaciona-las da seguinte forma: álcalis e cloro, gases industriais, pigmentos inorgânicos e de produtos químicos inorgânicos.
  • 3. Indústria de álcalis e cloro As indústrias de álcalis e cloros abrange às variedades das produtoras de cloro, carbonato de sódio, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e bicarbonato de sódio. A produção acontece pelo processo de eletrólise do cloreto de sódio, podendo ser realizadas em dois tipos de células: a diafragma e a mercúrio. Sendo então os efluentes bastantes ricos em mercúrio, ao qual é um metal de extrema periculosidade, sendo lançados em corpo receptores em proporções acima dos permitidos pelas legislações. Uma das primeiras medidas para a redução dos teores de mercúrio em lançamentos de efluentes se dá pela minimização dos volumes de despejos e a diminuição do teor em mercúrio no líquido residual. Conforme Braile e Cavalcanti (1979), os métodos que cooperam para que haja uma remoção eficiente do mercúrio são: separação das águas residuárias e utilização de pisos com resina epóxi para evitar a retenção do mercúrio nos pisos, aumento das bacias de sedimentação, filtração com carvão ativado, tratamento com sulfeto de sódio seguidos de coagulação, sedimentação e filtração, tratamento por meio de resinas trocadoras de íons após pré-tratamento por outro método, melhoria nos processos de reativação dos anodos e recirculação da água utilizada em produção. Além do mercúrio, as indústrias de álcalis e cloro pode conter efluentes contendo cloretos de sódio, sulfatos, pH superior a 9 devido ao hidróxido de sódio, mercúrio e sólidos em suspensão. Os processos de tratamento de águas residuárias com presença de mercúrio das salas de eletrólises podem ser separadas da seguinte forma: redução dos íons H++, em que o mercúrio é reduzido do estado iônico ao estado metálico, sendo separados por filtração na forma de glóbulos finos. São produtos redutores: hidrazina, formaldeído, borohidreto, de sódio, água oxigenada e glicerina. Embora um método bastante eficiente, os custos desse tratamento nem sempre foi possível para muitas indústrias. Outros tipos de redutores utilizados são: zinco, ferro e sódio, e neste caso, os custos também ainda é desvantagem; Precipitação dos íons Hg++ sob forma de compostos insolúveis é o processo mais utilizado, ocorrendo a
  • 4. precipitação do mercúrio sob forma de HgS, pelo emprego de NaHS. A aplicação desse processo de tratamento apresenta dificuldades em escala industrial, devido à presença de cloro ativo nos efluentes, difícil filtração do precipitado, os eletrodos utilizados no controle potenciômetro, pois sujam-se com facilidade. Indústria de Pigmentos inorgânicos De acordo com Bondioli (1998), os pigmentos inorgânicos são compostos por óxidos, sulfetos, hidróxidos, silicatos, sulfatos ou carbonatos, e consistem em partículas um componente simples a exemplo de óxido de ferro vermelho α - Fe2O3 com suas estruturas cristalinas com alta definição. Porém, os pigmentos inorgânicos misturados e substratos são consistidos de partículas não uniformes ou multicomponentes. Nas indústrias de cosméticos, os efluentes contêm grandes quantidades de material de origem inorgânica, sendo basicamente compostos por corantes, componentes inorgânicos, e também contêm compostos orgânicos como essências, óleos e graxas, sendo comum um tratamento físico-químico com objetivo de remoção de partículas indesejadas, seguidos de um tratamento com os processos de coagulação, floculação e correção de pH, decantação e filtração. Possibilitando com que esse efluente se junte ao efluente sanitário, necessitando apenas de um tratamento biológico. São os mais usados, os tratamentos anaeróbios ou aeróbios, a depender da disponibilidade de área, presença de comunidades vizinhas ao empreendimento, padrão de lançamento permitido e valores de custos com implantação e operação do sistema (ALVES, 2009). A importância do reaproveitamento e reuso de efluentes tratados para suprir as necessidades nos processos industriais faz com que muitas indústrias busquem aperfeiçoar as técnicas e incorporando novas tecnologias nos processos, como o uso de tratamento biológico com membranas de ultrafiltração ou microfiltração, e até mesmo a possibilidade do uso de tecnologias como a de osmose reversa (ALVES, 2009). Para o tratamento de efluentes gerados pelo processo produtivo, optou-se por uma estação de tratamento de efluentes, em que é utilizado uma associação de processo físico-químico e tratamento aeróbio, acompanhados por membranas de ultrafiltração, de modo que, parte do substrato do reator biológico circula, removendo o lodo que excede para logo após, condicionamento e filtração. Tendo-se eficiência na remoção da DBO,
  • 5. sem que haja a necessidade de um decantador depois do reator aeróbio. Uma das vantagens é que não ocupa grandes áreas (ALVES, 2009). A seguir, a figura mostra um fluxograma básico do sistema de tratamento de efluentes: Fonte: Alves, 2009 Com esse processo, foi possível obter remoção de DBO com mais de 99%, permitindo o reuso para aplicações com uma exigência menor de qualidade, assim como o uso de descargas sanitárias, mictórios, combate a incêndio, lavagem de ruas, edificações e jardinagem (ALVES, 2009). Em um estudo comparativo, Marchetti (sd), comparou o uso de sulfato de alumínio convencional com biopolímero visando verificar a eficiência destes através de ensaios de Jar-Test, ensaios no flotador de ar dissolvido e análises físico-químicas em uma etapa do processo de tratamento de águas residuárias em uma indústria de cosméticos, flotação, tendo como melhores resultados na remoção de turbidez e sólidos totais e uma satisfatória remoção de demanda química de oxigênio. Por fim, o biopolímero sozinho ou misturado com o sulfato de alumínio convencional obteve os melhores resultados e tem como vantagem o baixo custo e sustentabilidade por ser obtido de fonte natural. Vargas (2003), elaborou uma proposta de projeto de tratamento das águas residuárias de uma indústria de tintas que consistia em um esboço de um projeto, onde assim caracterizados o tipo de efluente sendo uma água com elevada turbidez, indicando presença de sólidos e pouco odor, pôde-se definir as etapas de tratamento do sistema a começar pela correção do pH, floculador, decantador, tanque de resíduos sólidos e
  • 6. tanque de mistura. Apesar da viabilidade econômica de acordo com a realidade da empresa em estudo, não foi possível determinar a eficiência de tratamento devido ao caráter de esboço do projeto em questão. Silva (2012), fez um estudo avaliando a eficiência de remoção da demanda química de oxigênio em efluentes de uma indústria de tintas, utilizando os processos de coagulação, reações de Fenton, que consiste na oxidação homogênea na presença de ferro ou íons férricos com peróxido de hidrogênio, acompanhado com a coagulação e coagulação seguido das reações de Fenton com a coagulação no tratamento de efluentes de uma indústria de tintas, sendo comprovado a eficiência da coagulação seguido de Fenton com a coagulação onde o percentual de remoção de DQO chegou a 95%, podendo adequar o efluente para o descarte. E para melhores resultados como diminuição do tempo de tratamento utilizou-se um sedimentador lamelar que mostrou que podem ser usados menores concentrações de reagentes, podendo assim, substituir métodos convencionais. A tabela a seguir mostra a eficiência da remoção da DQO com o processo completo. Redução de DQO com o sedimentador lamelar após a adição do agente coagulante e após a reação de Fenton DQO (mg/L) Agentes coagulantes utilizados Efluente Sem Tratamento Sedimentação de 30 minutos Reação de Fenton (2h) Sedimentador lamelar (30 min) 0,1 g/L de Sulfato de Ferro 1343 380 164 52 0,5 g/L de Sulfato de Alumínio 1343 380 220 78 Fonte: Silva (2012) O autor afirma que a redução da DQO com os agentes coagulantes foi de aproximadamente 72%, e na análise dos resultados obtidos a reação de Fenton contribuiu na redução de 16% da DQO com o Sulfato de Ferro e 11% para o Sulfato de Alumínio e na sedimentação pós-Fenton as reduções com o Sulfato de Ferro e Sulfato
  • 7. de Alumínio foram respectivamente de 8 e 11% totalizando uma redução de 96% de remoção com o Sulfato de Ferro e 94% de remoção da DQO com o Sulfato de Alumínio. Entretanto, o mais importante fator a ser analisado foi o tempo, pois frente à testes anteriores, para um volume de 3 litros foram necessários 3 horas no sedimentador lamelar para tratar o efluente, enquanto que no sedimentador gravitacional a duração do tratamento do efluente foi de aproximadamente 24 horas. Produtos químicos inorgânicos Golfetto e Schröder 2012 avaliou a eficiência de um sistema de piloto com plantas aquáticas emergentes- PAE em wetlands construídos com fluxo subsuperficial em fluxo vertical com efluente de indústria metalúrgica na região metropolitana do estado do Rio Grande do Sul. A indústria em questão possui dois tipos de efluentes líquidos, uma de efluentes de ácidos e a outra, efluente industrial e tem o tratamento feito separadamente na Central de Tratamento de Efluentes Liquidos- CETEL. A saber, os efluentes ácidos são oriundos de processos de galvanização de metais, sendo seus principais agentes de contaminações o chumbo zinco e cromo hexavalente. E o efluente que são provenientes de processos de purga de fundo e transbordos de piscinas, resfriamentos, lavagem de filtros de areia, são compostos por óxidos de ferro e em algumas ocasiões, presença de óleos, sendo esses conduzidos para uma lagoa de segurança de 1430 m³, com disposição final na CETEL. O sistema foi montado em cinco tanques plásticos de 1 m³ cada, com 4 m³ de brita de granulometria 0, e para a camada de suporte, 1 m³ de brita de granulometria 1. Esses tanques foram postos em série com diferença de nível de 20 cm entre eles, para que aconteça o escoamento pela força da gravidade. O sistema teve a seguinte ordem: 1- Entrada do efluente, contendo tanque 1: brita 1, e planta da espécie Zizaniopsis bonariensis (Espanada); 2- Tanque 2: brita 0, planta de espécie Scirpus sp (Junco); 3- Tanque 3: brita 0, planta de espécie Scirpus sp (Junco); 4- Tanque 4: brita 0, planta de espécie Tipha latifolia (Taboa); 5- Saída do efluente, contendo tanque 5: brita 0, planta de espécie Cyperus sp (Papiro).
  • 8. A figura abaixo mostra o sistema piloto estruturado no local, o tanque da direita foi preenchido com brita 1 a uma altura de 60 cm, pelo fato de ter maior possibilidade de retenção de sólidos, e para os outros tanques, se fez o uso de brita 0 com 80 cm de camada. Fonte: Golfetto e Schröder 2012 Utilizou-se uma bomba peristática para captação do efluente na lagoa de segurança e conduzi-la até o sistema PAE, com vazão máxima de 160 L/h, sabendo que a vazão ajustada para ao sistema piloto foi de 50 L/h, equivalente a 1,2 m³ de efluente por dia. Monitorou-se os parâmetros em duas fases, sendo que a fase I, realizou-se entre os meses de maio a junho de 2011, coletando 4 amostras de DQO em regime mensal, e 2 coletas em regime quinzenal para a DBO5, SST, Fósforo total, Nitrogênio total Kjeldhal (NTK), Nitrogênio Amoniacal, Nitrogênio orgânicos, óleos e graxas minerais nos 6 pontos de amostragem, isto é, efluente bruto, saídas dos tanques e efluente tratado. Já na fase II, realizada de agosto até o final de setembro do mesmo ano, coletou-se 4 amostras de efluentes entrada e saída do sistema, sendo 2 em regime quinzenal para todos os mesmos parâmetros analisados na fase I, somados à metais como Alumínio, Ferro, Cádmio, Chumbo, Cobre, Cromo total, Mercúrio, Níquel e Zinco, além do índice de Fenóis. Mediu-se diariamente pH e temperatura do efluente bruto e tratado. Os resultados encontrados foram comparados aos limites estabelecidos na Licença de Operação, sendo esses obtidos nas análises da fase I, mostrados na tabela abaixo:
  • 9. Golfetto e Schröder 2012 Obteve-se 23% de remoção de DQO e NTK, 24,7% para Nitrogênio Orgânico e 100% para Nitrogênio Amoniacal. A remoção de SST foi de 46%. A temperatura registrada no efluente tratado foi 9,4% menos que o efluente bruto, isso se deve ao fluxo ser subsuperficial e vertical, e a coberta da biomassa, que impediu a incidência direta dos raios solares. Já os resultados das análises da fase II, mostraram uma remoção de 77% de DBO, 49,3% DQO. Já a remoção do Fósforo total foi baixa, cerca de 16%, devido a saturação dos tecidos das PAE. Em relação ao NTK constatou-se uma remoção de 33,8%, Nitrogênio Orgânico de 44,1%, Nitrogênio Amoniacal de 55,6%, SST de 76%, Óleos e graxas 42,9%. Com relação aos índices de fenóis, a eficiência do sistema foi de 64,8%, Alumínio de 59,3%. A remoção do zinco foi de 66,7%, Chumbo e o Cromo total de 100%, metais como Cádmio, Cobre, Mercúrio e Níquel apresentaram concentrações abaixo dos limites de detecção de laboratório, não sendo possível o cálculo da eficiência. Logo, o sistema PAE no tratamento de efluentes de metalúrgica pode ser usado como uma alternativa sustentável, pois os parâmetros de saída obedecem às legislações ambientais, além disso, é possível que essas águas possam ser reutilizadas em processos que não requer uma água de qualidade superior.
  • 10. Silva (2010), avaliou a possibilidade do uso da Vermiculita como adsorvente destinado à remoção de cádmio, cobre, zinco, chumbo e níquel pelo processo de adsorção. Sabe-se que no Brasil, a abundância da vermiculita proporciona baixos custos em escalas industriais e aliada a alta capacidade de troca iônica torna-se um fator importante para adequação de águas residuárias conforme permite as legislações ambientais. Silva (2010) analisou a cinética de remoção desses metais pesados afim de determinar o tempo adequado, de tal forma que aconteça uma remoção eficiente, composta por uma seleção da concentração do agente adsorvente. As etapas foram definidas da seguinte forma: estabeleceu-se as características do adsorvente na remoção de cádmio, zinco, cobre, chumbo e níquel através da análise de parâmetros como o pH da solução e concentração do metal; avaliou a adsorção dos metais através da construção de isotermas de adsorção mediante ajustamento dos dados experimentais através de modelos matemáticos; e avaliou-se o processo de remoção quando os metais cádmio, zinco, cobre, chumbo e níquel se encontram na solução mediante a técnica de banho finito. Após a confirmação de que o material tem propriedades adsorvente, foram feitas os testes de adsorção nas misturas dos metais. As concentrações iniciais de metais em soluções sintéticas foram apresentadas conforme tabela abaixo: Silva (2010) Utilizou-se o sistema de banho finito para os ensaios cinéticos, levando em consideração sempre um pH de 5,0, pois essa faixa foi a que forneceu a melhor eficiência na remoção dos testes realizados para cada metal. Manteve-se a mistura na
  • 11. proporção de 1/100 (massa de vermiculita/volume de solução de nitrato metálico) e sob agitação em um béquer de 3,5 L e temperatura constante, ainda a utilizada nos testes de remoção (27°C). As coletas alíquotas de 2 ml de solução, em intervalos de tempos de 1 a 5 minutos, variando de um a um, e de 10 a 90 minutos, variando de 10 em 10. E assim obteve a curva de concentração dos metais em função do tempo de remoção, de forma que possa avaliar o tempo de equilíbrio, sempre com a cautela de que o volume não ultrapasse 8% do total. Foram feitas também ensaios de remoção de metais em soluções bicomponentes, combinando-se metais de dois em dois, e com valores de concentrações próximos de 10 ppm, conforme a tabela a seguir demonstra: Silva (2010) Realizou-se então os experimentos com a mistura na proporção de 100 ml de solução dos metais para 1 g de vermiculita natural, agitando-se por 6 horas, com os mesmos parâmetros utilizados anteriormente. Ao término dos ensaios, filtrou-se as soluções com finalidade da retirada da parte sólida, para o teste de ICP, de forma a quantificar a adsorção de cádmio, cobre, chumbo, níquel e zinco, removidas por grama de vermiculita. O teste de remoção dos metais também foi feito considerando os cinco íons em uma única solução, conservando a proporção de 100 ml da solução para 1 grama de vermiculita, e sob agitação, considerando os mesmos parâmetros controlados, conforme
  • 12. os testes anteriores, por um tempo de 6 horas, sendo após esse período, filtrada a solução para passar pelos mesmo procedimentos de testes. As concentrações estudadas estão descritas na tabela abaixo: Silva (2010) Os resultados para remoção de chumbo não houve variação significantes entre os percentuais de remoção à medida que a variou-se os valores de concentração, tais valores ficaram entre 99,66 a 99,98%. Já os testes com cádmio, cobre, zinco e níquel à medida que se aumentou a concentração de íons na solução ocorreu variações de percentuais de remoção, sendo que, diminuiu a eficiência na remoção, numa mesma quantidade do adsorvente. Os resultados da cinética de remoção mostraram que o chumbo é o metal que apresenta a maior velocidade de remoção, com aproximadamente 96% dos íons de Pb²+ removidos nos dois primeiros minutos, acompanhado pelo cádmio com 86% no mesmo tempo. Já o zinco e o cobre são semelhantes no seu comportamento cinético, e o nível foi o metal que apresentou menor velocidade de remoção, atingindo sua eficiência após 60 minutos. Tais resultados podem ser visualizados pelo gráfico abaixo:
  • 13. Silva (2010) Como visto, a vermiculita mostrou-se de elevado potencial para remoção de metais pesados, tendo capacidade de adsorção para todos os metais estudados, sendo esta não seletiva, podendo ser utilizada em adsorção de efluentes de diversos tipos, tanto com quantidades de metais isolados, quanto combinados em solução, sabendo que, em baixas concentrações apresentam eficiência na remoção de aproximadamente 100%. O tempo de equilíbrio de todos os metais está em cerca de 40 minutos. O uso da vermiculita tem uma série de vantagens, pois trata-se de um material abundante, de baixo custo comercial, e mesmo em grandes concentrações de metais para remoção, o seu uso mostra-se mais eficiente que alternativas como a de precipitação química, já que estas deixam pequenas concentrações de metais residuais. CONIDERAÇÕES FINAIS Portanto, nota-se uma grande variedade de tratamentos de efluentes da indústria química. A remoção de impurezas nem sempre acontece de maneira econômica, embora os processos demostraram eficiência na remoção, muito se tem a avançar nas pesquisas e desenvolvimentos de técnicas de melhor aproveitamento das águas residuárias, sendo não somente necessário fazer um bom tratamento, mas também introduzir o reuso no processo produtivo, ou em geral, para usos menos nobres.
  • 14. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALVES, S. S. Conservação e Reuso de Água em Indústria de Cosméticos. São Paulo, 2009. BRAILE, P.M., CAVALCANTI, J.E.W.A. Manual de tratamento de águas residuárias industriais. São Paulo: CETESB, 1979. 764p. GOLFETTO, A. J.; SCHRÖDER, N. T. Avaliação da Tratabilidade de Efluentes de Indústria Metalúrgica em Sistema Piloto com Plantas Aquáticas Emergentes. 3º Congresso Internacional de Tecnologias para o Meio Ambiente, Bento Gonçalves- RS, 2012. MARCHETTI, T., Tratamento de Efluente Líquido da Indústria de Cosméticos com Sulfato de Alumínio e Biopolímero. Curso de Engenharia Química - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul. SILVA, J. V. Tratamento de Efluentes da Indústria de Tintas Através da Reação de Fenton Associado ao Processo de Sedimentação. Universidade Federal de Alagoas, 2012. SILVA, R. P. Remoção de Metais Pesados em Efluentes Sintéticos Utilizando Vermiculita como Adsorvente. Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2000.