Parâmetros do efluente posterior a remoção do ferro por alcalinização do efluente

De acordo com Merma (2008), o ferro causa uma coloração amarelada ou esverdeada no efluente após o tratamento, e também causa distorções nas análises de DQO, cor, e turbidez. Por esta razão, buscou-se realizar a eliminação do ferro do efluente tratado com eletrodo de ferro. Entretanto, no efluente tratado com a célula eletroquímica de ferro e alumínio não foi possível a eliminação do ferro por meio da alcalinização do efluente, por razão de que as hidroxilas reagem com íons alumínio presentes no efluente não acarretando na oxidação do ferro.

Na Figura 21, são mostrados o efluente ferroso (A), o efluente com ferro precipitado (B) e o efluente após filtração simples (C).

Figura 21- Precipitação do ferro em pH 8,5. Efluente ferroso (A); efluente com ferro precipitado (B) e o efluente após filtração simples (C)

Fonte: do autor , 2018.

Como pode ser observado na Figura 21 - C, os resultados visuais foram excelentes. Sendo assim, realizou-se ensaios de alguns parâmetros. Os resultados obtidos a partir das análises podem ser visualizados na Tabela 15 a seguir.

A B

Tabela 15 - Avaliação do efluente com o ferro precipitado

Parâmetros 1 A (%)

Remoção 3 A Remoção (%) 5 A Remoção (%)

pH 8,52 ± _0,03 ---- 8,56 ± _0,18 ---- 8,59 ± 0,02 ---- Cor (Hz) 29,7 ± _1,05 98,04 20,1 ± _0,71 98,67 23,9 ± 0,84 98,42 Turbidez (FAU) 3 ± 0,11 99,8 2 ± 0,07 99,87 2 ± 0,11 99,87 DQO (mg.L-1₎ 3480 ± ₁₂₃ 53,36 3040 ± _107,5 59,26 507 ± 17,9 93,2 DBO (mg.L-1₎ 2326 ± _82,2 42,85 1264 ± _44,7 68,93 40,2 ± 1,42 99,01 Cálcio 63,23 ± _2,24 65,18 63,23 ± _0,89 65,18 29,68 ± 1,05 83,65 Magnésio 4,86 ± _0,06 91,33 16,21 ± _0,57 71,08 7,61 ± 0,27 86,42 Fonte: do autor , 2018.

De acordo com resultados apresentados na Tabela 15, observa-se uma boa remoção em todos os parâmetros analisados. Os melhores resultados foram observados com a corrente de 5 A, com remoção de 98,4% para cor, 99,8% para turbidez, 93,2% para DQO e 99% para DBO.

Também foi analisado a dureza presente no efluente cujo ferro foi removido. Os ensaios de titulação utilizando EDTA não eram possíveis anteriormente por razão de que a presença de íons de alumínio e ferro causavam distorções nas análises. Sendo assim, com a remoção do ferro, efetuaram-se os ensaios e as análises das titulações com EDTA, e constatou- se uma grande redução na dureza do efluente, acima de 90%.

3.3.6 Alteração dos parâmetros avaliados com relação a cada metal

Nas figuras a seguir as células eletrolíticas com eletrodos de ferro, alumínio, ferro/alumínio, são representadas respectivamente pelas cores vermelho, azul, e amarelo. Os parâmetros obtidos do efluente cujo ferro foi removido são expressos pela cor preta.

A alteração dos parâmetros foi analisada ao final de cada tratamento a 5, 3 e 1 ampere.

A seguir na Figura 22 observa-se a alteração de cor para cada metal em função da corrente.

Figura 22 - Alteração de Cor em função da corrente para cada metal

Vermelho - Eletrodos de ferro; Amarelo - eletrodos Fe/Al; Azul - Eletrodos de alumínio; Preto - Efluente cujo os íons ferro foram removidos.

Fonte: do autor , 2018.

Na Figura 22, observa-se que os maiores valores para cor são provenientes do efluente cujo os eletrodos de ferro foram utilizados no tratamento. Este fato se deve, segundo Merma (2008) à interferência que os íons ferro nas análises de Cor.

Também observa-se que o resultado do tratamento com a célula eletroquímica de ferro e alumínio é intermediário ao resultado obtido quando o tratamento foi realizado somente com eletrodos de ferro ou alumínio.

A Figura 22 demonstra que quando utilizou-se eletrodos de alumínio, obteve-se os melhores resultados visuais após o tratamento. Entretanto, os melhores resultados visuais obtidos foram a partir do efluente cujo os íons ferro foram removidos.

Na Figura 23 a seguir, observa-se a variação da turbidez em função da corrente para cada metal estudado.

Figura 23 - Alteração de turbidez em função da corrente para cada metal

Vermelho - Eletrodos de ferro; Amarelo - eletrodos Fe/Al; Azul - Eletrodos de alumínio; Preto - Efluente cujo os íons ferro foram removidos.

Fonte: do autor , 2018.

Na Figura 23, pode-se visualizar que a remoção da turbidez, está relacionada aos sólidos suspensos, foi similar para todos os metais. Sendo que os piores valores para remoção ficaram com o efluente cujos eletrodos de ferro foram utilizados no tratamento, e os melhores ficaram com o efluente cujo ferro foi removido.

Figura 24 - Alteração de pH em função da corrente para cada metal

Vermelho - Eletrodos de ferro; Amarelo - eletrodos Fe/Al; Azul - Eletrodos de alumínio; Preto - Efluente cujo os íons ferro foram removidos.

Fonte: do autor , 2018.

Conforme Chen (2004) e Merma (2008), o pH no caso do efluente tratado somente com ferro ou alumínio, em geral tende a aumentar. No entanto, a diferença entre o aumento do pH do efluente tratado com eletrodos de alumínio para o efluente tratado com eletrodos de ferro é grande, pois segundo Mollah et al (2004) e Merma (2008), os íons alumínio têm maior propensão a formar polihidróxidos do metal, enquanto os íons ferro têm maior propensão a formar polióxidos do metal.

Na Figura 25, observa-se as alterações de sólidos totais, dissolvidos e suspensos em função da corrente para cada metal estudado. Pode-se visualizar nas linhas contínuas os sólidos totais, nas tracejadas os sólidos dissolvidos, e nas pontilhadas os sólido suspensos.

Figura 25 - Alteração de sólidos totais, dissolvidos e suspensos em função da corrente para cada metal

Vermelho - Eletrodos de ferro; Amarelo - eletrodos Fe/Al; Azul - Eletrodos de alumínio; Preto - Efluente cujo os íons ferro foram removidos.

Linhas contínuas - Sólidos totais; Linhas tracejadas - Sólidos Dissolvidos; Linhas pontilhadas - Sólidos suspensos.

Fonte: do autor , 2018.

Na Figura 25 são mostrados as relações entre sólidos totais, dissolvidos, e suspensos. Observa-se que a remoção de sólidos suspensos foi maior independentemente do metal utilizado. A máxima eficiência constatada na remoção de sólidos suspensos foi à 5 A.

Em geral houve remoção de sólidos totais, entretanto, observa-se uma baixa eficiência na sua remoção. Além disso, observa-se que a maior parte dos sólidos totais são sólidos dissolvidos, constatando que ocorreu uma grande liberação de íons dos metais para o meio, fazendo com que a quantidade de sólidos dissolvidos se mantivesse alta.

Na Figura 26 são mostrados os valores de DQO e DBO em função da corrente aplicada para cada metal estudado.

Figura 26 - Alteração de DQO (A) e DBO (B) em função da corrente para cada metal

Vermelho - Eletrodos de ferro; Amarelo - eletrodos Fe/Al; Azul - Eletrodos de alumínio; Preto - Efluente cujo os íons ferro foram removidos.

Fonte: do autor , 2018.

De acordo com a Figura 26, observa-se que os resultados para remoção de DQO são próximos, para cada metal, nas faixas de corrente de 1 A e 3 A, sendo distante somente quando o tratamento foi realizado com a corrente de 5 A.

Com a corrente de 5 A, os piores resultados de remoção na DQO foram para o efluente cujo os eletrodos de ferro foram utilizados no tratamento. Isto se deve ao fato de que o ferro causa interferência nas análises da DQO. Da mesma maneira, as análises efetuadas no efluente tratado com a célula eletroquímica de ferro e alumínio mostraram distorção nos resultados. Portanto, por razão que o ferro é um forte interferente em vários parâmetros analisados, realizou-se sua remoção e obteve-se os valores reais dos parâmetros, mostrando que a remoção de DQO foi mais alta do que a remoção efetuada quando foi utilizado somente eletrodos de alumínio.

A Figura 26 - B, mostra os valores da remoção de DBO são próximos para todos os metais em todas as correntes. Entretanto, o efluente em que efetuou-se a remoção do ferro, foi o que apresentou maior redução na DBO.

Na Figura 27 - A, pode ser visualizado a massa do metal liberada para o efluente em função da corrente; e na Figura 27 - B, observa-se o desgaste dos eletrodos em função da corrente.

Figura 27 - Massa dos metais no efluente, e desgaste dos eletrodos em função da corrente

Vermelho - Eletrodos de ferro; Amarelo - eletrodos Fe/Al; Azul - Eletrodos de alumínio; Preto - Efluente cujo os íons ferro foram removidos.

Fonte: do autor , 2018.

Na Figura 27 - A, observa-se que o metal que mais liberou massa para o efluente foi o ferro, no entanto, sabe-se que o ferro é mais denso que o alumínio. Sendo assim, relacionando-se as Figuras 27 - A e 27 - B, observa-se que os eletrodos que mais liberaram íons para o efluente são os de alumínio, pois apesar de que sua massa liberada no efluente é menor, sua massa atômica é menor que a do ferro, e seus eletrodos são os que mais sofrem desgaste, principalmente à 5 A.

À 5 A, na faixa de corrente em que o tratamento teve sua eficiência máxima, a quantidade de mols de alumínio e de ferro foi de 2,71 × 10−2 𝑚𝑜𝑙

𝐿 e 2,48 × 10 −2 𝑚𝑜𝑙

𝐿

respectivamente, mostrando desta maneira, que a quantidade de alumínio liberada para o efluente é ligeiramente maior que a de ferro.

A quantidade molar dos metais liberada pela célula eletrolítica feita com eletrodos de ferro e alumínio à 5 A foi de 1,15 × 10−2 𝑚𝑜𝑙

𝐿 e 1,36 × 10 −2 𝑚𝑜𝑙

𝐿 respectivamente, exibindo

novamente uma maior liberação de alumínio para o meio.

4 CONCLUSÃO

As principais conclusões obtidas com realização deste trabalho foram:

1. Os melhores resultados visuais (cor) de tratabilidade para o efluente bruto foram obtidos com a célula eletrolítica composta por eletrodos de alumínio.

2. Com eletrodos de ferro houve interferência na cor, entretanto, os resultados foram bons quando realizou-se a precipitação ferro em pH alcalino.

3. Os melhores resultados obtidos para remoção de matéria orgânica foram à 5 amperes (A).

4. Posteriormente a precipitação do ferro, independente da célula eletrolítica utilizada, a remoção dos contaminantes em termos de DQO e DBO foram sempre acima de 90% à 5 A.

5. A quantidade de íons alumínio liberados no efluente foi maior e sua remoção é mais difícil do que a remoção dos íons ferro.

6. Sendo assim, por fim conclui-se que para a reutilização da água, o melhor tratamento seria a utilização dos eletrodos de ferro, por razão de que a remoção do ferro pode ser associada ao polimento do efluente através de cloração ou ozonólise (entre outros), e uma posterior filtração. Os eletrodos de alumínio seriam mais indicados quando o objetivo for o descarte do efluente, levando-se em consideração o fato de que a legislação Brasileira não estipula valores máximos de alumínio em efluentes.

REFERÊNCIAS

ABNT NBR 9800/87 - Critérios para lançamento de efluentes líquidos industriais no

sistema coletor público de esgoto sanitário. Associação Brasileira de Normas Técnicas,

1987. p. 03.

AN, Chunjiang et al. Emerging usage of electrocoagulation technology for oil removal from wastewater: A review. Science of the Total Environment, v. 579, p. 537-556, 2017. ANDRADE, L. H. Tratamento de Efluente de Indústria de Laticínios por Duas

Configurações de Biorreator com Membranas e Nanofiltração Visando Reúso. Tese

(Mestrado em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos) - Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, Escola de Engenharia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2011.

ANTONIO GUTIERREZ, M. ELETROCOAGULATION APPLIED TO TREAT

SOLUTIONS WITH HIGH CONCENTRATION OF OIL; Eletrocoagulação Aplicada a

Meios Aquosos Contendo Óleo. Brazil, South America, 2008.

APHA; Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 22th ed., American Public Health Association: New York, 2012.

BEGNINI, BC; RIBEIRO, HB. Plano para redução de carga poluidora em indústria de lacticínios. Brazil, South America, 2014.

BRAILE, P. M. e CAVALCANTI, J. E. W. A. Manual de tratamento de águas residuárias

industriais. São Paulo: CETESB, 1979, 761 p.

BRITZ, T. J.; VAN SCHALKWYK, C.; HUNG, Y.T. Treatment of dairy Processing

Wastewater. 2006.

BARBOSA, C.S.; et al. Consumo de água e geração de efluentes em uma indústria de laticínios. Revista do Instituto de Latícinios Cândido Tostes, v. 64, Iss 367, p. 10-18 (2009). 367, 10, 2009.

CORREIA, LS. Orientações de higienização na produção primária de leite e indústria dos lacticínios. Portugal, Europe, 2009.

CRESPILHO, F. N; REZENDE, M. O. O. Eletroflotação: Princípios e Aplicações. São Carlos: Rima, 1. ed. 96 p., 2004.

DALFOVO, Michael Samir; LANA, Rogério Adilson; SILVEIRA, Amélia. Métodos quantitativos e qualitativos: um resgate teórico. Revista Interdisciplinar Científica

Aplicada, v. 2, n. 3, p. 1-13, 2008.

DEZOTTI, M. Processos e técnicas para o Controle Ambiental de Efluentes Líquidos. Rio de janeiro: E-papers, 2008.

DRUNKLER, D.A. Produção de Requijão Cremoso Simbiótico. Tese (Doutorado em Tecnologia de Alimentos) - Programa de Pós- Graduação em Tecnologia de Alimentos, Setor de Tecnologia, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2009.

EMBRAPA - Empresa brasileira de Pesquisa Agropecuária. Disponível em: <https://www.embrapa.br/gado-de-leite> Acesso em: 12 de outubro de 2017.

FERREIRA, I.C.S. Tratamento terciário de indústria de efluente de laticínio através

adsorção de lactose em argila esmectítica. São Paulo. (Dissertação de mestrado) - Escola

Politécnica, Universidade de São Paulo, 2003.

FORNARI, M. M. T. Aplicação Técnica de Eletro-Floculação no Tratamento de

Efluentes de Curtumes. Dissertação de Mestrado em Engenharia Química. Toledo-PR:

Universidade Federal do Oeste do Paraná. 2008.

GUOHUA CHEN. Electrochemical Technologies in Wastewater Treatment. Separation and Purification Technology 38, 2004, 11-41.

Janaina Moreira de, M; et al. Tratamento do efluente do biodiesel utilizando a

eletrocoagulação/flotação: investigação dos parâmetros operacionais. Química Nova, Vol 35, Iss 2, p. 235-240 (2012). 2, 235, 2012.

JOÃO, Jair J. et al. ELECTROCOAGULATION-FLOTATION PROCESS: INVESTIGATION OF OPERATIONAL PARAMETERS FOR WASTEWATER

TREATMENT FROM FISHERY INDUSTRY. Química Nova, v. 41, n. 2, p. 163-168, 2018.

MAGANHA, M.F.B. Guia técnico ambiental da indústria de produtos lácteos. São Paulo: CETESB, 2006.

MAPA - Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. <http://www.agricultura.gov.br> Acesso em: 12 de outubro de 2017.

MERMA, A. G. Eletrocoagulação Aplicada a Meios Aquosos Contendo Óleo. Dissertação de Mestrado em Ciência dos Materiais e Metalúrgica. Rio de Janeiro - RJ: Pontifíca

Universidade Católica do Rio de Janeiro. 2008.

Metcalf and Eddy, I. Tratamento de efluentes e recuperação de recursos. Porto Alegre, 2016. M. KOBYA, H. HIZ, E. SENTURK, C. AYDINER, E. DEMIRBAS. Treatment of potato

chips manufacturing wastewater by ectrocoagulation. Desalination 190 (2006) 201-211.

MOLLAH, MY; et al. Fundamentals, present and future perspectives of electrocoagulation. JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS. 114, 1-3, 199-210, 2004.

MOUEDHEN, G; et al. Behavior of aluminum electrodes in electrocoagulation process. Journal of Hazardous Materials. 1, 124, 2008.

MURUGANANTHAN, M; BHASKAR RAJU, G; PRABHAKAR, S. Separation of

pollutants from tannery effluents by electro flotation. SEPARATION AND PURIFICATION TECHNOLOGY. 40, 1, 69-75, 2004.

PABLO CAÑIZARES, FABIOLA MARTINEZ, CARLOS JIMENEZ, CRISTINA SAEZ, MANUEL A. RODRIGO. Coagulation and Electrocoagulation of oil in water emulsions. Journal Hazardous material 2007.

PERLE, M.; KIMCHIE, S.; SHELEF, G. Some biochemical aspects of the anaerobic degradation of dairy wastewater. Water Research, v. 29, p. 1549-1554, 1995. SALMINEN, E. & RINTALA, J. Anaerobic digestion of organic solid poultry

slaughterhouse waste a review. Bioresource Technology, v. 83 p. 13-26, 2002.

SBRT - Sistema Brasileiro de Respostas Técnicas. <http://sbrt.ibict.br> Acesso em: 13 de outubro de 2017.