Fase 4 – Doseamento de Solução de Alumínio Recuperado (2)

A caracterização da água residual bruta da ETAR de Fernão Ferro (tabela 31) foi efetuada em dois dias distintos, sendo os dias 16 e 20 de outubro os dias em que foram realizados os ensaios de jar-test com cloreto férrico e com SAR, respetivamente. Entre estes dias denota-se alguma degradação da matéria orgânica presente na água residual, verificando-se um decréscimo de fósforo, SST e SSV com um aumento da CQO.

Foi ainda verificado empiricamente que esta água residual contém alguns aglomerados de matéria orgânica, dificultando a homogeneização equitativa na preparação dos copos de ensaio para os jar-test.

De modo a como efetuada a recuperação do alumínio das lamas da Asseiceira na fase anterior, foi adicionado ácido à concentração 1N (2,68%) até ser atingido o pH 2, sendo que a contabilização do volume de ácido adicionado (tabela 43) permite verificar que a quantidade de ácido adicionado nesta fase foi igual à quantidade adicionada na fase anterior.

Após a acidificação e centrifugação das lamas da Asseiceira, verificou-se uma taxa de recuperação de alumínio (tabela 46) de 70%, que é ligeiramente inferior ao obtido na fase anterior, embora esta diferença seja pouco significativa (menos 2%), continuando dentro do intervalo dos valores de referência obtidos por outros autores (69 – 90%) (Ayoub et al., 2017; Dassanayake et al., 2015; King et al., 1975; Xu et al., 2009).

Relativamente à caracterização da solução de alumínio recuperado (tabela 32) não se verifica uma diferença significativa nos parâmetros de CQO, pH, SST e SSV em relação ao ensaio anterior. No entanto, denota-se que o fósforo total tem uma concentração consideravelmente inferior nesta SAR, o que poderá estar relacionado com o fator que levou a uma menor taxa de recuperação de alumínio. Visto que tanto o alumínio como o fósforo são elementos que têm comportamentos muito sensíveis ao pH, admite-se que a temperatura ambiente na qual foram desenvolvidos os ensaios possa ter alguma influência sobre estes parâmetros, sendo que o pH também é influenciado pela temperatura. De facto, verifica-se que durante a produção da SAR na fase anterior sentiram-se temperaturas médias de 28ºC, sendo consideravelmente inferiores em relação às temperaturas sentidas durante a produção da SAR nesta última fase, tendo estas uma média de 33ºC.

Na caracterização do sobrenadante do ensaio controlo (tabela 35) é de referir que, entre os dias 16 e 20 de outubro o efluente foi sujeito a alguma decomposição, verificando-se um aumento da CQO e uma redução na concentração de fósforo e de sólidos presentes no sobrenadante. No entanto, para efeitos de contabilização do acréscimo de remoção nos ensaios de jar-test com cloreto férrico e SAR são tomados em consideração os valores obtidos nos dias 16 e 20 de outubro, respetivamente.

A caracterização do sobrenadante do jar-test com cloreto férrico (tabela 33) e respetivas eficiências de remoção em relação ao controlo (tabela 44) permitem verificar um padrão pouco usual de remoções, comparado com as fases anteriores, verificando-se um aumento da concentração de CQO no sobrenadante entre as dosagens de 50 a 70 mg/L, decrescendo dos 70 mg/L até aos 100 mg/L, que tem a melhor eficiência de remoção (52%) verificando-se um ligeiro aumento para a concentração de 120 mg/L de cloreto férrico.

Relativamente ao pH, denota-se o característico padrão de decréscimo do valor com o aumento da dose, como já verificado em fases anteriores.

Relativamente ao fósforo total, também se verifica o aumento da remoção com o aumento da dose, à semelhança do que já foi anteriormente verificado, obtendo-se uma maior remoção com a concentração máxima de cloreto férrico doseado (91%).

No que se refere aos SST, verifica-se um ligeiro acréscimo na remoção com o aumento das doses com uma remoção máxima de 69%, sendo o valor obtido com o doseamento de 60 mg/L de cloreto férrico pode ter tido algum erro na sua determinação.

Quanto aos SSV, não há nenhum padrão evidente entre a sua remoção e as dosagens de cloreto férrico.

Os resultados pouco consistentes de CQO e SSV poderão justificar-se com o facto de a água residual utilizada conter alguns aglomerados de matéria orgânica e uns copos de ensaio possam conter mais matéria orgânica em relação a outros.

A caracterização do sobrenadante do jar-test com SAR (tabela 34) e respetivas eficiências de remoção em relação ao controlo (tabela 49) apresentam um padrão de decréscimo na eficiência de remoção de CQO, SST e SSV, acompanhados com uma redução progressiva do pH com o aumento da dose de SAR, à semelhança do que foi verificado na fase anterior. No entanto, é de referir que o valor de pH no sobrenadante após o jar-test tem um valor significativamente superior em relação ao ensaio anterior, podendo isto dever-se a uma diferença na alcalinidade presente nas águas residuais testadas.

Neste ensaio, verifica-se um aumento acentuado da concentração de alumínio presente no sobrenadante, quando é aumentada a dose de SAR. Este efeito dá-se essencialmente com a conjugação de dois fatores. Por um lado, o aumento da dose de SAR vem acompanhado com um aumento da carga de alumínio presente na solução. Por outro lado, a redução do pH da água residual com o aumento das doses leva à maior taxa de resolubilização de alumínio. Assim, com a conjugação destes dois fatores verifica-se a potenciação do alumínio presente na forma solubilizada.

Contudo, tendo em consideração os valores limite de referência para as concentrações de alumínio em águas de abastecimento (0,2 mg/L) e no meio ambiente (10 mg/L), apresentadas no cap. 3.1.4., considera-se que, para doses mais baixas de SAR, o remanescente na água residual possui valores bastante aceitáveis.

Assim, conclui-se que a dose ideal de SAR é de 50 mg/L, tendo obtido eficiências de remoção de CQO, Pt, SST e SSV de 66%, 99%, 82% e 100%, respetivamente.

Comparando a CQO residual após os jar-test nos dois ensaios (figura 51) verificam-se concentrações muito próximas entre a SAR e o cloreto férrico para as doses mais baixas, sendo que, devido ao incremento de CQO proveniente da SAR, para as doses de 100 e 120 mg/L, a concentração de CQO no sobrenadante é superior em relação ao cloreto férrico. No entanto, também é importante referir que a SAR teve um ensaio controlo com valores diferentes em relação ao cloreto férrico, sendo que, se se observar as eficiências de remoção entre os dois

agentes coagulantes em relação ao controlo (figura 54) se verifica que a SAR possui eficiências de remoção consideravelmente superiores em relação ao cloreto férrico para todas as dosagens.

Comparando o fósforo total residual após os jar-test nos dois ensaios (figura 52) e respetivas eficiências de remoção (figura 55) é notável que a SAR permitiu a obtenção de melhores remoções em relação ao cloreto férrico para todas as doses administradas. É também notável quanto à SAR, o progressivo decréscimo das eficiências de remoção devido ao incremento de fósforo e um aumento progressivo das eficiências de remoção com o cloreto férrico devido à potenciação dos processos de precipitação química.

Comparando os sólidos residuais após os jar-test nos dois ensaios (figura 53) e respetivas eficiências de remoção em relação ao controlo (figuras 56 e 57) verifica-se mais uma vez uma remoção superior por parte da SAR em relação ao cloreto férrico para todas as doses, sendo importante destacar o aumento progressivo das remoções de sólidos com o aumento das doses de cloreto férrico, enquanto a SAR tem o efeito inverso de redução das eficiências de remoção com o aumento da concentração doseada.

Com estes resultados, é relevante salientar que a discrepância verificada entre as eficiências de remoção com recurso à SAR em relação ao cloreto férrico poderá dever-se ao facto de a concentração equivalente do metal alumínio disponibilizado através da SAR ser 34% superior à concentração equivalente do metal ferro disponibilizado através do cloreto férrico. Ainda assim, considera-se que a SAR poderá ter melhores desempenhos que o cloreto férrico para doses de metal equivalentes, sendo que o alumínio tem mais capacidade de neutralização de cargas e complexação de hidróxidos em relação ao cloreto férrico (Davis & Edwards, 2014).

Contudo, também é importante referir a influência que esta solução tem sobre o pH da água residual, que pode ser bastante significativo numa ETAR, sendo que variações bruscas deste parâmetro podem por em causa os órgãos de tratamento a jusante, nomeadamente o reator biológico e o digestor anaeróbio.

É importante referir que a solução de alumínio recuperado produzida a partir das lamas espessadas da ETA da Asseiceira demonstra um grande potencial para a aplicação na operação de decantação primária assistida em ETAR, conseguindo uma remoção excecional para os parâmetros analisados, não se considerando que as concentrações de alumínio remanescentes no sobrenadante sejam prejudiciais para os órgãos a jusante e para o meio recetor.