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Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Centro de Tecnologia e Ciências
Aplicação da Técnica de Eletrofloculação no
Tratamento de Efluentes Têxteis
Alexandre Andrade Cerqueira
Dissertação de Mestrado
Instituto de Química
Programa de Pós–Graduação em Química
Rio de Janeiro
Abril de 2006
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ii
Aplicação da Técnica de Eletrofloculação no
Tratamento de Efluentes Têxteis
Alexandre Andrade Cerqueira
Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-graduação em Química
do Instituto de Química da Universidade do Estado do Rio de Janeiro, como parte
dos requisitos necessários para a obtenção do título de Mestre em Ciências (M.
Sc.), realizada sob a orientação do Professor Carlos Russo (Departamento de
Tecnologia dos Processos Bioquímicos/IQ/UERJ)
Rio de Janeiro
Abril de 2006
Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Centro de Tecnologia e Ciências
InstitutodeQuímica
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iii
Dissertação de Mestrado: “Aplicação da técnica de eletrofloculação no tratamento
de efluentes têxteis”
Autor: Alexandre Andrade Cerqueira
Orientador: Professor Carlos Russo
Data da Apresentação: 10 de abril de 2006
Aprovado por:
_______________________________________________________
Prof. Carlos Russo, Ph.D.
Departamento de Tecnologia dos Processos Bioquímicos/IQ/UERJ
_______________________________________________________
Prof. Achilles Junqueira Bourdot Dutra, D. Sc.
Programa de Engenharia Metalúrgica e de Materiais, COPPE/UFRJ
_______________________________________________________
Prof. Fábio Merçon, D.Sc.
Departamento de Tecnologia dos Processos Bioquímicos/IQ/UERJ
RIO DE JANEIRO
2006
iv
C416 Cerqueira, Alexandre Andrade
A
plicação da técnica de eletrofloculação no tratamento de
efluentes têxteis / Alexandre Andrade Cerqueira. – 2006.
111f.
Orientador: Carlos Russo
Dissertação (mestrado) – Universidade do Estado do Rio de
Janeiro, Instituto de Química.
1. Água – Purificação - Coagulação – Teses. 2.
Á
guas
Residuais – Purificação - Floculação – Teses. 3. Águas Residuais –
Purificação – Remoção de Cor – Teses. I. Russo, Carlos. II.
Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Instituto de Química. III.
Título.
CDU 628.162
v
Aos meus pais Walter e Paulimar,
meus irmãos José Paulo, Elias e Ludimilla
que pelo apoio, amizade e carinho
me possibilitaram chegar ao final
de mais uma jornada.
vi
Agradecimentos
• Primeiramente a Deus, por ter me dado forças e sabedoria para encarar as
dificuldades nessa longa jornada.
• Ao meu orientador e amigo Professor Carlos Russo pela paciência na
orientação, grande competência e incentivo.
• A professora Mônica Regina pela amizade, paciência e incentivo, e por me
aceitar nos seu laboratório e dar suporte na aquisição dos equipamentos para
realização dos ensaios práticos.
• A todos os meus amigos, especialmente a o João Branco, Fernando
Marques, Alexandre Becker e o Eli Santos Cruz, pelo grande incentivo e apoio.
• Ao Vítor e Francisco Nogueira da Peltron pela amizade, suporte técnico e
montagem do equipamento piloto de eletrofloculação.
• A CAPES e a UERJ pelos auxílios concedidos.
• Aos meus amigos do laboratório 304 (Débora e Luizinho), pelo apoio e
incentivo.
• A Karen pela compreensão e carinho e por ter me apoiado nos momentos
mais difíceis da elaboração e montagem da dissertação.
• A Viviane (secretária do mestrado) pela amizade e apoio.
• A todos os meus colegas do Curso de Mestrado pela amizade e
convivência, e principalmente a Kelley minha querida amiga por sempre estarmos
compartilhando de companheirismo e amizade.
• Ao Professor Luna e a Daniele do LACAM pelas análises de
Espectrometria de metais.
• A o Professor Mauro Villas Boas do LABCON pela amizade, incentivo e por
ter cedido diversas vezes o laboratório de físico-química para se realizar diversos
ensaios técnicos.
vii
Resumo da Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em
Química do Instituto de Química da Universidade do Estado do Rio de Janeiro,
como parte dos requisitos para a obtenção do grau de Mestre em Ciência (M.
Sc.).
Aplicação da técnica de eletrofloculação no
tratamento de efluentes têxteis
Alexandre Andrade Cerqueira
Abril de 2006
Orientador: Prof. Carlos Russo
A poluição dos corpos d’água proveniente dos efluentes têxteis provoca
alterações em ciclos biológicos afetando principalmente a fotossíntese. Além
disso, algumas classes de corantes podem ser carcinogênicos e/ou mutagênicos.
Devido à dificuldade em se tratar estes efluentes, novas tecnologias têm sido
investigadas. Neste contexto, a eletrofloculação surge com uma técnica
promissora, devido à sua eficiência e possibilidade de reuso da água. O presente
trabalho tem como objetivo estudar a aplicação do processo de eletrofloculação
no tratamento de efluentes de uma indústria têxtil. O processo de eletrofloculação
foi realizado em um reator de batelada utilizando eletrodos de ferro e alumínio. A
influência dos seguintes parâmetros foi avaliada: natureza e distância do eletrodo,
variação de pH, potencial elétrico aplicado e tempo de operação. Os resultados
obtidos indicaram que o processo de eletrofloculação nas condições operacionais
estudadas é uma alternativa tecnicamente viável para a remoção de DQO, cor e
turbidez, a qual foi, respectivamente, de 87%, 95% e 100%.
viii
Abstract of Dissertation presented to the Programa de Pós-graduação em
Química of Instituto de Química at Universidade do Estado do Rio de Janeiro, as a
partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science (M. Sc.).
Aplication of electrofloculation in the treatment of textile effluents
Alexandre Andrade Cerqueira
April, 2006
Dissertation Supervisor: Prof. Carlos Russo
The pollution of the stream waters through textille effluents causes
alterations in biological cycles affecting the photosynthesis mainly. Moreover,
some class of dyes can be carcinogenic and/or mutagenic. Due to difficulty in
treating these effluents new technologies have been investigated. In the present
work, electrofloculation appears to be a very promising technique, due to relatively
high efficiency and possibility of water reuse. The present work emend has
objective to study the application of electrofloculation in the treatment of effluents
of a textile industry. The process was carried out in a batch reactor using
electrodes either iron or aluminum. The influence of the following parameters was
evaluated: nature and distance between electrodes, pH, electric potential applied
and operation time. The results indicated that the process of electrofloculation in
these operational conditions is a technical viable alternative for the removal of
COD, color and turbidity, which were, respectively, of 87%, 95% and 100%.
ix
Sumário
1. Introdução.......................................................................................................... 21
1.1. Água no Mundo................................................................................... 21
2. Objetivo.............................................................................................................. 25
3. Revisão bibliográfica.......................................................................................... 26
3.1. Efluentes têxteis................................................................................... 26
3.1.1. Corantes................................................................................. 26
3.1.1.1.Fixação do corante.................................................... 27
3.1.1.2. Classificação............................................................. 29
3.1.2. Produtos químicos auxiliares.................................................. 34
3.2. Metodologia de tratamento de efluentes têxteis................................... 36
3.3. Remoção de substâncias em estado coloidal – coagulação /
floculação.................................................................................................... 39
3. 3.1. Impactos causados por agentes coagulantes e
floculantes....................................................................................... 43
3. 4. O processo eletrolítico........................................................................ 44
3. 4.1. Histórico................................................................................ 44
3. 4.2. Eletrofloculação.................................................................... 45
3.4.2.1. Tipos de reações envolvidas no processo de
eletrofloculação..................................................................... 46
3.4.2.2. Reator de eletrofloculação....................................... 49
3.4.2.3. Parâmetros associados à eletrofloculação.............. 50
3.4.3. Comparação entre os processos eletrolíticos e de lodos
ativados........................................................................................... 53
3.4.4. Aplicações da eletrofloculação.............................................. 55
x
3.4.4.1. Processos de EF aplicados ao tratamento de
efluentes industriais.............................................................. 56
3.4.4.2. Processos de EF aplicados ao tratamento de
efluentes têxteis.................................................................... 61
3.4.4.3. Unidades de tratamento de despejos reais............. 65
4. Materiais e métodos.......................................................................................... 68
4.1. Produtos Químicos.............................................................................. 68
4.2. Equipamentos..................................................................................... 69
4.3. Procedimentos.................................................................................... 70
4.3.1. Procedimentos de coleta de amostras de efluentes
líquidos............................................................................................ 70
4.3.2. Procedimento experimental................................................... 70
4.3.2.1. Determinação de DQO – método colorimétrico –
refluxo fechado..................................................................... 72
5. Resultados e Discussão.................................................................................... 74
5.1. Parâmetros analisados........................................................................ 75
5.2. Avaliação da EF no tratamento de efluentes...................................... 76
5.3. Caracterização do efluente após EF................................................... 91
5.4. Desgaste de massa de eletrodo e consumo de energia elétrica........ 93
5.5. Eletrodo híbrido................................................................................... 95
5.6. Avaliação de Al e Fe residual na amostra de efluente bruto e após a
EF................................................................................................................99
5.7. Comparação do processo de EF com o processo utilizado pela
indústria têxtil........................................................................................... 101
6. Considerações finais...................................................................................... 102
7. Conclusão....................................................................................................... 104
8. Referências bibliográficas............................................................................... 105
xi
Lista de figuras
• Figura 1 – Água no mundo.............................................................................. 22
• Figura 2 – Utilização de água doce................................................................. 23
• Figura 3 – Água doce no mundo..................................................................... 23
• Figura 4 – Estrutura química dos principais grupos presentes em fibras têxteis
naturais e sintéticas......................................................................................... 27
• Figura 5 – Exemplo da ligação Iônica entre o corante (D) e os grupos amino da
fibra de lã......................................................................................................... 28
• Figura 6 – Exemplo da ligação covalente entre um corante contendo grupos
reativos (triazina) e grupos hidroxila presentes na celulose da fibra de
algodão............................................................................................................ 28
• Figura 7 – Exemplo da ligação de hidrogênio entre o corante sulfonado e os
grupos carboxilas da fibra de lã....................................................................... 29
• Figura 8 – Exemplo do processo de tintura de algodão com corante contendo o
grupo sulfatoetilsulfona como centro reativo da molécula............................... 30
• Figura 9 – Exemplo de corante direto (corante vermelho congo) contendo
grupos diazo como grupos cromóforo............................................................. 30
• Figura 10 – Estrutura molecular do corante ácido violeta............................... 31
• Figura 11 – Exemplo do processo de redução do corante à cuba com ditionito
de sódio........................................................................................................... 32
• Figura 12 – Exemplo da reação de corantes contendo grupo tiossulfato com
íon sulfeto e subseqüente formação dos corantes com pontes de
dissulfeto.......................................................................................................... 32
• Figura 13 – Exemplo de corante solubilizado temporariamente através de
reação de hidrólise (Corante Vermelho de Ionamina KA)............................... 33
• Figura 14 – Exemplo de tintura da lã com o corante pré-metalizado
cromo/corante 1:1 através do grupo amino como ligante e o centro metálico do
corante............................................................................................................. 33
xii
• Figura 15 – Exemplo de corante branqueador (corante fluorescente 32)
contendo o grupo triazina usado no branqueador de algodão, poliamida, lã e
papel................................................................................................................ 34
• Figura 16 – Características dos efluentes líquidos.......................................... 37
• Figura 17 – Esquema geral de um sistema de tratamento de efluentes
líquidos............................................................................................................ 37
• Figura 18 - Curvas de energia de repulsão e atração em função da distância
entre duas partículas coloidais semelhantes em solução de baixa
concentração iônica......................................................................................... 40
• Figura 19 – Curvas de energia de repulsão e atração em função da distância
entre duas partículas coloidais semelhantes em solução de alta concentração
iônica............................................................................................................... 41
• Figura 20 – Configuração esquemática da dupla camada elétrica.................. 41
• Figura 21 – Coagulação por neutralização da carga....................................... 42
• Figura 22 – Coagulação por enlace interparticular.......................................... 43
• Figura 23 – Coagulação por rede de precipitação........................................... 43
• Figura 24 – Interações dentro de um reator de eletrocoagulação ...................45
• Figura 25 – Hidrólise do alumínio em função do pH.........................................47
• Figura 26 – Log da concentração das espécies químicas de Fe (III) em solução
aquosa em função do pH .................................................................................48
•
Figura 27 - Log da concentração das espécies químicas de Fe (II) em solução
aquosa em função do pH .................................................................................49
• Figura 28 – Reator monopolar......................................................................... 49
• Figura 29 - Comparação entre eletrodos de alumínio e aço carbono na
eficiência de remoção de carga orgânica........................................................ 57
• Figura 30 – Variação da quantidade remanescente de nitrato em uma solução
de 100 mg/L de nitrato durante 100 minutos de eletrocoagulação.................. 57
• Figura 31 – Efeito do pH na remoção de fluoretos: concentração inicial de F
-
=
15 mg/L; tempo de retenção = 32 minutos; e carga = 4,97 F/m
3
..................... 58
• Figura 32 – Micrografias dos flocos formados................................................. 59
• Figura 33 – Eficiência na remoção de polifenóis, DQO e cor em função do
material do eletrodo......................................................................................... 59
xiii
• Figura 34 - Valores de óleos e graxas em função do tipo de efluente. Efluente
Bruto com pH 4,92 (EB); efluente tratado por EF com pH 5,66 (ETE1); efluente
tratado por EF com pH 5,94 (ETE2); efluente tratado por EF com inversão de
polaridade e pH 7,36 (ETE3) e efluente tratado por EF com pH 9,02
(ETE4)............................................................................................................. 60
• Figura 35 - (a) Efeito da densidade de corrente na remoção de boro
(concentração inicial de boro: 100 mg/L, pH 8.0 e agitação:150 rpm). (b) Efeito
da densidade de corrente no consumo de energia (concentração inicial de
boro: 100 mg/L, pH 8.0 e agitação:150 rpm)................................................... 60
• Figura 36 - Comparação entre eletrodos de alumínio e aço carbono na
eficiência de remoção de cor das soluções de corante (a) castanho e (b)
azul.................................................................................................................. 62
• Figura 37 - Efeito da eficiência de remoção da concentração inicial do corante
laranja II........................................................................................................... 63
• Figura 38 - Efeito do pH inicial no consumo do eletrodo................................. 63
• Figura 39 – Efeito do pH inicial na remoção de DQO e turbidez usando
eletrodo de Alumínio (a) e de Ferro (b)........................................................... 64
• Figura 40 – Efeito do tempo de eletrólise sobre a eficiência na remoção de cor.
(Concentração 50mg/L, intensidade de corrente 60 A m
2
para BR46 e
intensidade de corrente 80 A m
2
para BB3 em pH 5.8)................................... 65
• Figura 41 – Evolução da DQO com o tempo de eletrólise de 600mV............. 65
• Figura 42 – Estação Móvel de Eletrofloculação (a) e Estação compacta de
eletrofloculação (b). Fonte: Peltron Indústria e Comércio Ltda. – Divisão de
Engenharia Ambiental..................................................................................... 67
• Figura 43 – Diagrama esquemático experimental........................................... 70
• Figura 44 – Eletrodo monopolar de alumínio e ferro, respectivamente........... 71
• Figura 45 – Unidade piloto de eletrofloculação............................................... 71
• Figura 46 – Curva de calibração de DQO....................................................... 73
• Figura 47 – Sistema de tratamento de efluentes líquidos da indústria têxtil... 74
• Figura 48 - efeito da variação de pH, utilizando eletrodo de alumínio com 30
minutos de eletrofloculação e intensidade de corrente de 0,4 A..................... 78
• Figura 49 – efeito da variação de pH
i
, utilizando eletrodo de ferro com 30
minutos de eletrofloculação e intensidade de corrente de 0,4 A..................... 79
xiv
• Figura 50 – relação entre o pH do efluente antes e após o tratamento por
eletrofloculação utilizando eletrodo de alumínio e ferro (intensidade de corrente
0,4 A e tempo de 5, 10 e 20 minutos).............................................................. 80
• Figura 51 – relação entre o pH do efluente antes e após o tratamento por
eletrofloculação utilizando eletrodo de alumínio e eletrodo de ferro (intensidade
de corrente 0,4 A e tempo de eletrólise de 30 minutos).................................. 80
• Figura 52 – efeito da variação de pH
i
, utilizando eletrodos de alumínio com 30
minutos de eletrofloculação e intensidade de corrente de 0,6 A. ................... 81
• Figura 53 – efeito da variação do pH
i
, utilizando eletrodos de Ferro com 30
minutos de eletrofloculação e intensidade de corrente de 0,6 A..................... 82
• Figura 54 – Eletrodo com distância de 0,5 cm................................................ 83
• Figura 55 - Efeito da distância entre eletrodos, utilizando eletrodo de alumínio
com 30 minutos de eletrofloculação, pH
i
5 e corrente de 0,6 A...................... 83
• Figura 56 – Efeito da distância entre eletrodos (da esquerda para a direita –
efluente bruto; efluente tratado com eletrodo de alumínio com 0,5; 1,0 e 1,5
cm, respectivamente)...................................................................................... 84
• Figura 57 - Efeito da distância entre eletrodos, utilizando eletrodo de ferro com
30 minutos de eletrofloculação, pH
i
7 e intensidade de corrente de 0,6 A...... 84
• Figura 58 – Efeito da distância entre eletrodos (da esquerda para a direita –
efluente bruto; efluente tratado com eletrodo de ferro com 1,5; 1,0 e 0,5 cm,
respectivamente)............................................................................................. 85
• Figura 59 – Eficiência na remoção de DQO, cor e turbidez em função do
material eletródico. (Tempo de eletrólise 30 minutos, intensidade de corrente
aplicada de 0,6 A e pH
i
5 para Al e pH
i
7 para Fe).......................................... 86
• Figura 60 - Efeito da variação de tempo, utilizando eletrodo de alumínio com
pH
i
5 e intensidade de corrente aplicada de 0,6 A.......................................... 87
• Figura 61 - Efeito da variação de tempo, utilizando eletrodo de Ferro com pH
i
7
e intensidade de corrente de 0,6 A.................................................................. 88
• Figura 62 - Efeito do aumento da intensidade de corrente para 4 A utilizando
eletrodo de alumínio, pH
i
5 e eletrodo de ferro, pH
i
7 e 10 minutos de
eletrofloculação................................................................................................ 88
• Figura 63 - Efeito da variação da intensidade de corrente, utilizando eletrodo
de alumínio, pH
i
5 e 10 minutos de eletrofloculação....................................... 89
• Figura 64 – Efeito da variação da intensidade de corrente (da esquerda para a
direita – efluente bruto; efluente tratado com eletrodo de alumínio com 1; 2; 3;
4 e 5 A, respectivamente)................................................................................ 90
xv
• Figura 65 - Efeito da variação da intensidade de corrente, utilizando eletrodo
de ferro, pH
i
7 e 10 minutos de eletrofloculação.............................................. 90
• Figura 66 – Efeito da variação da intensidade de corrente (da esquerda para a
direita – efluente bruto; efluente tratado com eletrodo de ferro com 1; 2; 3; 4 e
5 A, respectivamente)...................................................................................... 91
• Figura 67 – Relação entre o pH
i
do efluente e após a eletrofloculação,
utilizando eletrodo de alumínio e ferro com tempo de eletrólise de 10 minutos
e pH
i
5 para eletrodo de alumínio e pH
i
7 para eletrodo de ferro.................... 91
• Figura 68 – Variação da condutividade em função do aumento da intensidade
de corrente aplicada. Tempo de eletrólise de 10 minutos e pH
i
5................... 92
• Figura 69 – Variação da condutividade em função do aumento da intensidade
de corrente aplicada. Tempo de eletrólise de 10 minutos e pH
i
7................... 92
• Figura 70 - Potencial medido em função da variação da intensidade de
corrente controlada. pH
i
5 e tempo de eletrólise de 10 minutos...................... 93
• Figura 71 - Potencial medido em função da variação da intensidade de
corrente controlada. pH
i
7 e tempo de eletrólise de 10 minutos...................... 93
• Figura 72 - Efeito do desgaste do eletrodo de alumínio sobre a energia
consumida....................................................................................................... 94
• Figura 73 - Efeito do desgaste do eletrodo de ferro sobre a energia
consumida....................................................................................................... 94
• Figura 74 - Efeito do aumento da intensidade de corrente para 5 A utilizando
eletrodo híbrido, pH
i
6 e 10 minutos de eletrólise............................................ 95
• Figura 75 - Efeito da variação da intensidade de corrente, utilizando eletrodo
híbrido, pH
i
6 e 10 minutos de eletrofloculação............................................... 96
• Figura 76 – Efeito da variação da intensidade de corrente (da esquerda para a
direita – efluente bruto; efluente tratado com eletrodo híbrido com 1; 2; 3; 4 e 5
A, respectivamente)......................................................................................... 96
• Figura 77 – Relação entre o pH
i
do efluente e após a eletrofloculação,
utilizando eletrodo híbrido com tempo de eletrólise de 10 minutos e pH
i
6....................................................................................................................... 97
• Figura 78 – Variação da condutividade em função do aumento da intensidade
de corrente aplicada........................................................................................ 97
• Figura 79 – Potencial medido em função da variação da intensidade de
corrente controlada. pH
i
6 e tempo de eletrólise de 10 minutos...................... 98
xvi
• Figura 80 - Efeito do desgaste do eletrodo híbrido sobre a energia
consumida....................................................................................................... 98
• Figura 81 – Eletrodo híbrido…………………………………………………....… 99
xvii
Lista de Tabelas
• Tabela 1 - Produtos químicos auxiliares usados no tingimento de tecidos..... 35
• Tabela 2 - Vantagens e desvantagens das metodologias de tratamento de
efluentes têxteis............................................................................................... 38
• Tabela 3 – Comparação entre processo eletrolítico e lodos ativados no
tratamento de esgotos sanitários..................................................................... 54
• Tabela 4 – Parâmetros obtidos durante a coleta da água residuária afluente à
ETE da indústria (Março a novembro de 2005)............................................... 76
• Tabela 5 – Resultados obtidos após 5 minutos de EF do efluente bruto (i = 0,4
A e pH 11)........................................................................................................ 77
• Tabela 6 – Resultados obtidos (remoção %) variando-se o tempo e o pH do
efluente (i = 0,4 A)........................................................................................... 78
• Tabela 7 – Efluente têxtil amostrado em 24/05, 09/06, 01/07, 27/07 e 25/09 de
2005................................................................................................................. 85
• Tabela 8 – Quantidade remanescente de alumínio e ferro no efluente bruto e
eletrofloculado utilizando eletrodo de alumínio.................................................99
• Tabela 9 – Quantidade remanescente de alumínio e ferro no efluente bruto e
eletrofloculado utilizando eletrodo de ferro.................................................... 100
• Tabela 10 – Quantidade remanescente de alumínio e ferro no efluente bruto e
eletrofloculado utilizando eletrodo híbrido..................................................... 100
• Tabela 11 - Comparação entre tratamento eletrolítico (laboratório) x tratamento
físico-químico (indústria têxtil)....................................................................... 101
xviii
Lista de abreviaturas
• CA: corrente alternada
• CC: corrente contínua
• ddp: diferença de potencial
• DQO: demanda química de oxigênio
• EB: efluente bruto
• EF: eletrofloculação
• ETE: estação de tratamento de efluentes
• F: constante de Faraday
• FAD: flotação por ar dissolvido
• i: intensidade de corrente (A)
• mA: miliampère
• m
el
: massa de eletrodo
• mS: milisiemens
• NTU: unidade nefelométrica de turbidez
• O & G: óleos e graxas
• pH
i
: pH inicial
• pH
f
: pH final
xix
Parte dessa Dissertação também foi apresentada nos seguintes eventos:
• X Encontro Regional da SBQ Rio, Rio de Janeiro/RJ, 2005; sob título:
“Avaliação de Eletrofloculação (EF) no Tratamento de Efluentes de Lavagem
de Caminhão de Lixo”.
• III Encontro Nacional de Química Ambiental, Cabo Frio/RJ, 2006; sob o título:
“Avaliação da Técnica de Eletrofloculação no Tratamento de Efluentes
Líquidos da Indústria Alimentícia”.
• Submetido e aprovado no: XVI Congresso Brasileiro de Engenharia Química,
Santos/SP, que será realizado em setembro de 2006; sob o título: “Aplicação
da Técnica de Eletrofloculação no Tratamento de Efluentes Têxteis”.
Durante a realização da parte experimental desta Dissertação, o autor teve a
oportunidade de co-orientar os trabalhos de iniciação científica (PIBIC/UERJ) dos
alunos relacionados abaixo, aos quais agradece suas colaborações:
• Ana Lúcia da Conceição Santos, aluna do curso de Licenciatura Química do
IQ/UERJ (março a maio de 2005).
• Rafaela Lima Montagnoli da Silva, aluna do curso de Licenciatura em Química
do IQ/UERJ (maio a dezembro de 2005).
xx
“
Sonhe com aquilo que você quiser.
Seja o que você quer ser,
porque você possui apenas uma vida
e nela só se tem uma chance
de fazer aquilo que se quer”.
(CLARICE LISPECTOR)
Cerqueira, A. A. _______ _ Introdução
21
1. Introdução
Durante séculos, a humanidade tratou o meio ambiente como se este fosse uma
fonte inesgotável de recursos naturais a serem explorados e utilizados sem restrições. Os
homens imaginavam que a natureza teria capacidade de reciclar-se indefinidamente e
assim fornecer tais recursos necessários à vida: ar puro, terras férteis, clima ameno e,
sobretudo, água potável.
Foi somente nos últimos trinta anos, depois de mais de um século de
extraordinário progresso científico e material, que ganhou força a idéia de que o uso
irrestrito e indiscriminado dos recursos naturais poderia levar à destruição da vida no
planeta. As florestas, os oceanos, os rios e a atmosfera passaram, pois, a ser objeto de
preocupações e cuidados por parte de todos. (Silva. et al., 2003).
Não obstante, os problemas ambientais têm se tornado cada vez mais críticos e
freqüentes, principalmente devido ao exponencial crescimento da população e ao
aumento da atividade produtiva. Com estes ingredientes os problemas devido à ação
antrópica têm atingido dimensões catastróficas, que podem ser observadas através de
alterações na qualidade do solo, do ar e da água. (Kunz et al., 2000).
Neste contexto, um dos temas de importância crescente é relacionado aos
recursos hídricos, cuja exploração econômica, regulação de sua utilização e sua
escassez têm ocupado relevante papel nos diferentes ordenamentos jurídicos.
A água é um elemento vital para o ser vivo. Por ser um bem natural cada dia mais
escasso, o seu suprimento é considerado pelos especialistas um dos temas mais
importantes do século XXI e, como tal, já está sendo encarado como o recurso
econômico mais valioso do futuro (Silva. et al., 2003).
1.1. Água no mundo
A água é o recurso mais abundante dos encontrados na natureza e cobre
aproximadamente ¾ da superfície do planeta, entretanto alguns fatores limitam a
quantidade de água disponível para o consumo humano, apenas 0,6% é de água doce
disponível (Figura 1). O “Instituto Worldwatch” estima que, atualmente, cerca de 1,2
bilhões de pessoas não dispõe de fontes de água potável no mundo. Por outro lado, a
Organização Mundial de Saúde estima que 80% das doenças e mortes de crianças nos
países em desenvolvimento é causada por água contaminada (Lora, 2002).
Cerqueira, A. A. _______ _ Introdução
22
Como poluição da água define-se a presença na mesma de impurezas em
quantidade e natureza tal que não permite a sua utilização para consumo humano,
agrícola e industrial.
A Figura 2 apresenta o percentual de utilização de água doce. A demanda de
água está crescendo rapidamente à medida que a população, a atividade industrial e a
agricultura irrigada se expandem. De 1940 a 1980, as extrações de água doce dos rios,
lagos e fontes subterrâneas quadruplicaram-se. Estima-se que no ano 2050 entre 1,0x10
9
e 2,4x10
9
pessoas viverão em países com recursos de água escassos. O Brasil não está
isento dos problemas de poluição das águas, principalmente nas regiões com alta
densidade populacional e grande concentração de indústrias. Embora tenha 13% da
quantidade de água doce no mundo (Figura 3). As cidades de Recife e São Paulo já
apresentam sérios problemas de escassez de água (Lora, 2002).
A poluição aquática é uma das mais sérias, já que provoca mudanças nas
características físicas, químicas e biológicas das águas. Essas mudanças interferem na
sua qualidade, impossibilitando o seu consumo pelo ser humano (FEEMA, 1994).
A poluição resultante do lançamento de efluentes líquidos, nos rios e mares, já se
tornou um problema de graves proporções, particularmente no que se refere às
condições de saúde pública e a integridade ao meio ambiente (Cerqueira, 2000).
97,0%
2,4%
0,6%
0,0%
20,0%
40,0%
60,0%
80,0%
100,0%
ÁGUA
SALGADA
ÁGUA NOS
POLOS
ÁGUA DOCE
Figura 1 – Água no mundo (Lora, 2002)
Cerqueira, A. A. _______ _ Introdução
23
A legislação ambiental, cada vez mais rigorosa, está obrigando que os efluentes
industriais sejam tratados antes do descarte, para evitar problemas ecológicos e
toxicológicos sérios (Paschoal e Filho, 2005).
Dentro desse contexto, o setor têxtil apresenta um especial destaque, devido a
seu grande parque industrial instalado e por gerar grandes volumes de efluentes, os
quais, quando não corretamente tratados, podem causar sérios problemas de
contaminação ambiental.
A indústria têxtil é uma das maiores geradoras de efluentes líquidos, devido à
grande quantidade de água utilizada nos processos de acabamento. Os efluentes
13,0%
9,0%
8,0%
8,0%
0,0%
2,0%
4,0%
6,0%
8,0%
10,0%
12,0%
14,0%
BRASIL CHINA USA CANADÁ
Figura 3 – Água doce no mundo (Lora, 2002).
Figura 2 – Utilização de água doce (Lora, 2002).
Cerqueira, A. A. _______ _ Introdução
24
provenientes destas indústrias são complexos, contendo uma ampla variedade de
corantes e outros produtos tais como dispersantes, ácidos, bases, sais, detergentes,
umectantes, oxidantes, entre outros. O efluente líquido final provém de águas de
processo, águas de lavagem e águas de resfriamento. As águas de lavagem representam
60% a 70% do total do consumo de água. Apresentam elevados valores da demanda
química de oxigênio (DQO), condutividade elétrica e normalmente são alcalinos.
Os efluentes têxteis caracterizam-se por serem altamente coloridos, devido à
presença de corantes que não se fixam na fibra durante o processo de tingimento (Kunz
et al., 2002).
Cerqueira, A. A. _ ______ __ _ Objetivo
25
2. Objetivo
• O presente trabalho tem como objetivo estudar a viabilidade técnica da aplicação do
processo de eletrofloculação na remoção de DQO, cor e turbidez de um efluente de
uma indústria têxtil.
• Caracterização do efluente têxtil: DQO, cor, turbidez, condutividade e pH.
• Avaliação dos melhores parâmetros: pH, intensidade de corrente, tempo, material dos
eletrodos (Al/Fe), distância entre eletrodos.
• Avaliação da eletrofloculação em bancada.
• Comparação da técnica de eletrofloculação x tratamento físico-químico da indústria
têxtil.
• Análise de metais residuais tanto no efluente bruto, quanto no efluente eletrofloculado
(Al/Fe).
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
26
3. Revisão bibliográfica
3.1. Efluentes têxteis
3.1.1. Corantes
As indústrias têxteis consomem grandes volumes de água (tipicamente 200 –
400L são necessários para produzir 1 kg de tecido) e produtos químicos durante os
processos têxteis a úmido (Robinson et al., 2000).
Mesmo a baixas concentrações, a presença de corantes no efluente é
extremamente visível e indesejável (Nigam et al., 2000). A maioria dos corantes são
resistentes à descoloração, à exposição a luz, à água e a muitos produtos químicos
devido a estes possuírem estrutura complexa e de origem sintética.
A tecnologia moderna no tingimento consiste de inúmeras etapas que são
escolhidas de acordo com a natureza da fibra têxtil, as características estruturais, a
classificação e disponibilidade do corante para aplicação, as propriedades de fixação
compatíveis com o destino do material a ser tingido, considerações econômicas e muitas
outras (Guarantini e Zanoni, 2000).
Durante o processo de tingimento três etapas são consideradas importantes: a
montagem, a fixação e o tratamento final.
A fixação do corante à fibra é feita através de reações químicas, da simples
insolubilização do corante ou de derivados gerados e ocorre usualmente em diferentes
etapas durante a fase de montagem e fixação. Entretanto, todo processo de tintura
envolve como operação final uma etapa de lavagem em banhos correntes para retirada
do excesso de corante original ou corante hidrolisado não fixado à fibra nas etapas
precedentes.
O processo de tingimento é um dos fatores fundamentais no sucesso comercial
dos produtos têxteis. Além da padronagem e beleza da cor, o consumidor normalmente
exige algumas características básicas do produto, elevado grau de fixação em relação à
luz, lavagem e transpiração, tanto inicialmente quanto após uso prolongado. Para garantir
essas propriedades, as substâncias que conferem coloração à fibra devem apresentar
alta afinidade, uniformidade na coloração, resistência aos agentes desencadeadores do
desbotamento e ainda apresentar-se viável economicamente (Alcântara & Daltin, 1996).
As fibras têxteis podem ser divididas em dois grandes grupos denominados fibras
naturais e sintéticas (Alcântara & Daltin,1996 e Guarantini & Zanoni, 2000), cujas
estruturas químicas principais são mostradas na Figura 4. As fibras naturais mais
utilizadas são baseadas em celulose (cadeias poliméricas lineares de glucose) (Figura
4a) e proteína (polímero complexo composto de diferentes aminoácidos) (Figura 4b);
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
27
presentes na lã, seda, algodão e linho. As fibras sintéticas (Figura 4c) são
comercializadas como viscose (xantato de celulose obtida da madeira) (Figura 4d),
acetato de celulose (triacetato de celulose obtido da madeira) (Figura 4e), poliamida
(condensação do ácido adípico e hexametileno diamina) (Figura 4f), poliéster (polímero
do ácido tereftálico e etilenoglicol) (Figura 4g ) e acrílico (polimerização da acrilonitrila)
(Figura 4h).
Figura 4 – Estrutura química dos principais grupos presentes em fibras
têxteis naturais e sintéticas (Guarantini & Zanoni, 2000).
3.1.1.1. Fixação do corante
A forma de fixação da molécula do corante as fibras geralmente é feita em
solução aquosa e pode envolver basicamente quatro tipos de interações: ligação iônica,
ligação covalente, ligação de hidrogênio e interações de van der Waals.
a.– Celulose natural
b - Proteína
c
–
Celulose sintética
d
–
Xantato de celulose
e
–
Triacetato de celulose
f – Poliamida
g
–
Poliéste
r
h - Poliacrilonitrila
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
28
a) Ligação Iônica - São tingimentos baseados em interações mútuas entre o centro
positivo dos grupos amino e carboxilato presentes na fibra e a carga iônica da molécula
do corante ou vice-versa (ver Figura 5). Exemplos característicos deste tipo de interação
são encontrados na tintura da lã, seda e poliamida.
b) Ligação Covalente - São provenientes da formação de uma ligação covalente entre a
molécula do corante contendo grupo reativo (grupo eletrofílico) e resíduos nucleofílicos
da fibra. Exemplos característicos deste tipo de interação são tinturas de fibra de algodão
(Figura 6).
c) Interações de van der Waals - São tingimentos baseados na interação proveniente
da aproximação máxima entre orbitais π do corante e da molécula da fibra, de tal modo
que as moléculas do corante são “ancoradas” firmemente sobre a fibra por um processo
de afinidade, sem formar uma ligação propriamente dita. Esta atração é especialmente
efetiva quando a molécula do corante é linear/longa e/ou achatada e pode assim se
aproximar o máximo possível da molécula da fibra. Exemplos característicos deste tipo
Figura 5 – Exemplo da ligação Iônica entre o corante (Na
+
D
-
) e os grupos
amino da fibra de lã (Guarantini & Zanoni, 2000).
grupos disponíveis
da fibra em meio
ácido
corante
interação iônica entre o
corante (D) e a fibra
fibra
corante
Figura 6 – Exemplo da ligação covalente entre um corante contendo grupos
reativos (triazina) e grupos hidroxila presentes na celulose da fibra de algodão
(
Guarantini & Zanoni, 2000
)
.
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
29
de interação são encontrados na tintura de lã e poliéster com corantes com alta afinidade
por celulose.
d) Ligação de Hidrogênio - São tinturas provenientes da ligação entre átomos de
hidrogênio covalentemente ligados no corante e pares de elétrons livres de átomos
doadores em centros presentes na fibra. Exemplos característicos deste tipo de interação
são encontrados na tintura de lã (Figura 7), seda e fibras sintéticas como acetato de
celulose.
3.1.1.2. Classificação
Os corantes podem ser classificados de acordo com sua estrutura química
(antraquinona, azo e etc.) ou de acordo com o método pelo qual ele é fixado à fibra têxtil
(Alcântara & Daltin, 1996; Guarantini & Zanoni, 2000).
Os principais grupos de corantes classificados pelo modo de fixação são
mostrados a seguir:
a) Corantes reativos - são corantes contendo um grupo eletrofílico (reativo) capaz de
formar ligação covalente com grupos hidroxila das fibras celulósicas, com grupos amino,
hidroxila e tióis das fibras protéicas e também com grupos amino das poliamidas.
Existem numerosos tipos de corantes reativos, porém os principais contêm a
função azo e antraquinona como grupos cromóforos e os grupos clorotriazinila e
sulfatoetilsulfonila como grupos reativos. Neste tipo de corante, a reação química se
processa diretamente através da substituição do grupo nucleofílico pelo grupo hidroxila
da celulose. Um exemplo é aquele do tingimento usando compostos contendo
sulfatoetilsulfona, cuja adição do corante à fibra requer apenas a prévia eliminação do
grupo sulfato em meio alcalino gerando o composto vinilsulfona (Alcântara & Daltin, 1996;
Guarantini & Zanoni, 2000), conforme pode ser visto na Figura 8.
Figura 7 – Exemplo da ligação iônica entre o corante sulfonado e os grupos
carboxilas da fibra de lã (Guarantini & Zanoni, 2000).
Corante
Fibra de lã
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
30
Este grupo de corantes apresenta como característica uma alta solubilidade em
água e o estabelecimento de uma ligação covalente entre o corante e a fibra, cuja ligação
confere maior estabilidade na cor do tecido tingido, quando comparado a outros tipos de
corante em que o processo de coloração se opera através de ligações de maior
intensidade.
b) Corantes Diretos - Este grupo de corantes caracteriza-se como compostos solúveis
em água capazes de tingir fibras de celulose (algodão, viscose, etc.) através de
interações de Van der Waals.
A afinidade do corante é aumentada pelo uso de eletrólitos, pela planaridade na
configuração da molécula do corante ou a dupla ligação conjugada que aumenta a
adsorção do corante sobre a fibra. Esta classe de corantes é constituída principalmente
por corantes contendo mais de um grupo azo (diazo, triazo e etc.)(Figura 9) ou pré-
transformados em complexos metálicos (Alcântara & Daltin, 1996; Guarantini & Zanoni,
2000).
A grande vantagem desta classe de corantes é o alto grau de exaustão durante a
aplicação e conseqüente diminuição do conteúdo do corante nas águas de rejeito.
Figura 9 – Exemplo de corante direto (corante vermelho congo) contendo
grupos diazo como grupos cromóforo (Guarantini & Zanoni, 2000).
Figura 8 – Exemplo do processo de tintura de algodão com corante contendo o grupo
sulfatoetilsulfona como centro reativo da molécula
(
Guarantini & Zanoni, 2000
)
.
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
31
c) Corantes Azóicos - são compostos coloridos, insolúveis em água, que são
realmente sintetizados sobre a fibra durante o processo de tingimento. Nesse processo a
fibra é impregnada com um composto solúvel em água, conhecido como agente de
acoplamento (naftol) que apresenta alta afinidade por celulose. A adição de um sal de
diazônio (RN
2
+
) provoca uma reação com o agente de acoplamento já fixado na fibra e
produz um corante insolúvel em água (Alcântara & Daltin, 1996).
d) Corantes Ácidos - O termo corante ácido corresponde a um grande grupo de
corantes aniônicos portadores de um a três grupos sulfônicos (Figura 10). Estes grupos
substituintes ionizáveis tornam o corante solúvel em água, e têm vital importância no
método de aplicação do corante em fibras protéicas (lã, seda) e em fibras de poliamida
sintética.
e) Corantes à Cuba - São insolúveis em água, mas que através de redução com
hidrossulfito de sódio em meio alcalino, se transformam em composto solúvel (forma
leuco) (Figura 11). Posteriormente, a subseqüente oxidação pelo ar, peróxido de
hidrogênio etc., regenera a forma original do corante sobre a fibra. (Alcântara & Daltin,
1996).
Figura 10 – Estrutura molecular do corante ácido violeta (Guarantini &
Zanoni, 2000).
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
32
Neste tipo de corante, o grupo carbonila pode estar situado no grupo etilênico ou
em subunidades alicíclicas, onde n= 1: índigo, n= 2: antraquinona, n= 4: pirantrona etc. A
maior aplicação deste tipo de corante tem sido a tintura de algodão, embora devido às
suas excelentes propriedades de fixação, outros materiais também têm sido utilizados
(Guarantini & Zanoni, 2000).
f) Corantes de Enxofre - É uma classe de corantes que após a aplicação se
caracterizam por compostos macromoleculares com pontes de polissulfetos (- S
n
-
) (Figura
12), os quais são altamente insolúveis em água. Em princípio são aplicados após pré-
redução em banho de ditionito de sódio que lhes confere a forma solúvel, são reoxidados
subsequentemente sobre a fibra pelo contato com ar.
Estes compostos têm sido utilizados principalmente na tintura de fibras
celulósicas, conferindo cores preta, verde oliva, azul marinho, marrom, apresentando boa
fixação. Entretanto, estes corantes usualmente apresentam resíduos altamente tóxicos.
g) Corantes Dispersivos - Constituem uma classe de corantes insolúveis em água
aplicados em fibras de celulose e outras fibras hidrofóbicas através de suspensão
(partículas entre 1 a 4 micrômetro). Durante o processo de tintura, o corante sofre
hidrólise e a forma originalmente insolúvel é lentamente precipitada na forma dispersa
(finamente dividido) sobre o acetato de celulose (Figura 13). O grau de solubilidade do
corante
Forma leuco
Figura 11 – Exemplo do processo de redução do corante à cuba com
ditionito de sódio (Guarantini & Zanoni, 2000).
Figura 12 – Exemplo da reação de corantes contendo grupo tiossulfato com íon sulfeto e
subseqüente formação dos corantes com pontes de dissulfeto (Guarantini & Zanoni,
2000
)
.
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
33
corante deve ser pequeno, mas influencia diretamente o processo e a qualidade da
tintura.
Usualmente, o processo de tintura ocorre na presença de agentes dispersantes
com longas cadeias que normalmente estabilizam a suspensão do corante facilitando o
contato entre o corante e a fibra hidrofóbica. Esta classe de corantes tem sido utilizada
principalmente para tinturas de fibras sintéticas, tais como: acetato celulose, nylon,
poliéster e poliacrilonitrila.
h) Corantes Pré- Metalizados - São úteis principalmente para tintura de fibras protéicas
e poliamidas. Os corantes são caracterizados pela presença de um grupo hidroxila ou
carboxila na posição orto em relação ao cromóforo azo, permitindo a formação de
complexos com íons metálicos. Neste tipo de tintura, explora-se a capacidade de
interação entre o metal e os grupamentos funcionais portadores de pares de elétrons
livres, como aqueles presentes nas fibras proteicas. Exemplos mais comuns deste grupo
são os complexos estáveis de cromo/corante (1:1) ou (1:2) (Figura 14). A desvantagem
ecológica deste tipo de corante está associada ao alto conteúdo de metal (cromo) nas
águas de rejeito (Guarantini & Zanoni, 2000).
Figura 13 – Exemplo de corante solubilizado temporariamente através de reação
de hidrólise
(
Corante Vermelho de Ionamina KA
)
(
Guarantini & Zanoni
,
2000
)
.
hidrólise
Durante banho
de tintura
Forma dispersiva
Figura 14 – Exemplo de tintura da lã com o corante pré-metalizado cromo/corante 1:1
através do grupo amino como ligante e o centro metálico do corante (Guarantini &
Zanoni, 2000
)
.
lã
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
34
i) Corantes Branqueadores - As fibras têxteis no estado bruto por serem compostas
primariamente de materiais orgânicos, apresentam como característica uma aparência
amarelada por absorver luz particularmente na faixa de baixo comprimento de onda. Essa
tonalidade tem sido diminuída na indústria ou na lavanderia pela oxidação da fibra com
alvejantes químicos ou utilizando os corantes brancos também denominados de
branqueadores ópticos ou mesmo branqueadores fluorescentes. Estes corantes
apresentam grupos carboxílicos, azometino (-N=CH-) ou etilênicos (-CH=CH-) aliados a
sistemas benzênicos, naftalênicos, pirênicos e anéis aromáticos (Figura 15) que
proporcionam reflexão por fluorescência na região de 430 a 440 nm quando excitados por
luz ultra-violeta (Guarantini & Zanoni, 2000).
Corantes reativos, solúveis em água e corantes ácidos são os que apresentam
maiores problemas no tratamento do efluente, pois estes tendem a passar através de
sistemas de tratamentos convencionais (Willmott et al., 1998). Outros podem ser
carcinogênicos, como por exemplo, os corantes derivados do benzeno e outros
compostos aromáticos (Baughman & Perenich, 1988).
3.1.2. Produtos químicos auxiliares
De acordo com Araújo (1994), no acabamento têxtil são utilizados os mais
diversos produtos, com a finalidade de conferir as propriedades necessárias tais como:
peso, toque, recuperação da ruga, vinco permanente, impermeabilidade, fungicida,
antitraça, antiestática, antiencolhimento etc.
Nas operações de acabamento têxtil, são utilizados diversos produtos químicos
que podem ser classificados em: ácidos, bases, sais, oxidantes, redutores, solventes
orgânicos e produtos orgânicos diversos (Tabela 1).
Figura 15 – Exemplo de corante branqueador (corante fluorescente 32) contendo o
grupo triazina usado no branqueador de algodão, poliamida, lã e papel (Guarantini
& Zanoni, 2000).
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
35
Fonte: Peres & Abrahão, 1998.
Os produtos empregados podem ir desde os sais minerais até as resinas
sintéticas.
Nos processos de tingimento de fibras têxteis, além dos corantes que visam o
tingimento da fibra, encontram-se presentes outras substâncias que permitem que ocorra
o fenômeno de adsorção do corante. Um banho de tingimento comum leva uma
formulação de compostos químicos tais como: corantes, seqüestrantes, fixadores,
retardantes e carregadores (“carriers”), entre outros.
Os seqüestrantes interagem com os íons presentes no meio aquoso, mantendo-os
em solução e evitando assim a formação de dureza que leva à precipitação dos corantes
por formação de sais orgânicos. Os tipos mais comuns de seqüestrantes são o EDTA e o
hexametafosfato de sódio.
Os fixadores são substâncias utilizadas para a geração de uma ponte entre a
molécula do corante e a fibra, a fim de evitar a migração do corante do interior da fibra
para o meio externo.
Uma substância retardante é um agente químico adicionado ao banho de
tingimento para reduzir a taxa de adsorção do corante na fibra; ele é adicionado para
evitar uma sobrecoloração de um tecido. Retardantes usualmente estão associados a
tingimento com corantes ácidos.
Produtos Composição Função
Sais
Cloreto de sódio
Sulfato de sódio
Retardante
Ácidos Acético e sulfúrico Controle de pH
Bases
Hidróxido de sódio
Carbonato de sódio
Controle de pH
Sequestrantes EDTA Sequestrante
Dispersantes e Surfactantes
Aniônicos, catiônicos e não
iônicos
Amaciante, dispersante de
corante
Agentes oxidantes
Peróxido de hidrogênio
Nitrito de sódio
Insolubilizante de corantes
Agentes redutores
Hidrossulfito de sódio
Sulfeto de sódio
Remoção de corantes não
reagidos; solubilizante
Carregadores
Bifenilos, dimetil ésteres,
ácido tereftálico e ftalamidas
Aumenta a absorção
Tabela 1 - Produtos químicos auxiliares usados no tingimento de tecidos
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
36
Um carregador (“carrier”) é um composto químico adicionado ao banho de
tingimento com o objetivo de alcançar a dispersão do corante sobre poliésteres num
tempo razoável. Estes compostos podem evaporar da fibra após o tingimento ser
alcançado. Eles são prejudiciais ambientalmente, já que geralmente são derivados de
policloretos de bifenila ou tricloroetileno. Um corante comercial é uma mistura de corante
e carregador.
Os ácidos fortes mais utilizados são o ácido sulfúrico e o ácido clorídrico. Dentre
os ácidos orgânicos, os mais utilizados são o ácido fórmico e o ácido acético. Estes
ácidos são utilizados no tingimento da lã, no tingimento de fibras sintéticas com corantes
dispersos, no branqueamento com hipoclorito de sódio, na neutralização de tecidos
tratados em meio alcalino, etc.
O tingimento com vários tipos de corantes é feito na presença de um eletrólito. Os
mais usuais são o cloreto de sódio (sal comum) e o sulfato de sódio (sal de Glauber).
A maior utilização dos oxidantes é no branqueamento das fibras, para o qual
pode-se utilizar o hipoclorito de sódio, o cloreto de sódio ou diversos peróxidos. Na
tinturaria utilizam – se ainda outros oxidantes, como o dicromato de potássio, cloreto de
ferro (III) e o nitrito de sódio.
O uso de produtos redutores é menos freqüente na indústria têxtil comparado com
oxidantes.
Os solventes orgânicos podem ser empregados como substitutos da água nos
processos de acabamento têxtil a úmido, constituindo uma via para a redução de
poluição das águas.
O solvente mais utilizado é o percloroetileno, e ele é usado visando
principalmente a limpeza do equipamento mecânico da indústria têxtil (Peruzzo, 2003).
Para facilitar a dissolução de corantes, sobretudo na estamparia, podem ainda
empregar–se pequenas quantidades de metanol, etanol, etilenoglicol etc. Na preparação
dos espessantes de emulsão, utilizam–se solventes orgânicos imiscíveis na água,
sobretudo destilados do petróleo.
Segundo Freitas (2002), a maioria dos auxiliares de tingimento utilizados nas
indústrias têxteis são formulações à base de tensoativos. São substâncias constituídas
por uma parte hidrofílica (polar) e uma parte hidrofóbica (apolar); estas substâncias têm a
propriedade de reduzir a tensão superficial dos líquidos.
3.2. Metodologias de tratamento de efluentes têxteis
Muitos são os métodos utilizados no tratamento de efluentes industriais e estes
podem ser divididos em 3 categorias: químicos, físicos e biológicos (Figura 16).
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
37
Características dos
efluentes líquidos
Características
químicas
Características
físicas
Características
biológicas
Sólidos
Cor
Odor
Temperatura
Res. animais
Res. vegetais
Bactérias
Vírus
Conteúdo de
gases
Conteúdo de
inorgânicos
Conteúdo de
orgânicos
Hidrocarbonetos
Gorduras
Fenóis
Proteínas, etc.
Gás sulfídrico
Metano
Oxigênio
Metais pesados
Nitrogênio
Fósforo
Cloretos, etc.
Figura 16 – Características dos efluentes líquidos (Lora, 2002)
Os tratamentos de efluentes industriais envolvem processos necessários à
remoção de impurezas geradas na fabricação de produtos de interesse. Os métodos de
tratamento estão diretamente relacionados ao tipo de efluente gerado, ao controle
operacional da atividade industrial e das características da água utilizada. Um esquema
geral de um sistema de tratamento de efluentes líquidos é mostrado na Figura 17.
Tratamento primário
- Equalização
- Neutralização
- Coagulação
- Decantação
- Flotação,filtragem
Tratamento secundário
(biológico)
- Lodos ativados
- Biodiscos
- Lagoas
- Filtros biológicos
- Tratamento anaeróbio
Tratamento terciário
-Tratamento com ozônio
- Adsorção c/ carvão ativado
Tratamento preliminar
- Precipitação
- Oxidação/Redução
Tratamento de lodos
- Espessamento
- Flotação
- Secagem
- Filtração
Tratamento de lodos
- Digestão dos lodos
Disposição final dos lodos
- Disposição no solo
- Lagoas
- Incineração
Efluente
Efluente
já tratado
Figura 17 – Esquema geral de um sistema de tratamento de efluentes líquidos
(Lora, 2002).
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
38
Em tratamento de efluentes têxteis, os processos químicos são baseados na
reação do corante com alguma substância que o converta em uma substância
ambientalmente menos prejudicial. Os físicos procuram a remoção do corante por meio
de retenção deste em algum meio adsorvente ou filtrante. Por último, os biológicos
utilizam oxidação através de bactérias em condições aeróbias ou anaeróbias. A Tabela 2
apresenta as vantagens e desvantagens de alguns dos métodos de remoção de corantes
utilizados na indústria têxtil.
Tabela 2 - Vantagens e desvantagens das metodologias de tratamento de efluentes
têxteis (Freitas, 2002).
Método Vantagens Desvantagens
Reagente Fenton
Efetiva descoloração de
corantes
Geração de lodo
Ozonização
Aplicado no estado gasoso:
não há alteração no volume
Tempo de meia-vida
Curto (20 min)
Fotoquímico Não há produção de lodo Formação de produtos
Carvão ativado
Boa remoção de uma ampla
variedade de corantes
Bem expansivo
Turfa
Bom adsorvente devido à
estrutura molecular
Baixas áreas de superfície
de adsorção
Lascas de madeira
Boa capacidade de sorção
de corantes ácidos
Requerem longos tempos de
retenção
Filtração / Membrana
Remove todos os tipos de
corantes
Produção de lodo
concentrado
Troca iônica
Regeneração: não perde
adsorvente
Não é efetivo para todos os
corantes
Irradiação
Oxidação efetiva em escala
laboratorial
Requer muito O
2
dissolvido
Fonte: Jödicke et al., 2001
A redução do volume de efluentes, através de recirculação e recuperação de
produtos químicos e subprodutos sem o comprometimento da qualidade do produto
acabado, constituem o maior desafio enfrentado pela indústria têxtil (Freitas, 2002).
Durante as últimas décadas, os custos para o tratamento de correntes de águas
residuárias tem tido um aumento constante devido às regulamentações mais rigorosas e
às vantagens econômicas. As indústrias tendem a investir cada vez mais tempo e
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
39
dinheiro no reuso, recuperação e recirculação dos efluentes têxteis. Estes fatos
propiciaram o desenvolvimento de processos integrados que ajudam a minimizar
sistematicamente, sobretudo, a taxa de fluxo de águas residuárias de várias plantas que
usam água em suas atividades (Jödicke et al., 2001).
3.3. Remoção de substâncias em estado coloidal – coagulação / floculação
A ciência dos colóides ocupa-se de sistemas em que um ou mais componentes
apresentam pelo menos uma de suas dimensões dentro do intervalo de 1 nm a 1µm, ou
seja, refere-se essencialmente a sistemas que contém tanto moléculas grandes como
pequenas partículas.
Os sistemas coloidais podem ser agrupados em três classificações gerais: as
dispersões coloidais, que são termodinamicamente instáveis e classificadas como
irreversíveis por não serem reconstituídas facilmente após a remoção das fases; as
soluções verdadeiras de substâncias macromoleculares, que são termodinamicamente
estáveis e classificadas como reversíveis por serem reconstituídas facilmente após a
separação das fases, e por fim, os eletrólitos coloidais, que são termodinamicamente
estáveis e conferem propriedades iônicas ao sistema, associando-se a outras estruturas
e mantendo a propriedade de formação de micelas.
Alguns sistemas coloidais podem ser cineticamente estáveis, ou seja, não ocorre
a coagulação ou ocorre de maneira desprezível. Há outros sistemas que são
cineticamente instáveis, possuindo considerável coagulação das espécies químicas
presentes. Em tratamento de água, é muito comum a denominação colóides hidrófilos,
como referência àqueles que apresentam afinidade com a água e colóides hidrófobos
(também chamados de suspensóides), que ao contrário dos primeiros, tendem a repelir
moléculas d`água.
Será utilizada a seguir, a teoria DLVO, desenvolvida por Derjaguin-Landau e
Verwey-Overbeek, a qual é a mais aceita e utilizada para explicar a floculação.
A aproximação entre os colóides presentes em solução é conseqüência do
movimento browniano das partículas. Quando dois colóides se aproximam, ocorre
interação entre as camadas difusas, o que leva à repulsão em razão da força eletrostática
entre os mesmos. Essa força de repulsão ocorre porque os colóides possuem cargas de
mesmo sinal (negativo, por exemplo). Entretanto, elas sofrem ação das forças de van der
Waals do tipo dipolo permanente e dipolo induzido, que atuam nos átomos dos colóides,
fazendo com que ocorra atração entre as partículas coloidais. Assim, o sistema que está
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
40
em estágio de floculação é regido pela interação entre as forças de repulsão de origem
elétrica e de atração do tipo van der Waals.
Quando as forças de repulsão são maiores que as de atração, o sistema está
estável e não ocorre floculação. A energia potencial de repulsão é tanto maior quanto
menor a distância entre as partículas. Quando a concentração iônica é baixa, a energia
resultante é de repulsão, e atinge um valor máximo, conhecido como barreira de energia.
Na Figura 18, tem-se representada a ação das forças envolvidas no processo de
aproximação de dois colóides, quando o sistema possui baixa concentração iônica.
Quando a energia de atração é maior que a de repulsão, ocorre interação entre as
partículas. Caso haja aumento da concentração iônica do meio, será possível ter a
barreira de energia rompida e, então, o contato entre as partículas coloidais ocorrerá. Na
Figura 19 apresentam-se as curvas de energia em um sistema com alta concentração
iônica.
A barreira de energia origina-se na dupla camada elétrica, região em que ocorre
concentração e distribuição de cargas em uma partícula coloidal. A configuração dessa
camada envolve princípios que ainda são estudados. Neste caso, o modelo proposto
possui bases satisfatórias para entender os fenômenos que ocorrem na camada difusa
da dupla camada elétrica, cujo modelo é apresentado na Figura 20.
Figura 18 - Curvas de energia de repulsão e atração em função da distância entre duas
partículas coloidais semelhantes em solução de baixa concentração iônica. (Crespilho &
Rezende, 2004)
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
41
Figura 20 – Configuração esquemática da dupla camada elétrica (Crespilho & Rezende,
2004)
Figura 19 – Curvas de energia de repulsão e atração em função da distância entre duas
partículas coloidais semelhantes em solução de alta concentração iônica (Crespilho &
Rezende, 2004)
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
42
A introdução de um novo eletrólito ao sistema coloidal provoca aumento de carga
da camada difusa e diminui o tamanho da mesma, levando a coagulação das espécies
envolvidas. Assim, quando a concentração iônica é relativamente elevada, ocorre
aumento na concentração de íons da camada difusa, a qual, para permanecer
eletricamente neutra, tem seu volume reduzido de forma que as interações de van der
Waals sejam dominantes diante das forças eletrostáticas e de repulsão.
O potencial zeta também chamado de potencial eletrocinético, pode ser utilizado
para determinar a carga eletrostática da superfície das partículas coloidais. O potencial
zeta é o potencial do plano de cisalhamento, localizado no início da camada difusa
(Crespilho & Rezende, 2004).
Uma vez formadas as partículas, agora neutralizadas, estas vão se agregando,
fenômeno este que caracteriza a fase de floculação. Em outras palavras, a floculação
pode ser definida como a etapa de crescimento do tamanho da partícula, sendo que
nesta etapa a agitação deve ser lenta para se evitar o rompimento dos flocos já
formados. Em seqüência às etapas de coagulação-floculação, pode-se utilizar uma
operação clássica na indústria de processamento químico para a separação da fase
sólida da fase líquida, tal como: sedimentação, quando a densidade da fase dispersa
(floco) é maior que a densidade da fase contínua (água) – ou flotação, quando a
densidade do floco é menor que a densidade da fase contínua. No processo de flotação
por ar dissolvido (FAD) ocorre a suspensão do material particulado e/ou coagulado. As
partículas são carreadas por microbolhas, que são geradas no interior do reator. Ao
chegar à superfície do reator, a suspensão (flotado) pode ser removida por processos
convencionais, tais como: raspagem, sucção, etc (Crespilho & Rezende, 2004). As
figuras 21, 22 e 23 ilustram alguns mecanismos associados à coagulação (Lora, 2002).
Figura 21 – Coagulação por neutralização da carga (Lora, 2002).
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
43
3.3.1. Impactos causados por agentes coagulantes e floculantes
Muitos dos processos utilizados em estações de tratamento de efluentes
envolvem a adição de agentes coagulantes e floculantes, como, por exemplo,
polieletrólitos e eletrólitos como polímeros, sais de ferro e de alumínio. Tratamentos com
polímeros podem causar impactos devido à toxicidade de algumas das espécies
químicas usadas, podendo, mesmo em baixas concentrações, romper o equilíbrio do
meio ambiente em relação à biota do corpo receptor.
Os coagulantes à base de sulfatos elevam a concentração desse íon no efluente
final, podendo alterar a qualidade da água do corpo receptor. Excesso de sulfato no leito
dos rios poderá precipitar o cálcio presente no sedimento e na água ou participar de
processos de oxi-redução na geração de sulfetos em condições anaeróbias. (Crespilho &
Rezende, 2004).
Dessa forma, muitos pesquisadores estão desenvolvendo tratamentos com
reatores eletroquímicos para a descontaminação de diversos tipos de efluentes
industriais. Esse processo consiste na eletrofloculação, no qual um reator eletroquímico é
o centro das reações de coagulação. A eletrofloculação é também chamada de
eletrocoagulação e eletroflotação.
Figura 22 – Coagulação por enlace interparticular (Lora, 2002).
Figura 23 – Coagulação por rede de precipitação (Lora, 2002).
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
44
3.4. O processo eletrolítico
3.4.1. Histórico
Segundo Silva (2002), o processo eletrolítico tem suas raízes fundadas na
descoberta da eletroquímica com Alexandre Volta, no século XVIII.
Em 1779, o físico italiano Alexandre Volta, com base em seus experimentos sobre
a reatividade dos metais, pôde concluir que os metais possuíam reatividades diferentes.
Por volta de 1796, o mesmo Alexandre Volta desenvolve a primeira pilha voltaica,
constituindo, esta descoberta, o primeiro dispositivo a produzir eletricidade sob a forma
de corrente contínua.
Em 1800, Nicholson e Carlisle descobrem a eletrólise da água e, em 1805,
Grotthus propõe o mecanismo do salto protônico para condução elétrica em soluções
ácidas.
Em 1834, Michael Faraday enunciou as leis quantitativas da eletrólise.
Em 1884, o químico, matemático e físico sueco jovem doutorando, Svante August
Arrhenius, enunciou a Teoria da Dissociação Eletrolítica.
A teoria de Arrhenius permitiu a descoberta de que, em meio aquoso, os íons
transportam a corrente elétrica, sendo esta a base do que mais tarde foi denominado de
processo eletrolítico.
Em 1887, Eugene Hermite patenteou na Inglaterra e na França o processo de
tratamento de esgotos associado com água salgada (mar).
De acordo com Wiendl (1985), no ano de 1889, os ingleses, Willian Webster e
Leeds registraram a patente e construíram, em Londres, uma estação de tratamento
eletrolítico de esgotos. O processo Webster, como ficou conhecido, foi utilizado em 1908,
na estação de tratamento de esgotos de Santa Mônica, na Califórnia, com capacidade
para atender a uma população de 34.000 habitantes. No ano seguinte, J. T. Harris
patenteou um processo eletrolítico com eletrodos de ferro e alumínio.
Em 1909, o Rio de Janeiro sediou o IV Congresso Médico Latino Americano, no
qual Francisco Saturnino de Brito abordou o tratamento eletrolítico de esgotos, mostrando
a necessidade de se aprofundar os estudos (Wiendl, 1985).
Em 1932, segundo Wiendl (1985), o processo Webster foi utilizado no rio Niers e
na estação de tratamento de esgotos de Rhein (Alemanha), alcançando eficiência de
remoção da ordem de 60% de DBO.
Durante a década de 30 do século passado, os processos eletrolíticos foram
sendo gradativamente substituídos pelos processos biológicos. Isso se deu,
provavelmente, em razão das restrições de energia inerentes à época, e ao crescente
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
45
Coagulação
(Al
3
+
)
cátion hidratado
desenvolvimento dos processos de tratamento biológico dos efluentes, iniciados com o
advento do tanque Imhof (tratamento anaeróbico), ficando assim a tecnologia eletrolítica
relegada ao segundo plano.
Em 1962, uma estação eletrolítica piloto em Nápoles (Itália), alcançou a eficiência
de 66% de remoção de DBO (Wiendl, 1985).
De acordo com Silva (2002), Das Gupta em 1979 utilizando eletrodos de fibra de
carbono, no seu processo eletrolítico, obteve remoções de mais de 90% de cor e 60% de
DQO e DBO, além de reduzir a toxicidade do efluente.
De acordo com Leitão & Pires (1991), nos anos 80, a eletrofloculação foi adotada
em alguns municípios paulistas e no Hospital das Clínicas da UNICAMP.
3.4.2. Eletrofloculação
A eletrofloculação é um processo que envolve a geração de coagulantes ¨in situ¨
pela dissolução de íons ferro e/ou alumínio a partir, respectivamente, de eletrodos de
ferro e alumínio pela ação da corrente elétrica aplicada a esses eletrodos. A geração de
íons metálicos ocorre no anodo, enquanto o gás hidrogênio surge no catodo, como
mostra a Figura 24.
Figura 24 - Interações dentro de um reator de eletrocoagulação (Holt et al., 2002).
Corrente contínua
Floco estabilizado
precipitado
POLUENTE
Flotação
pH da água
Anodo
(oxidação)
Catodo
(redução)
Flotação do poluente
elétrons
Floculação
Lodo
elétrons
Poluente
sedimentado
H
2
formação
de gás
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
46
De acordo com Silva (2002), em função da complexidade dos fenômenos
envolvidos nos processos eletrolíticos de tratamento de efluentes, ocorrem três estágios
sucessivos de operação:
• Formação de um agente coagulante através da oxidação eletrolítica do eletrodo
de sacrifício (Fe/Al), ocasionando a neutralização das cargas superficiais, a
desestabilização das partículas coloidais e a quebra de emulsões (eletrocoagulação);
• Aglutinação das partículas desestabilizadas pelos hidróxidos de ferro e alumínio,
que são coagulantes naturais favorecendo a formação e o crescimento dos flocos
(eletrofloculação);
• Geração de micro-bolhas de oxigênio (O
2
) no anodo e de hidrogênio (H
2
) no
catodo, que sobem à superfície colidindo e sendo adsorvidas pelos flocos, carreando por
arraste as partículas e impurezas em suspensão no meio e promovendo dessa forma a
clarificação do efluente (eletroflotação).
3.4.2.1. Tipos de reações envolvidas no processo de eletrofloculação
Segundo Mollah et al. (2001), o mecanismo da eletrofloculação é altamente
dependente da química do meio aquoso, especialmente a condutividade. Além disso,
outras características, tais como pH, tamanho da partícula e concentrações dos
constituintes influenciam também o processo de eletrofloculação. Conseqüentemente, a
seleção apropriada dos materiais é muito importante, e os mais comuns são o alumínio e
o ferro, pois são baratos, eficazes e prontamente disponíveis. Assim, ambos são
geralmente utilizados em estudos eletroquímicos.
As reações do alumínio e do ferro estão descritas a seguir.
a) Reações do alumínio
Oxidação do Al sólido (reação anódica)
Al → Al
3+
(aq)
+ 3e
−
(3.1)
Solvatação do cátion formado
Al
3+
(aq)
+ 6H
2
O → Al(H
2
O)
6
3+
(3.2)
Formação do agente coagulante
Al(H
2
O)
6
3+
→ Al(OH)
3
(s) + 3H
+
+ 3H
2
O (3.3)
Reações secundárias
n
Al(OH)
3
→ Al
n
(OH)
3n
(s) (3.4)
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
47
Entretanto, dependendo do pH do meio aquoso, outras espécies iônicas como
Al(OH)
2+
, Al
2
(OH)
2
4+
e Al(OH)
4
-
também podem estar presentes no sistema (Mollah et al.,
2001).
Pode-se notar que pela Reação 3.4 que vários complexos de alumínio podem ser
formados. A presença desses complexos em solução aquosa confere uma característica
gelatinosa ao meio. Na Figura 25, que acima de pH 7, complexos solúveis podem ser
formados (Crespilho & Rezende, 2004).
Figura 25 - Hidrólise do alumínio em função do pH (Holt et al., 2002).
b) Reações do ferro
O ferro também se oxida através do processo eletrolítico, gerando hidróxido de
ferro.
Mecanismo 1
Anodo:
4Fe
(s)
→ 4Fe
2+
(aq)
+ 8e
−
(3.5)
4Fe
2+
(aq)
+ 10H
2
O
(l)
+ O
2(g)
→ 4Fe(OH)
3(s)
+ 8H+
(aq)
(3.6)
Catodo:
8H+
(aq)
+ 8e
−
→ 4H
2(g)
(3.7)
Reação global:
4Fe
(s)
+ 10H
2
O
(l)
+ O
2(g)
→ 4Fe(OH)
3(s)
+ 4H
2(g)
(3.8)
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
48
A Figura 26 mostra as condições do pH que favorecem a formação dos complexos
de ferro que podem absorver poluentes ou co-precipitarem, assim, ajudando a melhorar a
qualidade da água (Barrera-Diaz et al., 2003).
Figura 26 – Log da concentração das espécies químicas de Fe (III)
em solução aquosa
em função do pH (Barrera-Diaz et al., 2003)
Note que, neste caso (Figura 26), a linha reta representa o equilíbrio de
solubilidade de Fe(OH)
3(s)
e a linha pontilhada representa os limites de predominância
entre espécies químicas solúveis.
Mecanismo 2
Anodo
Fe
(s)
→ Fe
2+
(aq)
+ 2e
−
(3.9)
Fe
2+
(aq)
+ 2OH
−
(aq)
→ Fe(OH)
2(s)
(3.10)
Catodo
2H
2
O
(l)
+ 2e
−
→ H
2(g)
+ 2OH
−
(aq)
(3.11)
Reação global:
Fe
(s)
+ 2H
2
O
(l)
→ Fe(OH)
2(s)
+ H
2(g)
(3.12)
Na Figura 27, a linha reta representa o equilíbrio de solubilidade de Fe(OH)
2(s)
e a
linha pontilhada representa os limites de predominância entre espécies químicas
solúveis. (Barrera-Diaz et al., 2003)
Log Fe (III)
pH
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
49
Figura 27 – Log da concentração das espécies químicas de Fe (II)
em solução aquosa em
função do pH (Barrera-Diaz et al., 2003)
Segundo Mollah et al., 2001, as partículas de Fe(OH)
n
formam uma suspensão
gelatinosa que pode remover os poluentes do efluente por complexação ou atração
eletrostática, seguida de coagulação. A forma mais estável de compostos férricos é o
composto α-FeO(OH), o qual pode formar complexos em que o poluente age como um
ligante (L), de acordo com a equação:
L − H
(aq)
(OH)OFe
(s)
→ L − OFe
(s)
+ H
2
O
(l)
(3.13)
3.4.2.2. Reator de eletrofloculação
Vários tipos de reatores foram propostos na literatura, monopolar, bipolar etc.,
mas, o mais utilizado é o reator monopolar (Mollah, et al., 2001). Em sua forma mais
simples, um reator monopolar de eletrofloculação pode ser composto por uma célula
eletrolítica com um anodo e um catodo. Quando conectado a uma fonte de potencial
externa, o anodo sofre corrosão em decorrência da oxidação, enquanto o catodo é sujeito
a reações de redução. Neste caso, é requerido o uso de eletrodos de grande área, ou a
utilização de eletrodos conectados em paralelo, como mostra a Figura 28. Este reator é
denominado monopolar. Em arranjo paralelo, a corrente elétrica é dividida entre todos os
eletrodos em relação à resistência das celas individuais. Este tipo de reator é o mais
utilizado em tratamento de efluentes industriais.
Log Fe (II)
pH
equilíbrio
g
eral
equilíbrio
re
p
resentativo
Fe
2
+
Fe(OH)
2(S)
Fe(OH)
3
-
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
50
No caso do reator bipolar, os eletrodos de sacrifício são colocados entre os dois
eletrodos em paralelo (chamados de placas condutoras), sem qualquer conexão elétrica,
só os dois eletrodos monopolares são conectados à fonte de energia elétrica, sem
interconexão entre os eletrodos de sacrifício. Quando a corrente elétrica atravessa dois
eletrodos, os lados neutros da placa adquirem carga oposta à do eletrodo monopolar.
Segundo Silva (2002), na maioria dos eletrodos destinados ao tratamento de
efluentes, os eletrodos são constituídos por materiais idênticos, e isso se deve
principalmente às seguintes razões:
a) Eletrodos iguais, feitos de mesmo material, têm mesmo potencial de eletrodo;
Eletrodos de diferentes materiais implicam na utilização de material diferente de ferro ou
alumínio, o que torna o custo do reator mais elevado;
b) Eletrodos iguais sofrem desgastes uniformes, o que simplifica as intervenções de
substituição dos mesmos.
3.4.2.3. Parâmetros Associados à Eletrofloculação
a) Potência do reator
Ao aplicar uma diferença de potencial (ddp) entre dois eletrodos imersos em uma
solução eletrolítica, reações eletroquímicas de oxidação e redução começam a ocorrer no
anodo e no catodo, respectivamente. Tais reações podem ser governadas por fenômenos
Figura 28 – Reator monopolar (Crespilho & Rezende, 2004).
1- fonte de potencial
2- anodo
3- catodo
4- célula eletroquímica
5- efluente
6- agitador magnético
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
51
associados à eletrólise, que, por sua vez, dependem da ddp aplicada. Por meio das leis
estabelecidas por Faraday, o consumo de elétrons é associado à quantidade total de
substâncias reagentes. Tal fato, em eletrocoagulação, está diretamente relacionado ao
desgaste do eletrodo (corrosão) no processo de geração do agente coagulante. Isso
significa que a geração de alumínio e ou ferro em solução está intimamente relacionada à
carga, que, por sua vez, pode ser controlada pela corrente obtida. Assim, a corrente
medida por um multímetro em um processo de eletrocoagulação é, a princípio,
proporcional a quantidade de alumínio e/ou ferro carregado gerado em solução.
b) Condutividade
A condutividade do efluente, ou seja, a capacidade de conduzir corrente elétrica
deverá ser diretamente proporcionais à quantidade de íons condutores presentes no
líquido. Estes íons são os responsáveis pela condução da corrente elétrica. Evidencia-se
então, que quanto maior for a concentração desses íons no efluente, maior será sua
capacidade de condução de corrente elétrica e maior será a possibilidade de ocorrência
de reações entre as substâncias presentes no efluente, mostrando-se, assim, um fator
positivo que possibilita a redução do consumo energético.
c) Efeito do pH
Uma das maiores vantagens da eletrofloculação é sua capacidade de neutralizar o
pH do efluente, caso este esteja acima ou abaixo de 7. Para efluentes ácidos, a
eletrofloculação tende a subir o valor do pH em decorrência da redução de hidrogênio no
catodo. Outras reações que participam desse equilíbrio são: hidrólise do alumínio e/ou
ferro, formação de oxigênio no anodo, liberação de CO
2
(pelo borbulhamento de
hidrogênio no catodo) e formação de outros hidróxidos insolúveis.
d) Distância entre eletrodos
Quanto maior a distância entre os eletrodos, maior deverá ser a ddp aplicada, pois
a solução possui resistividade à passagem de corrente elétrica. Assim, de acordo com as
características do efluente, a distância entre os eletrodos pode variar para melhor
eficiência do processo. Por exemplo, distâncias maiores poderão ser impostas quando a
condutividade do efluente for relativamente elevada; caso contrário, a distância deverá
ser a menor possível para que não ocorra aumento exagerado da potência.
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
52
e) Passivação e polarização dos eletrodos
Quando a superfície do eletrodo do metal está em contato com o ar, ocorre sobre
sua superfície a formação de um filme muito fino de óxido que faz com que o eletrodo
não sofra corrosão facilmente. Essa camada de óxido pode ser chamada de filme
passivo. Durante a eletrólise, na região próxima ao catodo há excesso de OH
-
, fazendo
com que a superfície seja atacada por esses ânions e promovendo a formação de um
filme passivo. Uma vez formado o filme passivo, o processo de eletrofloculação pode
estar comprometido pela perda de eficiência em decorrência do aumento da resistividade
do eletrodo.
f) Inversão de polaridade
Com inversão de polaridade, o eletrodo, que se comporta como catodo por
determinado tempo, passa a se comportar como anodo após a inversão de polaridade.
Tal inversão diminui a passivação, aumentando a vida útil do eletrodo em até duas vezes
e, ao mesmo tempo diminuindo a resistividade do sistema (Mollah, 2001). Diante disto, a
intensidade da corrente elétrica no reator não decai rapidamente e o eletrodo passa a
liberar mais íons alumínio e/ou ferro na solução e a formar maior quantidade de grupos
hidroxila, aumentando o pH e a eficiência de remoção dos poluentes.
g) Temperatura
A temperatura é também um fator de primordial importância visto que esta tem
efeito sobre as reações químicas, acelerando-as ou desacelerando-as, imprimindo maior
ou menor solubilidade de gases, propiciando odor, entre outras.
h) Consumo dos eletrodos
É possível quantificar a massa do eletrodo (m
el
) consumida durante a eletrólise,
pela equação 3.14:
i x t x M
m
el
= (3.14)
F x n
Em que i é a corrente (A); t, o tempo de aplicação da corrente (s); M, a massa
molar do elemento predominante do eletrodo (g mol
-1
); n, o número de elétrons
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
53
envolvidos na reação de oxidação do elemento do anodo; e F, a constante de Faraday
(9,65 x 10
4
C mol
-1
).
i) Consumo de energia elétrica
De acordo com a Peltron (2005) o consumo de energia elétrica (P) de um reator
durante a eletrólise é quantificado através da aplicação da Lei de Ohm, onde: Tensão
aplicada (V) multiplicada pela corrente (i) é igual a potência consumida (P) no reator
(Equação 3.15)
P = (V x i) (3.15)
Este dado de potência (P) é necessário para se estabelecer o dimensionamento
do equipamento (conversor/retificador) necessário ao suprimento de energia do reator.
Esta potência também denominada de potência ativa (P
A
) é estabelecida considerando-
se o tipo de conversão adotada. Podendo ser: conversão CA/CC – monofásica (1Ø). Para
esta configuração, os fabricantes de equipamentos adotam como fator de conversão o
valor de 0,6. Temos então a Equação 3.16.
P
A
= (P/0,6)
-3
(3.16)
Portanto, uma vez estabelecida a potência ativa (P
A
) podemos inferir que o valor
de kw/h de consumo de um reator eletrolítico é a potência de (P
A
-3
) ou P
A
x 1
-3
= kw/h.
Os dados anteriores deverão ser derivados considerando-se o tempo de detenção
no reator. Considere o resultado de P
A
dividido pela proporção da base de tempo.
3.4.3. Comparação entre os processos eletrolíticos e de lodos ativados
De acordo com Silva (2002), a comparação entre os processos de tratamento
eletrolítico e de lodos ativados nos permite estabelecer um paralelo das respectivas
relações custo x benefício.
A Tabela 3 mostra uma síntese das informações relevantes sobre os dois
processos utilizados em tratamento de esgotos sanitários.
Em termos de consumo de energia e do tempo de retenção hidráulica do processo
eletrolítico, o investimento mostra-se significativamente menor que a média associada ao
processo de lodos ativados e suas variantes.
Toxicidade provocada por metais pesados e outras substâncias no processo de
lodos ativados pode tornar o processo inoperante. No processo eletrolítico, pode ser
considerado irrelevante, já que a base de funcionamento do processo é de caráter
eletroquímico.
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
54
O pH ótimo de operação dos processos de lodos ativados situa-se em torno da
neutralidade, podendo variar, entretanto, de 5 a 9, sendo que as variações bruscas
podem causar danos ao lodo e, conseqüentemente, ao processo. No processo
eletrolítico, o pH pode variar entre 4 e 10, alterando apenas o consumo de energia,
ajustando-se facilmente a mudanças bruscas.
Tabela 3 – Comparação entre processo eletrolítico e lodos ativados no tratamento de
esgotos sanitários
Fatores Eletrolítico Lodos ativados (média)
Investimento (%) 70 100
Consumo de energia (kwh/m
3
) 0,15 0,4
Tempo de retenção no reator (horas) 0,5 7,5
Toxidez (sensibilidade) Pouco sensível Muito sensível
Sensibilidade a mudanças de pH Baixa Alta
Flexibilidade (localização / tipo de efluente) Alta Baixa
Salinidade elevada Melhora a eficiência Muito sensível
Temperatura Suporta flutuação Faixa estreita
Volume de lodo úmido (comparatvo) 33 100
Remoção de nitrogênio total (%) 65 40
Remoção de fosfatos (%) 99,7 45
Remoção de DBO (%) 80 90
Remoção de DQO (%) 80 90
Ref.: Tabela montada a partir de dados de Von Sperling (1996), Ramalho (1991), Wiendl (1985) e Leitão e Pires (1991).
Em função de seu pequeno tempo de retenção hidráulica, o processo eletrolítico
demanda o uso de áreas menores e reatores compactos, inclusive com características de
mobilidade para atendimento a diversas áreas se a planta geradora dos despejos
funcionarem por batelada, o que lhe confere grande flexibilidade;
Com relação à salinidade, os processos de lodos ativados, baseados na
degradação feita por microrganismos, podem ser afetados por correntes de efluente de
alta salinidade, enquanto que no processo eletrolítico a salinidade elevada aumenta a
condutividade do efluente, melhorando a eficiência do processo;
Quanto à geração de lodo úmido, constata-se que o tratamento eletrolítico gera
cerca de 33% do lodo gerado do processo de lodos ativados;
A remoção de nitrogênio total e de fosfatos no processo de lodos ativados é
significativamente inferior à do processo eletrolítico;
Com relação à remoção de DBO e DQO, o processo de lodos ativados, em geral,
tem maior eficiência de remoção.
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
55
3.4.4. Aplicações da eletrofloculação
Nos últimos anos, o interesse em torno da eletrofloculação vem crescendo muito,
principalmente no que diz respeito à sua simplicidade de operação e aplicação em
diversos tipos de efluentes. Entretanto o número reduzido de estações em
funcionamento, especialmente no Brasil, torna-se obstáculo natural à sua conseqüente
disseminação.
O processo de eletrofloculação tem hoje uma ampla gama de aplicações, dentre
as quais, tratamento de água potável (Sanfan et al., 1987; Vik et al., 1984), tratamento de
esgoto sanitário (Wiendl, 1998), remoção de águas residuárias de restaurantes (Chen, et
al., 2000), refeitório (Xu, et al., 2004), lavanderia (Ge, et al., 2004). Além destas, este
processo é também aplicado no tratamento de efluentes industriais, tais como:
recuperação de metais (Chen, 2004), curtume (Murugananthar, et al., 2004), emulsão
oleosa (Mostefa., et al, 2004; Hosny, 1996), refino de óleo vegetal (Adhoum & Monser,
2004; Inan et al.; 2004), separação de partículas ultrafinas (Matteson et al., 1995),
remoção de flúor (Drondina & Drako, 1994; Shen et al., 2003), têxtil (Chen, et al., 2005;
Can, et al, 2005; Kobia, et al., 2003; Kin et al., 2003), recuperação de corantes (Paschoal
e Filho, 2005) dentre outras.
Segundo Mollah, et al. (2001), as vantagens e as desvantagens da tecnologia de
eletrofloculação (EF) são discutidas abaixo:
a) Vantagens da EF
• Requer equipamentos simples e de fácil operação, em que a corrente e o potencial
aplicado, podem ser medidos e controlados de maneira automatizada;
• Há controle maior na liberação do agente coagulante, em comparação com os
processos físico-químicos convencionais;
• Os flocos formados são mais estáveis, podendo ser melhor removidos por simples
filtração;
• Remove as partículas coloidais menores, pois o campo elétrico aplicado promove
mais rapidamente o contato entre elas; facilitando a coagulação;
• Limita o uso de substâncias químicas, minimizando, conseqüentemente, o impacto
negativo causado pelo excesso de xenobióticos lançados no ambiente, fato que
acontece quando a coagulação química empregando polieletrólitos é utilizada no
tratamento de efluentes;
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
56
• As bolhas de gás produzidas durante a eletrólise podem levar o contaminante ao topo
do reator, onde pode ser concentrado e removido mais facilmente, por raspagem ou
sucção;
• A célula eletrolítica é eletricamente controlada, não necessitando de dispositivos
adicionais, o que requer menos manutenção; e
• Pode ser usada convenientemente em áreas rurais onde a eletricidade não é
disponível, desde que, evidentemente, haja disponível uma fonte de energia elétrica
fornecida, por ex: um painel solar.
• Uma das maiores vantagens da eletrofloculação é a remoção de óleos e graxas. Isso
ocorre devido à facilidade de coagulação e flotação das moléculas de óleos e graxas.
Como conseqüências da interação dessas moléculas com o hidróxido de alumínio,
formam-se colóides cuja densidade é bem menor do que a da água, e estes se
deslocam naturalmente para a superfície do líquido.
b) Desvantagens da EF
• Os eletrodos precisam ser substituídos regularmente, caso sofram passivação ou
desgaste;
• O consumo de energia elétrica pode ser dispendioso em algumas regiões;
• Um filme de óxido impermeável pode ser formado no catodo, conduzindo à perda de
eficiência da unidade;
• Requer alta condutividade do efluente.
3.4.4.1. Processos de eletrofloculação aplicados ao tratamento de efluentes
industriais
Silva e colaboradores (2000) estudaram a viabilidade técnica da aplicação do
processo eletrolítico na remoção de DQO a partir de um efluente de uma indústria de
laticínios.
Segundo os autores, a indústria de laticínios constitui uma parcela importante da
indústria de alimentos. A produção de leite e seus derivados geram efluentes que são
grandes fontes de poluição devido ao seu alto teor de carga orgânica.
Os efeitos dos seguintes parâmetros foram avaliados: tipo de material do eletrodo,
(ferro e alumínio) distância entre as placas, condutividade específica da solução, pH e
variação do potencial aplicado.
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
57
O percentual de remoção de carga orgânica do efluente (DQO) da indústria de
laticínios variou de 60 a 80 %. Os dois tipos de material de eletrodo (alumínio e ferro)
apresentaram eficiência semelhante para remoção de carga orgânica suspensa (Figura
29)
Pesquisas realizadas por Koparal & Ogutveren (2002) mostraram que a remoção
de nitratos de uma solução contendo NaNO
3
é mais eficiente quando são aplicados altos
potenciais por longo tempo, alcançando até 85%. Na Figura 30 observa-se a quantidade
remanescente de nitrato em uma solução durante 100 minutos de eletrofloculação,
variando-se o potencial aplicado.
Figura 29 - Comparação entre eletrodos de alumínio e aço carbono na eficiência de
remoção de carga orgânica (Silva, 2000).
Figura 30 – Variação da quantidade remanescente de nitrato em uma solução de 100
mg/L de nitrato durante 100 minutos de eletrocoagulação (Koparal & Ogutveren, 2002).
Conc. Remanescente (mg/L)
Tempo (minuto)
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
58
Shen et al., (2003) estudaram a capacidade de eletrodo de alumínio na remoção
de íons fluoretos presentes em solução de fluoreto de sódio.
Segundo os autores, a eficiência da eletrofloculação pode ser devido a forte
interação desses ânions com o hidróxido de alumínio, de acordo com a equação 3.17.
Al (OH)
3
+
x
F
-
→ Al(OH)
3-x
F
x
+
x
OH
-
(3.17)
Assim, como pode se observar pela Figura 31 a remoção de fluoreto está
intimamente relacionada ao pH.
Larue e colaboradores (2003) realizaram testes com efluentes que contêm
partículas dissolvidas de látex, utilizando eletrodos de ferro, com o intuito de melhorar a
filtrabilidade das partículas, bem como a sedimentação das mesmas. Foram estudados
três tipos de processo: um acrescentando cloreto férrico, outro adicionando sulfato
ferroso diretamente nas suspensões e o último por eletrofloculação.
Foi observado que, com a eletrofloculação, o tempo de sedimentação é menor, o
que revela sua maior eficiência diante da floculação com sais de ferro, devido ao maior
tamanho dos flocos obtidos com a eletrofloculação (Figura 32), acarretando em uma
sedimentação mais eficiente.
Figura 31 – Efeito do pH na remoção de fluoretos: concentração inicial de F
-
= 15 mg/L;
tempo de retenção = 32 minutos; e carga = 4,97 F/m
3
(Shen et al., 2003).
pH inicial
Concentração de F
-
pH
Flúor residual (mg/L)
pH final
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
59
Estudos realizados por Adhoum & Monser (2004), em efluentes da indústria de
extração de óleo de oliva, mostraram uma capacidade de 76% de remoção de DQO, 91%
de polifenóis e de 95% de cor (Figura 33). Para tratar esse tipo de efluente, o consumo
de eletrodo por volume de efluente foi de aproximadamente 2,11 kg/m
3
. Os eletrodos de
alumínio são mais eficientes na remoção da cor verde escura do efluente do que os de
ferro e a faixa ideal de pH fica entre 4 e 6.
Figura 32 – Micrografias dos flocos formados (Larue et al., 2003).
FeCl
3
FeSO
4
EF
Remoção (%)
Polifenóis
DQO Cor
Ferro
Alumínio
Figura 33 – Eficiência na remoção de polifenóis, DQO e cor em função do material
do eletrodo (Adhoun & Monser, 2004).
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
60
Crespilho & Rezende (2004) estudaram efluentes oriundos da indústria de
processamento de coco utilizando eletrodos de alumínio. Foram avaliados diversos
parâmetros, tais como, variação de pH, redução de cor e turbidez, concentração de óleos
e graxas, dentre outros.
Os autores observaram que a remoção da turbidez ficou em torno de 93% em
relação ao efluente bruto. Além disso, os autores observaram remoção de 96% de O & G
dos efluentes (Figura 34).
Yilmaz, et al (2005) investigaram a remoção do boro de efluentes sintéticos pela
eletrocoagulação, usando eletrodo de alumínio. Foram investigados diversos parâmetros
tais como: pH, densidade de corrente, concentração do boro e natureza e concentração
de eletrólitos.
Segundo os autores, o pH ótimo da solução foi 8,0. A eficiência da remoção do
boro foi mais elevada em 100 mg/L do que em 1000 mg/L. O consumo de energia e da
eficiência da remoção do boro aumentou com aumento da densidade de corrente de 1,2
para 6,0 mA/cm
2
, como mostra a Figura 35. A maior eficiência da remoção de boro (97%)
foi encontrada utilizando o suporte CaCl
2
. O CaCl
2
adicionado aumentou a condutividade
da solução quando comparado com outros eletrólitos suporte, diminuindo o consumo de
energia. Os resultados mostraram que o método de eletrocoagulação possui elevada
eficácia na remoção de boro das soluções aquosas.
Figura 34 - Valores de óleos e graxas em função do tipo de efluente. Efluente Bruto com
pH 4,92 (EB); efluente tratado por EF com pH 5,66 (ETE1); efluente tratado por EF com
pH 5,94 (ETE2); efluente tratado por EF com inversão de polaridade e pH 7,36 (ETE3) e
efluente tratado por EF com pH 9,02 (ETE4) (Crespilho & Rezende, 2004).
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61
Carmona et al (2006), utilizaram um reator eletrolítico com eletrodo de alumínio a
fim de promover a remoção de frações do hidrocarboneto de efluentes. O equilíbrio de
adsorção de matéria orgânica no hidróxido de alumínio foi modelado usando três
equações, observando-se os melhores resultados obtidos usando uma equação do tipo
Langmuir.
Os resultados mostraram a dependência da natureza da suspensão do
hidrocarboneto. O hidróxido de alumínio foi pouco eficiente com a suspensão do
óleo/querosene, mas exibiu uma capacidade mais elevada para remover as frações
pesadas do óleo. As taxas de remoção dos poluentes foram calculadas em função da
concentração inicial e da densidade da corrente. Quando a densidade de corrente era
suficiente para desestabilizar a emulsão, o potencial zeta, medido em pH 7,0 tornou-se
positivo, e ocorreu uma redução significativa na turbidez. Além disso, a aplicação de
densidades de correntes cada vez maiores não permitiu um melhor tratamento do
efluente.
3.4.4.2. Processos de eletrofloculação aplicados ao tratamento de efluentes têxteis
Ciardelli e Ranieri (2000) pesquisaram dois tipos diferentes de tratamento
ozonização e eletrofloculação. O tratamento por meio de ozônio remove bem os corantes
Figura 35 - (a) Efeito da densidade de corrente na remoção de boro (concentração
inicial de boro: 100 mg/L, pH 8.0 e agitação:150 rpm). (b) Efeito da densidade de
corrente no consumo de energia (concentração inicial de boro: 100 mg/L, pH 8.0 e
a
g
ita
ç
ão:150 r
p
m
)
(
Yilmaz et al., 2005
)
.
Remoção de boro (%)
Tempo (minuto)
Tempo (minuto)
Energia (kwh/m
3
)
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
62
(95 – 99%) e as águas tratadas foram reusadas satisfatoriamente. Apesar da DQO de
águas tratadas estarem na faixa de 75 – 120 mg/L, estas são consideradas altas para
reciclagem, especialmente no tingimento de cores claras. O tratamento eletroquímico
mostrou–se muito eficiente na remoção de cor 80 – 100% e DQO 70 – 90%.
Silva e colaboradores (2000) estudaram a viabilidade técnica da aplicação do
processo eletrolítico na remoção de cor a partir de soluções sintéticas de corantes têxteis
sulfurosos, utilizando os seguintes eletrodos: aço carbono (ABNT 1020) e alumínio.
A Figura 36 mostra os resultados de remoção de cor, com um tempo de eletrólise
de 20 minutos e uma diferença de potencial aplicada de 5,0 V. A remoção foi
aproximadamente 97% para a solução de corante castanho e de 99% para a solução de
corante azul com eletrodos de aço, enquanto que com eletrodos de alumínio, a remoção
de cor foi menor que 96%. Os resultados obtidos indicaram que o processo eletrolítico,
nas condições operacionais estudadas, é uma alternativa tecnicamente viável para a
remoção de cor relacionada com corantes sulfurosos.
A descoloração da solução do corante laranja II estudada por Daneshvar et al.
(2003) usando o método da eletrofloculação foi estudada. Os resultados experimentais
revelaram que a remoção de cor da fase aquosa foi de 98% com uma remoção 84% de
DQO utilizando eletrodo de ferro (Figura 37). A densidade de corrente ideal foi de 34 A/m
2
no tempo de contato de 15 min e tendo como melhor distância entre os eletrodos 2 cm.
Figura 36 - Comparação entre eletrodos de alumínio e aço carbono na eficiência de
remoção de cor das soluções de corante (a) castanho e (b) azul (Silva, et al., 2000).
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
63
Kobya e colaboradores (2003) estudaram o tratamento de efluentes têxteis por
eletrofloculação usando eletrodos de ferro e de alumínio. Os autores observaram que os
eletrodos de sacrifício de alumínio e ferro para tratamentos eletrolíticos são diretamente
dependentes do pH (Figura 38). De acordo com os resultados obtidos, em pH < 6,
usando o eletrodo de alumínio, tem-se um melhor resultado de remoção de DQO e de
turbidez. Já em pH neutro ou alcalino, observou-se que o eletrodo de ferro é mais
eficiente (Figura 39).
Figura 37 - Efeito da eficiência de remoção da concentração inicial do corante laranja II.
(Daneshvar et al, 2003).
Tempo de eletrólise (min)
Remoção de corante (%)
Figura 38 - Efeito do pH inicial no consumo do eletrodo (Kobya et al, 2003)
eletrodo de Al
eletrodo de Fe
Kg eletrodo de sacrifício/Kg DQO
pH inicial
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
64
Daneshvar e colaboradores (2006) utilizaram o método de eletrofloculação com
eletrodo de ferro para a remoção da cor das soluções que contêm corantes vermelho
básico 46 (BR46) e azul básico 3 (BB3). utilizados para tingimentos de lãs.
Os ensaios realizados neste estudo mostram que com o aumento na densidade
de corrente de 60-80 A/m
2
, aumentou a eficiência da remoção de cor (Figura 40). O
tempo de eletrólise foi de 5 minutos e a escala do pH foi determinada entre 5,5 e 8,5 para
duas soluções mencionadas. Verificou-se que para conseguir uma porcentagem elevada
de remoção de cor, a concentração inicial do corante nas soluções não deve ser superior
a 80 mg/L. A condutividade ótima encontrada foi de 8 mS/cm, a qual foi ajustada com
NaCl numa concentração 50 mg/L de corante. A energia elétrica consumida na remoção
de cor nas duas soluções contendo corante BR 46 e BB3 foi 4,70 kWh/kg
corante removido
e
7,57 kWh/kg
corante removido
, respectivamente. A eficiência de remoção de DQO nas
condições ótimas foi de 75% para o corante BB3 e 99% para o corante BR46.
Zaroual et al. (2006) utilizou a eletrocoagulação com eletrodo do ferro, para tratar
um efluente da indústria têxtil. Os resultados indicaram que a eletrocoagulação foi muito
eficiente com total remoção de cor de 100% e de 84% de DQO (Figura 41) em 3 minutos
no potencial de 600 mV
Figura 39 – Efeito do pH inicial na remoção de DQO e turbidez usando eletrodo de
Alumínio (a) e de Ferro (b) (Kobya et al, 2003)
pH inicial
(%) Remoção
DQO
Turbid
Cor
pH final
(%) Remoção
DQO
Turbidez
Co
r
pH inicial
pH final
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
65
3.4.4.3. Unidades de tratamento de despejos reais
Segundo Nunes (2001), os custos de instalação, operação e manutenção são de
grande importância na escolha do sistema de tratamento a ser adotado, principalmente
para pequenas e médias indústrias. Além disso, em comparação às unidades de
tratamento físico-químico, a eletrofloculação leva grande vantagem em relação a outros
tempo (minuto)
% remo
ç
ão de co
r
Figura 40 – Efeito do tempo de eletrólise sobre a eficiência na remoção de cor.
(Concentração 50mg/L, densidade de corrente 60 A/m
2
para BR46 e intensidade de
corrente 80 A/m
2
para BB3 em pH 5.8) (Daneshvar et al, 2006).
Figura 41 – Evolução da DQO com o tempo de eletrólise a 600 mV (Zaroaul et al.,
2006)
Tempo (minuto)
DQO (mg/L)
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
66
sistemas convencionais, pois ocupam menor área quando dispostas de maneira a
aproveitar ao máximo as paredes divisórias da instalação.
Estações compactas de eletrofloculação são geralmente utilizadas em pequenas
indústrias, são de baixo custo e ocupam menor espaço. Segundo a Peltron (2005), a
unidade móvel apresenta a seguinte configuração:
• Reator eletrolítico – Unidade responsável pela coagulação e oxidação da matéria
orgânica. Possui um sistema de bombas para a recirculação do líquido e assim
garantir a uniformidade do tratamento ao mesmo tempo em que mantém limpas as
superfícies dos eletrodos. É constituído por uma colméia de eletrodos de alumínio
e/ou ferro;
• Eletroconversor – Unidade alimentadora e gerenciadora do processo eletrolítico.
Consiste no módulo que induz o potencial necessário ao perfeito controle do reator
eletrolítico. Neste sistema, são comparados os valores de pH, condutividade e carga
orgânica, que geram o sinal necessário para as correções no sistema de controle
eletrônico, garantindo alta eficiência no tratamento, baixo consumo de energia e
redução no desgaste dos eletrodos;
• Decantador/Clarificador – Unidade que tem por finalidade reter e sedimentar os
sólidos produzidos no interior do reator eletrolítico, garantindo índices de redução de
turbidez superiores a 80%;
• Filtros de polimento – Conjunto formado por filtros de areia e celulose para retenção
de particulados e redução de turbidez. Estes filtros apresentam-se em uma
configuração em série sendo, o primeiro filtro de areia para retenção de partículas
com diâmetro maior que 40 μm, o segundo também de areia para retenção de
partículas de até 20 μm e o terceiro e último em cartucho de celulose para retenção
de partículas de até 5 μm. A Figura 42 mostra uma unidade móvel e uma estação
compacta de eletrofloculação.
Cerqueira, A. A. _ __ ________ _ Revisão Bibliográfica
67
Figura 42 - Estação Móvel de Eletrofloculação (a) e Estação compacta de
eletrofloculação (b). Fonte: Peltron Indústria e Comércio Ltda. – Divisão de
Engenharia Ambiental.
a
b
Cerqueira, A. A. _ __ _________ _ Materiais e Métodos
68
4. Materiais e métodos
4.1. Produtos químicos
Os principais reagentes utilizados na elaboração desta Dissertação são listados a
seguir:
• Ácido sulfúrico
– procedência: Quimex; grau de pureza: P.A.; usado como recebido;
• Biftalato de potássio
– procedência: Vetec; grau de pureza: P.A. ; usado como
recebido;
• Dicromato de potássio
– procedência: Vetec; grau de pureza: P.A.; usado como
recebido;
• Hidróxido de sódio
– procedêcia: Vetec; grau de pureza: P.A.; usado como recebido;
• Sulfato de mercúrio
– procedência: Merck; grau de pureza: P.A.; usado como
recebido;
• Sulfato de prata
– procedência: Vetec; grau de pureza: P.A.; usado como recebido.
Cerqueira, A. A. _ __ _________ _ Materiais e Métodos
69
4.2. Equipamentos
Além dos equipamentos e vidrarias tradicionais usados em laboratórios, foram
utilizados nesta Dissertação os seguintes aparelhos:
• Agitador magnético
– Modelo: 752; Marca: Fisatom.
• Balança analítica de precisão
- Modelo: AM 220; Marca: Marte.
• Condutivímetro
– Modelo: DM 3; Marca: Digimed - (solução de calibração – padrão de
condutividade 1.412 µS/cm).
• Digestor
– Modelo: Dry block TE 021; Marca: Tecnal.
• Estufa para esterilização e secagem
– Modelo: Evolution; Marca: Odontobrás.
• Medidor de pH
– Modelo: Acorn Série 6; Marca: Oakton - (Solução de calibração –
solução tampão pH 4,00 ± 0,02 e pH 7,00 ± 0,02 à 25ºC).
• Espectrotofotômetro visível
– Modelo: 600 S; Marca: Femto.
• Turbidímetro
– Modelo: TB 1000; Marca: Tecnopon – (solução de calibração – 0,1 a
1000 NTU).
• Espectrometro de Emissão Ótica por Plasma Indutivamente Acoplado – (ICPOES)
–
Modelo: Ultima; Marca: Jobin Yvon
1
.
_______________________________________________________________________
O autor agradece a seguinte instituição que permitiu a utilização de seu equipamento durante a
realização desta Dissertação:
1 Instituto de Química/Laboratório de Análise Química Ambiental e Microbiológica (LAQAM) -
Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro/RJ.
Cerqueira, A. A. _ __ _________ _ Materiais e Métodos
70
4.3. Procedimentos
Neste capítulo, encontram-se descritas as etapas de desenvolvimento
experimental. Em linhas gerais, a partir do estabelecimento do universo de estudo das
amostras de efluente têxtil, foram realizados nas amostras ensaios analíticos, essenciais
para a interpretação dos resultados obtidos na eletrofloculação proposta no estudo.
4.3.1. Procedimentos de coleta das amostras de efluentes líquidos
O efluente têxtil estudado era proveniente de todas as etapas de processamento
do tecido na indústria.
A coleta dos efluentes foi realizada no tanque de equalização afluente à ETE,
onde os efluentes da produção são homogeneizados. A equalização do efluente é
essencial para se garantir uma maior eficiência do sistema de tratamento. As
amostragens foram realizadas na indústria têxtil no período de março a dezembro de
2005.
As amostragens dos efluentes foram realizadas em frasco de polietileno com
capacidade para 10L e preservada a 4ºC, realizadas com uma periodicidade quinzenal
foram realizadas de acordo com as normas da FEEMA MF402 R-1 (1983).
4.3.2. Procedimento experimental
O procedimento experimental consistiu de ensaios de eletrofloculação, realizados
em reatores de batelada utilizando eletrodos de ferro e/ou alumínio em uma célula
eletrolítica conforme diagrama esquemático apresentado na Figura 43.
1
VA
RPM
2
3
4
1 – Fonte de potencial
2 – Agitador magnético
3 – Célula eletroquímica
4 – Eletrodo (+/-)
Figura 43 – Diagrama esquemático experimental
Cerqueira, A. A. _ __ _________ _ Materiais e Métodos
71
O equipamento de eletrofloculação consiste de uma célula eletrolítica, uma fonte
estabilizada de corrente contínua desenvolvida pela empresa Peltron Engenharia
Ambiental Ltda. No reator de vidro com capacidade de 1L, no qual é inserido
verticalmente o eletrodo (monopolar) do tipo colméia construído com 8 placas de
alumínio e/ou ferro intercaladas (Figura 44). Estes eletrodos tinham dimensões de 10 cm
de altura e 5 cm de largura (com espessura de 1,5 mm). As placas foram separadas por
espaçadores (com 0,5 cm de espessura cada), o que permitia variar-se a distância entre
os eletrodos.
Após adição do efluente e dos eletrodos no reator, o sistema foi mantido sob
agitação constante por meio de agitador magnético. A Figura 45 mostra a unidade piloto
de eletrofloculação, na qual foram realizados todos os ensaios de eletrofloculação.
Fi
g
ura 44
–
Eletrodo monopolar de alumínio e ferro, respectivamente.
Figura 45 – Unidade piloto de eletrofloculação
Cerqueira, A. A. _ __ _________ _ Materiais e Métodos
72
A unidade de bancada basicamente é uma unidade composta por uma fonte de
corrente contínua variável, um transformador isolador que tem a finalidade de separar a
rede elétrica alimentadora primária da etapa de retificação/conversão secundária, um
indicador de leitura de corrente e um indicador de leitura de tensão. Estes dois últimos
destinam-se a orientar o operador quanto aos parâmetros aplicados a pequena colméia
de eletrodos. Uma vez ajustado os parâmetros ideais além da cronometragem do (tempo
de) experimento é facultado ao projetista a planejar e dimensionar o sistema adequado
ao efluente a ser tratado.
Todos os ensaios realizados foram feitos com inversão de polaridade a cada 5
minutos por um dispositivo manual (interruptor) e a temperatura ambiente.
Os efeitos dos seguintes parâmetros avaliados: tipo de material do eletrodo,
variação de pH (realizados com solução de H
2
SO
4
ou NaOH), distância entre eletrodos,
variação do potencial aplicado e variação de tempo.
Depois de transcorrido o intervalo de tempo pré-determinado de eletrólise, o
líquido era filtrado com papel de filtro e as análises eram feitas com amostras do filtrado.
A avaliação da eficiência de remoção de cor foi feita através de medição de
absorbância das soluções, em um espectrofotômetro no comprimento de onda de 400 nm
no UV-visível. Foi avaliada também a variação de pH, turbidez e condutividade do
efluente antes e após a eletrofloculação.
A digestão das amostras foi realizada em um digestor de DQO. A leitura de
absorbância foi determinada por um espectrofotômetro no comprimento de onda de 600
nm.
A avaliação da eficiência do processo de eletrofloculação no tratamento deste
efluente baseou-se no parâmetro DQO - Demanda Química de Oxigênio - tendo sido
analisada de acordo com o procedimento descrito no “Standard Methods for the
Examination of Water and Wastewater” - 19th Edition, que consiste num método
colorimétrico, em refluxo fechado.
4.3.2.1. Determinação de DQO – método colorimétrico – refluxo fechado
a) Reagentes:
Reagente 1 – Em um balão de 1 L adicionar 500 ml de H
2
O destilada, dissolver
10,216 g de K
2
Cr
2
O
7
(previamente seco a 103
0
C por 2 horas) e 167 ml de H
2
SO
4
concentrado e 33,3 g de HgSO
4
e completar a 1 L com H
2
O destilada.
Reagente 2 – Em um balão de 1 L adicionar 5,5 g de Ag
2
SO
4
por Kg de H
2
SO
4
.
Cerqueira, A. A. _ __ _________ _ Materiais e Métodos
73
b) Procedimento:
Adicionar à cubeta (16 x 100 mm) 1,5 ml do reagente 1 + 3,5 ml do reagente 2 +
2,5 ml da amostra a ser analisada.
Branco – Adicionar 1,5 ml do reagente 1 + 3,5 ml do reagente 2 + 2,5 ml de H
2
O
destilada.
Levar a digestão a 150
0
C por 2 horas.
Fazer a leitura de absorbância no espectrofotômetro a 600 nm.
c) Curva de calibração
Solução de Biftalato de potássio – Adicionar 1,7 g de biftalato de potássio
(previamente seco a 103
0
C por 2 horas) em 100 ml de água destilada.
Na figura 46, é mostrado o gráfico da curva de calibração de DQO utilizando
biftalato de potássio em diferentes concentrações (50, 100, 250, 500 e 1000 mg/L). A
calibração foi refeita em diferentes períodos de tempo.
Figura 42 – Curva de calibração de DQO
Curva de DQO
y = 0,0004x - 0,0025
R
2
= 0,9996
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0 200 400 600 800 1000 1200
Concentração
Absorbância
Figura 46 – Curva de calibração de DQO
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
74
5. Resultados e discussão
Para a realização deste estudo, foram utilizados os efluentes fornecidos por uma
indústria têxtil de fabricação de linho, localizada em Jacarepaguá no município do Rio de
Janeiro.
A Figura 47 ilustra o sistema de tratamento de efluentes utilizado pela indústria.
As amostras de efluente para os ensaios de eletrofloculação foram coletadas no tanque
de equalização, com o objetivo de se garantir a homogeneização do efluente.
O volume de efluentes gerados diariamente nesta indústria variou na faixa de 30 a
90 m
3
/dia, o qual era função da quantidade de produção da empresa (Procon-água –
FEEMA). As amostragens foram realizadas no período de março a dezembro de 2005.
Todas as amostras foram coletadas em frasco de polietileno e armazenadas a 4ºC até
sua utilização (máximo de 48 horas).
Tanque de equalização
Tanque de
coagulação/floculação
H
2
SO
4
/ AlCl
3
/ Polieletrólito
Tanque de
Decantação
Filtro de areia
Filtro de carvão
Efluente tratado
Córrego
Leito de secagem
de lodo
Indústria
Efluente gerado na produção
Fi
g
ura 47
–
Sistema de tratamento de efluentes lí
q
uidos da indústria têxtil.
coleta de amostra
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
75
5.1. Parâmetros analisados
Para a caracterização da qualidade do efluente bruto e do efluente tratado após a
eletrofloculação, diversos parâmetros foram analisados.
a) DQO (demanda química de oxigênio)
A DQO indica a quantidade de oxigênio consumida através de reações químicas
de oxidação dos diversos compostos presentes, fornecendo, assim, uma quantificação
indireta da quantidade de substâncias quimicamente oxidáveis dentro das condições de
realização do teste, dentre as quais se destaca a matéria orgânica. Os efluentes
industriais com altas cargas orgânicas, oriundas de corantes sintéticos, figuram entre os
poluentes do meio ambiente que mais preocupam.
b) Cor
A cor na maioria dos casos é oriunda das tinturas, de efluentes têxteis. Ela
interfere diretamente na transmissão de luz solar para dentro da água diminuído assim a
ação fotossintética. O que é condição necessária para a existência de algas, que são a
fonte básica de alimento do meio aquático. Além disso, as algas são responsáveis pela
produção endógena de oxigênio.
c) Turbidez
A turbidez decorre da presença de partículas em suspensão ou em forma coloidal
dispersas no efluente. A presença destas suspensões provoca a difração e a absorção de
luz, dando uma aparência turva e indesejável ao efluente. O aumento da turbidez reduz a
zona eufótica, que é a zona de luz onde a fotossíntese ainda é possível de ocorrer.
d) pH
O pH influencia nas cargas das micelas, no processo de coagulação-floculação e
também na precipitação química em que as dosagens ótimas de coagulante dependem
do pH. Além disso interfere na velocidade (cinética) das reações e na toxidez de certos
compostos.
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
76
e) Temperatura
A temperatura altera a solubilidade dos compostos, influenciando na interação dos
poluentes com o ecossistema aquático.
f) Condutividade
A condutividade do efluente líquido, ou seja, a capacidade de conduzir corrente
elétrica deverá ser diretamente proporcional à quantidade de íons condutores presentes
no meio.
5.2. Avaliação da EF no tratamento de efluentes
a) Caracterização do efluente
As amostragens de março a dezembro de 2005 oriundas do tanque de
equalização forneceram os resultados médios apresentados na Tabela 4.
Constatou-se grande variação de DQO, cor e turbidez no efluente da indústria
têxtil, ao longo dos dias em que as amostras do efluente bruto foram coletadas, as quais
podem ser creditadas ao tipo de corante e dos auxiliares de fixação, os quais eram os
principais constituintes do efluente coletado.
Com base na Legislação Ambiental vigente no Estado do Rio de Janeiro, DZ 205
R -5 (Diretriz de Controle de Carga Orgânica em Efluentes Líquidos de Origem Industrial),
o índice de redução da DQO deverá ser inferior à taxa de 200 mg/L para efluente da
indústria têxtil.
Parâmetro Faixa de valores
DQO (mgO
2
/L) 1226 a 2553
Temperatura (ºC) 41 a 47
pH 10 a 11,4
Turbidez (NTU) 8,0 a 75,3
Cor (Absorbância) 0,42 a 0,842
Condutividade (mS/cm) 2,65 a 4,61
Tabela 4 – Parâmetros obtidos durante a coleta da água residuária afluente à ETE da
indústria (março a dezembro de 2005).
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
77
Os outros parâmetros deverão atender as exigências da NT 202 R-10/FEEMA ou
resolução do Ministério do Desenvolvimento Urbano e Meio Ambiente – Conselho
Nacional de Meio Ambiente - CONAMA 020/86 art.21 atual 357. Onde o efluente se
enquadra no Art. 17. Para lançamento em corpo receptor em Água doce de classe 4.
Onde:
Temperatura - < 40ºC / Turbidez – até 100 NTU / Cor verdadeira – até 75 mg Pt/L;
pH – 6,0 a 9,0 / Al – 0,2 mg/L / Fe – 5 mg/L.
b) Ensaio preliminar
Com o objetivo de se avaliar a potencialidade da técnica de EF no enquadramento
efluente “in natura”.
Durante a eletrofloculação, em todos os ensaios realizados a temperatura do
efluente não variou, mantendo-se em 20
o
C ± 5
o
C.
O primeiro ensaio de EF foi feito com o efluente bruto com sua característica
original sem modificação de pH (pH 11), intensidade de corrente aplicada de 0,4 A e com
tempo de eletrólise de 5 minutos (Tabela 5). Os resultados não mostraram eficiência de
remoção de poluentes, tais como: cor (6%) e turbidez (19%), não houve remoção de
DQO para eletrodo de alumínio. Para eletrodo de ferro os resultados de eficiência de
remoção foram ainda piores: turbidez (5%), DQO e cor não houve remoção.
Remoção (%)
Parâmetros
Al Fe
DQO - -
Cor 6 -
Turbidez 19 5
c) Variação do pH e tempo de EF
Como estes resultados não foram satisfatórios, tentou-se otimizar a EF variando-
se o tempo e o pH do efluente (Tabela 6). O pH foi ajustado pela adição de solução de
H
2
SO
4
com tempos de eletrólise de 10 minutos em pH
i
8, houve pequena melhora na
remoção de DQO (26%), da cor (22%) e da turbidez (33%) para eletrodo de alumínio. Em
pH
i
igual a 6 e 10 minutos de eletrofloculação houve remoção de DQO (33%), de cor
Tabela 5 – Resultados obtidos após 5 minutos de EF do efluente bruto (i = 0,4 A e pH 11).
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
78
(35%) e de turbidez (36%) em eletrodo de alumínio. Como a remoção ainda estava
insatisfatória, elevou-se o pH a neutralidade. Com 20 minutos de eletrólise utilizando
eletrodo de alumínio, houve remoção de DQO (34%), cor (40%) e turbidez (39%). Em
todos estes ensaios o eletrodo de ferro apresentou uma capacidade inferior ao eletrodo
de alumínio.
Al Fe
pH
i
pH
i
Parâmetro
6 7 8 6 7 8
DQO 33
a
34
b
26
a
/28
b
20
a
28
b
25
b
Cor 35
a
40
b
22
a
/38
b
- - -
Turbidez 36
a
39
b
33
a
/37
b
25
a
33
b
22
a
/31
b
Como foi observado que tanto o pH
i
quanto o tempo de EF foram determinantes
no processo de EF, foi avaliada a capacidade de tratamento da EF em meio ácido.
Assim, foram realizados ensaios de EF com eletrodo de alumínio em 30 minutos (Figura
48).
Al
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
567
pHi
Remoção (%
)
DQO Cor Turbidez
Figura 46 - efeito da variação de pH, utilizando eletrodo de alumínio com 30 minutos
de eletrofloculação e intensidade de corrente de 0,4 A
a: tempo de EF = 10 minutos
b: tempo de EF = 20 minutos
Tabela 6 – Resultados obtidos (remoção %) variando-se o tempo e o pH do efluente (i =
0
,
4 A
)
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
79
Observou-se uma boa remoção de cor (90%), turbidez (98%) e DQO (51%) em
pH
i
5 utilizando eletrodos de alumínio. Este resultado é devido à formação de complexos
de Al formados durante o processo eletrolítico com íons OH
-
, que são solúveis em pH>7.
Assim, uma parte do alumínio gerado e solúvel não participa das reações de coagulação
e tendem a ficar em solução, principalmente na forma de [Al(OH)
4
]
-
.
Devido ao menor custo do eletrodo de ferro, o mesmo estudo foi feito para este
eletrodo. A figura 49 apresenta o ensaio com eletrodo de ferro, aplicação de intensidade
de corrente de 0,4 A e 30 minutos de eletrofloculação.
Com este eletrodo pode-se observar que o pH
i
7 foi o ideal para a remoção de
DQO (48%), de cor (31%) e de turbidez (56%). Com o aumento de pH, diferentes formas
de hidróxidos de Fe que são formados durante o processo eletrolítico, tendem a ficar
solúveis, devido às reações de complexação com íons OH
-
. Assim, uma parte do ferro
gerado e solúvel não participa das reações de coagulação e tende a ficar em solução,
principalmente na forma de [Fe(OH)
4
]
-
. Esses complexos solúveis ocorrem em pH> 9.
Entretanto, a capacidade de remoção do Fe ainda é inferior ao do Al para o
efluente estudado.
A Figura 50, apresenta a variação entre o pH
i
do efluente e o pH
f
após a
eletrofloculação, referente aos resultados da Tabela 5 e 6.
Figura 49 – efeito da variação de pH
i
, utilizando eletrodo de ferro com 30 minutos de
eletrofloculação e intensidade de corrente de 0,4 A.
Fe
0
10
20
30
40
50
60
567
pHi
Remoção (%)
DQO Cor Turbidez
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
80
Figura 50 – relação entre o pH do efluente antes e após o tratamento por
eletrofloculação utilizando eletrodo de alumínio e ferro (intensidade de corrente 0,4 A e
tempo de 5, 10 e 20 minutos).
Ocorre um aumento do pH após o tratamento do efluente, aumento esse pode ser
atribuído ao consumo de H
+
decorrente da formação de hidrogênio no catodo proveniente
da eletrólise da água. A eletrofloculação possui a característica de aumentar o valor do
pH do efluente tratado. Esse fato decorre do princípio de que a eletrofloculação produz
íons OH
-
.
Na Figura 51 são mostrados a evolução do pH
i
e pH
f
dos ensaios anteriores.
Figura 51 – relação entre o pH do efluente antes e após o tratamento por
eletrofloculação utilizando eletrodo de alumínio e eletrodo de ferro (intensidade de
corrente 0,4 A e tempo de eletrólise de 30 minutos)
6
6,5
7
7,5
8
8,5
9
45678
pHi
pHf
Al Fe
6
7
8
9
10
11
12
56789101112
pHi
pHf
Al Fe
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
81
Em todos os experimentos observou-se um aumento no pH do efluente.
Com o decorrer da eletrólise, segundo Angelis (1997) haverá aumento dos valores
de pH devido à diminuição da concentração de íons H
+
(aq) e a formação de íons OH
-
(aq).
A formação de íons Fe
2+
(aq) e sua posterior oxidação para Fe
3+
(aq) leva a precipitação
do hidróxido de ferro (III), de cor avermelhada; cabe ressaltar que essa oxidação pelo
oxigênio torna-se mais rápida a medida que o meio se torna mais básico
.
De acordo com os resultados anteriores, com o intuito de se aumentar a eficiência
de remoção dos poluentes, aumentou-se a intensidade de corrente de 0,4 para 0,6 A,
variando-se também o pH e mantendo-se o tempo de eletrólise de 30 minutos com o
mostrado na Figura 52.
Ocorre maior eficiência de remoção de contaminantes com o aumento da
intensidade de corrente. No caso do eletrodo de Alumínio a maior eficiência ocorreu
novamente em pH
i
5, sendo DQO (87% = 167mg/L) alcançando o limite permitido para
lançamento no corpo receptor de acordo com a DZ 205. A remoção de cor foi de 86% e
turbidez de 98%. Isto se deve, provavelmente, ao fato de que o aumento da corrente
acarretou na maior produção de Al(OH)
3
, uma vez que esse composto é o responsável
por remover as impurezas do efluente.
No caso do eletrodo de ferro, os resultados de eficiência de remoção são
mostrados na Figura 53.
Al
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
44,55 7
pHi
Remoção (%
)
DQO Cor Turbidez
Figura 52 – efeito da variação de pH
i
, utilizando eletrodos de alumínio com 30 minutos
de eletrofloculação e intensidade de corrente de 0,6 A.
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
82
A maior eficiência ocorreu novamente em pH
i
7, com remoção de DQO (71%), cor
(84%) e turbidez (98%). Isto se deve provavelmente ao fato de que há uma maior
produção de Fe(OH)
3
, uma vez que esse composto é o maior responsável por remover as
impurezas do efluente.
Para os dois eletrodos utilizados nos ensaios (alumínio e ferro) como mostrados
nas Figuras 50 e 51, verificou-se com o aumento da intensidade da corrente aplicada (0,4
A para 0,6 A), houve aumento da eficiência de remoção de poluentes (DQO, cor e
turbidez). Este fato ocorre provavelmente porque com o aumento da corrente aplicada
ocorre maior desgaste do eletrodo (anodo), lançando na solução cátions do metal, o que
propicia maior geração de hidróxidos do metal, que são os agentes coagulantes,
favorecendo maior eficiência de remoção dos contaminantes. Observou-se que o pH
inicial ótimo para eletrodos de alumínio e ferro foi de 5 e 7 respectivamente.
d) Variação da distância do eletrodo
Após ter se estabelecido o melhor pH para a EF, foram realizados ensaios com o
intuito de se obter a distância ideal entre eletrodos (Figura 54) visando melhorar a
eficiência de remoção de contaminantes. A Figura 55 apresenta os resultados de
remoção quando se utilizou um eletrodo de alumínio.
Figura 53 – efeito da variação do pH
i
, utilizando eletrodos de Ferro com 30 minutos de
eletroflocula
ç
ão e intensidade de corrente de 0
,
6 A.
Fe
40
50
60
70
80
90
100
5677,5
pHi
Remoção (%
)
DQO Cor Turbidez
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
83
Observou-se que com a variação da distância entre eletrodos, a remoção de DQO
(53%) foi praticamente a mesma quando se aumentou de 0,5 a 1,5 cm. Para remoção de
cor (87%), houve uma melhora na eficiência com eletrodo de alumínio usando a distância
de 1cm, para remoção de turbidez (96%), houve melhor resultado usando a distância de
0,5cm. Portanto se convencionou usar eletrodos de alumínio com distância de 0,5 cm.
Apesar da tendência de aumento da eficiência para distâncias menores que 0,5 cm, não
foram realizados ensaios. Nesta situação, pois, o sistema experimental inviabiliza
Figura 55 - Efeito da distância entre eletrodos, utilizando eletrodo de alumínio com 30
minutos de eletrofloculação, pH
i
5 e corrente de 0,6 A.
Al
40
50
60
70
80
90
100
0,5 1 1,5
Distância (cm)
Remoção (%
)
DQO Cor Turbide
z
distância 0,5 cm
Figura 54 – Eletrodo com distância de 0,5 cm
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
84
distâncias menores entre a placa para favorecer o fluxo do efluente, que contém
partículas em suspensão, evitando o entupimento.
Na Figura 56 é mostrado o efluente bruto e tratado por eletrofloculação com
eletrodo de alumínio.
Para o eletrodo de ferro, (Figura 57) resultados de eficiência semelhantes para cor
e turbidez (79% e 90% respectivamente), com distância de 0,5 e 1 cm. Para remoção de
DQO (40%) utilizando distância entre eletrodos de 0,5 cm, encontrou-se a melhor
eficiência de remoção de contaminantes. Portanto se convencionou usar eletrodos de
ferro com distância de 0,5 cm, já que em todas as situações essa distância foi a mais
eficiente.
Figura 56 – Efeito da distância entre eletrodos (da esquerda para a direita – efluente
bruto; efluente tratado com eletrodo de alumínio com 0,5; 1,0 e 1,5 cm,
respectivamente).
Figura 57 - Efeito da distância entre eletrodos, utilizando eletrodo de ferro com 30
minutos de eletrofloculação, pH
i
7 e intensidade de corrente de 0,6 A
Fe
30
40
50
60
70
80
90
100
0,5 1 1,5
Distância (cm)
Remoção (%
)
DQO Cor Turbide
z
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
85
Na Figura 58 é mostrado o efluente bruto e tratado por eletrofloculação com
eletrodo de ferro.
e) Variação das características do efluente real
Como as características do efluente real eram muito mutáveis, cinco amostras
diferentes (Tabela 7) foram tratadas pela EF com o objetivo de se determinar as
características mais importantes (Figura 59).
pH
Condutividade
(mS/cm)
DQO
(mg/L)
Cor
(Absorbância)
Turbidez
(NTU)
10 2,79 1540 0,607 8
11,6 4 1739 0,607 63,5
11,21 3,9 1990 0,588 61,4
11,25 4,61 1428 0,585 73,5
10,7 3,24 1340 0,703 48,8
Médias
3.71 1607 0,618 51,04
Figura 58 – Efeito da distância entre eletrodos (da esquerda para a direita – efluente
bruto; efluente tratado com eletrodo de ferro com 1,5; 1,0 e 0,5 cm, respectivamente).
Tabela 7 – Efluente têxtil amostrado em 24/05, 09/06, 01/07, 27/07 e 25/09 de 2005
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
86
Observou-se que utilizando eletrodo de alumínio e ferro nas mesmas condições
(tempo de 30 minutos, intensidade de corrente de 0,6 A e pH 5 para Al e pH 7 para Fe),
para remoção de DQO o eletrodo de alumínio foi mais eficiente do que o eletrodo de
ferro, apenas no período de 01/07 (60%) o eletrodo de ferro foi mais eficiente. Na
remoção de cor para eletrodo de alumínio, notou-se uma eficiência quase que constante
(93%, 87%, 88%, 88% e 89%), com eletrodo de ferro a remoção foi bem inferior (83%,
72%, 70%, 68% e 77%). A turbidez apresentou uma remoção bastante satisfatória com
eletrodo de alumínio (94%, 98%, 96%, 95% e 88%), enquanto que o eletrodo de ferro
teve um rendimento inferior ao eletrodo de alumínio. Este resultado mostra que mesmo
com variações de cargas do efluente têxtil, a eletrofloculação se mostrou eficiente na
remoção destes contaminantes.
Como pode ser observado, por se tratar de um efluente real de uma empresa de
grande porte e trabalhar com tecidos de cores variadas, tem-se a dificuldade de se
manter um resultado homogêneo de remoção de contaminantes. Isto pode ser
comprovado em todas as amostragens realizadas, da grande variação de cargas
poluentes e dos resultados alcançados de eletrofloculação.
Figura 59 – Eficiência na remoção de DQO, cor e turbidez em função do material
eletródico. (Tempo de eletrólise 30 minutos, intensidade de corrente aplicada de 0,6 A e
pH
i
5 para Al e pH
i
7 para Fe)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
DQO (Al) DQO (Fe) Cor (Al) Cor (Fe) Turbidez
(Al)
Turbidez
(Fe)
Parâmetros
Remoção (%)
24/mai 9/jun 1/jul 27/jul 25/set
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
87
f) Tempo de EF
Com o aumento do tempo de eletrólise de 30, 40 e 50 minutos, mantendo-se uma
intensidade de corrente de 0,6 A e pH
i
5 para eletrodos de alumínio, foi avaliada a
eficiência de remoção de contaminantes pela EF (Figura 60).
Observou-se um aumento significativo de remoção de contaminantes,
principalmente na remoção de DQO onde ocorreu uma variação de 53% para 64% de 30
para 50 minutos respectivamente. Já a remoção de cor foi praticamente constante (89%,
92% e 93%) em 30, 40 e 50 minutos de eletrólise. A turbidez foi mais eficiente em 40
minutos (98%) de remoção.
No caso do eletrodo de ferro, resultados da eficiência de remoção e mantendo-se
uma intensidade de corrente de 0,6 A e pH
i
7 são mostrados na Figura 61.
Observou-se um aumento significativo de remoção de cor e turbidez de 30 a 50
minutos de eletrólise, onde a remoção de cor variou de (61% a 85%) e turbidez (44% a
96%). Já a remoção de DQO foi praticamente constante (45%, 46% e 48%).
Figura 60 - Efeito da variação de tempo, utilizando eletrodo de alumínio com pH
i
5 e
intensidade de corrente aplicada de 0,6 A
Al
50
60
70
80
90
100
30 40 50
Tempo (minuto)
Remoção (%
)
DQO Cor Turbidez
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
88
g) Variação da potência
É importante salientar que na fase final dos ensaios de eletrofloculação, a unidade
piloto de eletrofloculação sofreu modificação com o intuito de aumentar sua capacidade
de potência e assim poder realizar ensaios aplicando maiores valores de intensidade
corrente e diminuir o tempo de eletrólise. Visto que uma maior intensidade de corrente,
provavelmente, implica em uma maior eficiência de remoção de poluente.
Com a modificação do equipamento na ampliação do aumento da potência, foi
realizado ensaio na ordem de 4 A em 10 minutos de eletrólise utilizando eletrodo de
alumínio e ferro, como mostrado na Figura 62.
Figura 61 - Efeito da variação de tempo, utilizando eletrodo de Ferro com pH
i
7 e
intensidade de corrente de 0,6 A.
Fe
40
50
60
70
80
90
100
30 40 50
Tempo (minuto)
Remoção (%
)
DQO Cor Turbidez
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
DQO Cor Turbidez
Parâmetros
Remoção (%
)
Al Fe
Figura 62 - Efeito do aumento da intensidade de corrente para 4 A utilizando eletrodo
de alumínio, pH
i
5 e eletrodo de ferro, pH
i
7 e 10 minutos de eletrofloculação.
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
89
Os resultados indicaram que houve boa remoção de contaminantes utilizando
eletrodos de alumínio e ferro, Para remoção de DQO (Al 63% e Fe 58%), cor (Al 89% e
Fe 93%) e turbidez (Al 99% e Fe 98%). Isto significa que com uma maior intensidade de
corrente e diminuição do tempo, mantem-se boa eficiência de remoção de
contaminantes. Dessa forma pode-se construir estações de tratamento de efluentes de
tamanho reduzido em relação às estações de tratamento de efluentes convencionais.
Variando-se a intensidade de corrente da ordem de 1 a 5 A, na EF por 10 minutos
obteve-se remoções bastante satisfatórias de DQO, cor e turbidez
(Figura 63 e 64).
Utilizando eletrodo de alumínio, resultados de eficiência de remoção são
mostrados na Figura 63.
O aumento linear da intensidade de corrente forneceu melhores valores de
remoção de DQO e turbidez em 3 A. Não sendo interessante então, aplicar maiores
valores de intensidade de corrente, visto que, neste caso, também acarreta em um maior
desgaste do eletrodo e em um maior consumo de energia elétrica.
Na figura 64 é mostrado o efluente bruto e tratado após eletrofloculação com
eletrodo de alumínio.
Figura 63 - Efeito da variação da intensidade de corrente, utilizando eletrodo de
alumínio, pH
i
5 e 10 minutos de eletrofloculação.
Al
40
50
60
70
80
90
100
12345
Intensidade de corrente (A)
Remoção (%
)
DQO Cor Turbidez
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
90
Utilizando eletrodo de ferro, resultados de eficiência de remoção são mostrados
na figura 65.
Variando-se a intensidade de corrente de 1 a 5 A, os resultados mostram que a
maior eficiência de remoção de DQO, cor e turbidez utilizando eletrodo de ferro, ocorreu
em 5 A. Mas neste caso, ao contrário do eletrodo de alumínio na Figura 61, é válido
aplicar a maior intensidade de corrente, mesmo que isso implique num consumo maior de
Figura 65 - Efeito da variação da intensidade de corrente, utilizando eletrodo de
ferro, pH
i
7 e 10 minutos de eletrofloculação.
Figura 64 – Efeito da variação da intensidade de corrente (da esquerda para a direita –
efluente bruto; efluente tratado com eletrodo de alumínio com 1; 2; 3; 4 e 5 A,
res
p
ectivamente
)
Fe
30
40
50
60
70
80
90
100
12345
Intensidade de corrente (A)
Remoção (%
)
DQO Cor Turbidez
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
91
Figura 67 – Relação entre o pH
i
do efluente e após a eletrofloculação, utilizando
eletrodo de alumínio e ferro com tempo de eletrólise de 10 minutos e pH
i
5 para
eletrodo de alumínio e pH
i
7 para eletrodo de ferro
energia e desgaste do eletrodo, mas é onde temos a maior eficiência de remoção de cor
(96%), turbidez (96%) e DQO (61%) simultaneamente.
Na Figura 66 é mostrado o efluente bruto e tratado após eletrofloculação com
eletrodo de ferro.
5.3. Caracterização do efluente após EF
A Figura 67 mostra a variação entre o pH
i
(convencionado para i = 0) do efluente e
o pH
f
após a eletrofloculação, utilizando eletrodos de alumínio e ferro dos ensaios
anteriores.
Figura 66 – Efeito da variação da intensidade de corrente (da esquerda para a direita
– efluente bruto; efluente tratado com eletrodo de ferro com 1; 2; 3; 4 e 5 A,
respectivamente).
4
5
6
7
8
9
10
11
0123456
Intensidade de corrente (A)
pH
f
Al Fe
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
92
A condutividade variou com o aumento da intensidade de corrente aplicada na
eletrólise (Figura 68 e 69).
Isto pode ser atribuído principalmente ao aumento ou diminuição dos íons
presentes, qual seja a formação de íons ferro (II), alumínio (III) ou de íons provenientes
de matéria orgânica oxidada.
A tensão aumentou de acordo com a intensidade de corrente aplicada na
eletrólise como mostrado nas Figuras 70 e 71.
Figura 68 – Variação da condutividade em função do aumento da intensidade
de corrente a
p
licada. Tem
p
o de eletrólise de 10 minutos e
p
H
i
5
Figura 69 – Variação da condutividade em função do aumento da intensidade
de corrente aplicada. Tempo de eletrólise de 10 minutos e pH
i
7
A
l
3,8
4
4,2
4,4
4,6
012345
Intensidade de corrente (A)
Condutividade (mS/cm)
Fe
3,8
4
4,2
4,4
4,6
012345
Intensidade de corrente (A)
Condutividade (mS/cm)
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
93
5.4. Desgaste de massa de eletrodo e consumo de energia elétrica
A Figura 72 ilustra a massa de eletrodo de alumínio consumida e a energia
elétrica gasta durante a eletrólise com variações de intensidade de corrente de 1 a 5 A
em pH
i
5. Com aplicação de intensidade de corrente de 3 A obteve-se o melhor resultado
de remoção de contaminantes.
Figura 70 - Potencial medido em função da variação da intensidade de corrente
controlada. pH
i
5 e tempo de eletrólise de 10 minutos.
A
l
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
12345
Intensidade de corrente (A)
Tensão (V)
Fe
2
2,4
2,8
3,2
3,6
4
12345
Intensidade de corrente (A)
Tensão (V)
Figura 71 - Potencial medido em função da variação da intensidade de corrente
controlada. pH
i
7 e tempo de eletrólise de 10 minutos.
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
94
A massa de eletrodo de alumínio consumida foi de 0,168 g/L e o consumo de
energia elétrica foi de 0,00208 kwh/L, com aplicação de intensidade de corrente de 3 A.
A Figura 73 ilustra a massa de eletrodo de ferro consumida e a energia elétrica
consumida durante a eletrólise com variação de intensidade de corrente de 1 a 5 A em
pH
i
7. Com aplicação de intensidade de corrente de 5 A obteve-se o melhor resultado de
remoção de contaminantes.
Figura 73 - Efeito do desgaste do eletrodo de ferro sobre a energia consumida
Figura 72 - Efeito do desgaste do eletrodo de alumínio sobre a energia consumida.
Massa de eletrodo (g/L)
Al
0
0,001
0,002
0,003
0,004
0,005
0,006
0,007
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3
Massa de eletrodo (g/L)
Energia (kwh/L)
Fe
0
0,001
0,002
0,003
0,004
0,005
0,006
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Massa de eletrodo (g/L)
Energia (kwh/L)
1A
3
A
4
A
5
A
1A
2
A
3
A
4
A
5
A
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
95
A massa de eletrodo consumida foi de 0,87 g/L e o consumo de energia elétrica
foi de 0,005 kWh/L, com aplicação de intensidade de corrente de 5 A.
5.5. Eletrodo Híbrido (Fe+Al)
Este eletrodo foi desenvolvido com a finalidade de se lançar íons de ferro e
alumínio ao mesmo tempo na solução, com o intuito de se observar o seu efeito no
efluente. Este eletrodo foi construído com 8 placas, sendo 4 de alumínio e 4 de ferro,
sendo 4 delas correspondentes aos catodos e as demais aos anodos. Estes eletrodos
tinham dimensões de 10 cm de altura e 5 cm de largura (com espessura de 1,5 mm). As
placas foram separadas por espaçadores (com 0,5 cm de espessura cada).
Os ensaios de eletrólise foram realizados em pHi 6. Isto se deve ao fato de que é
o pH intermediário entre os ensaios com eletrodo de alumínio e de ferro (pH 5 e pH 7,
respectivamente).
Foi realizado ensaio na ordem de 5 A e 10 minutos de eletrólise utilizando eletrodo
híbrido como mostrado na Figura 74.
Os resultados indicaram que houve boa remoção de DQO (53%), cor (92%) e
turbidez (98%). O que indica que o eletrodo híbrido pode ser também uma alternativa de
tratamento para o efluente estudado.
Com variação da intensidade de corrente na ordem de 1 a 5 A, como mostra a
Figura 75, verifica-se que é em 4 e 5 A que se tem os melhores resultados de eficiência
Híbrido
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
DQO Cor Turbidez
Parâmetros
Remoção (%
)
Figura 74 - Efeito do aumento da intensidade de corrente para 5 A utilizando eletrodo
híbrido, pH
i
6 e 10 minutos de eletrólise.
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
96
de remoção de DQO (56 e 55%), cor (81 e 88%) e turbidez (96 e 97%). O eletrodo híbrido
comportou-se de maneira muito interessante do ponto de vista de remoção de poluentes.
Neste caso, com os dados de eficiência alcançados, o eletrodo híbrido, também pode ser
uma alternativa interessante para esse tipo de efluente.
Na Figura 76 é mostrado o efluente bruto e tratado com eletrodo híbrido.
A Figura 77 mostra a variação entre o pH
i
(convencionado para i = 0) do efluente e
o pH
f
após a eletrofloculação utilizando eletrodo híbrido.
Figura 75 - Efeito da variação da intensidade de corrente, utilizando eletrodo
híbrido, pH
i
6 e 10 minutos de eletrofloculação.
Figura 76 – Efeito da variação da intensidade de corrente (da esquerda para a
direita – efluente bruto; efluente tratado com eletrodo híbrido com 1; 2; 3; 4 e 5 A,
respectivamente
)
Híbrido
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
12345
Intensidade de Corrente (A)
Remoção (%)
DQO Cor Turbidez
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
97
Figura 77 – Relação entre o pH
i
do efluente e após a eletrofloculação, utilizando
eletrodo híbrido com tempo de eletrólise de 10 minutos e pH
i
6
A condutividade variou com o aumento da intensidade de corrente aplicada na
eletrólise (Figura 78).
Isto pode ser atribuído principalmente ao aumento ou diminuição dos íons
presentes, e da matéria orgânica oxidada.
A tensão aumentou com o aumento da intensidade de corrente aplicada, como
mostrado na Figura 79.
Híbrido
2,55
2,6
2,65
2,7
2,75
2,8
012345
Intensidade de corrente (A)
Condutividade mS/cm
Figura 78 – Variação da condutividade em função do aumento da intensidade de
corrente aplicada.
5
6
7
8
9
10
0123456
Intensidade de corrente (A)
pHf
Híbrido
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
98
A Figura 80 ilustra a massa de eletrodo híbrido consumida e a energia elétrica
consumida durante a eletrólise com variação de intensidade de corrente de 1 a 5 A em
pH
i
6.
Com aplicação de intensidade de corrente de 4 e 5 A, na qual se obteve os
melhores resultados de remoção de contaminantes a massa de eletrodo consumida foi de
0,458 g/L e 0,575 g/L respectivamente, e o consumo de energia elétrica foi de 0,00416
kWh/L e 0,00625 kwh/L respectivamente.
Híbrido
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
12345
Intensidade de corrente (A)
Tensão (V)
Figura 79 Potencial medido em função da variação da intensidade de corrente
controlada. pH
i
6 e tempo de eletrólise de 10 minutos.
Figura 80 - Efeito do desgaste do eletrodo híbrido sobre a energia consumida
Híbrido
0
0,001
0,002
0,003
0,004
0,005
0,006
0,007
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
Massa de eletrodo (g/L)
Energia (kwh/L)
1A
2
A
3
A
5
A
4
A
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
99
A Figura 81 refere-se ao eletrodo híbrido. Observe o arranjo entre as placas, foi
projetado de forma que alumínio e ferro se oxidem ao mesmo tempo.
5.6. Avaliação de Al e Fe residual na amostra de efluente bruto e após a
eletrofloculação.
Na Tabela 8 é mostrada o teor de Al e Fe do efluente bruto e após
eletrofloculação com eletrodo de Al. Os ensaios foram realizados com Espectrometro de
Emissão Ótica por Plasma Indutivamente Acoplado.
Observou-se que em todos os casos a quantidade de metal residual nos ensaios
de eletrofloculação, utilizando eletrodo de alumínio foram inferiores a o do efluente bruto,
demonstrando que a eletrofloculação também removeu parte do metal que estava na
solução. Apenas no caso da amostra com intensidade de corrente de 5 A (0,23 mg/L) é
Al
(mg/L)residual
Fe
(mg/L) residual
Condições de EF
0,61
a
0,43
b
I = 3 A / t = 10 minutos / pH
i
5 0,14 0,05
I = 4 A / t = 10 minutos / pH
i
5 0,20 0,18
I = 5 A / t = 10 minutos / pH
i
5 0,23 0,03
Tabela 8 – Quantidade remanescente de alumínio e ferro no efluente bruto e
eletrofloculado utilizando eletrodo de alumínio
Figura 81 – Eletrodo híbrido
A
l
Fe
a: efluente bruto com residual de Al
b: efluente bruto com residual de Fe
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
100
que se observou um residual maior do que o permitido no CONAMA 357 que é de 0,2
mg/L.
Na Tabela 9 é mostrada o teor de Al e Fe do efluente bruto e após eletrofloculação
utilizando eletrodo de ferro.
Al (mg/L) residual Fe (mg/L) residual
Condições de EF
0,61
a
0,43
b
I = 4 A / t = 10 minutos / pH
i
7 0,08 0,36
I = 5 A / t = 10 minutos / pH
i
7 0,06 0,20
Observou-se que em todos os casos a quantidade de metal residual após a
eletrofloculação utilizando eletrodo de ferro, foram inferiores a o do efluente bruto,
demonstrando que a eletrofloculação também removeu parte do metal que estava na
solução.
Na Tabela 10 é mostrada a quantidade de Al e Fe do efluente bruto e após a
eletrofloculação utilizando eletrodo híbrido.
Al (mg/L) residual Fe (mg/L) residual
Condições de EF
0,49
a
0,63
b
I = 3 A / t = 10 minutos / pH
i
6 0,41 14,37
I = 4 A / t = 10 minutos / pH
i
6 0,95 0,07
I = 5 A / t = 10 minutos / pH
i
6 7,19 0,10
Observou-se que em 3 A o residual de ferro, ficou bem acima da quantidade do
efluente bruto. Além disso, a quantidade de ferro está acima da que pode ser lançada no
efluente de acordo com a resolução do CONAMA 357 que é de 5 mg/L. No caso do
residual de alumínio, em todas as situações verificou-se uma quantidade maior do que o
permitido, quando que o permitido pelo CONAMA 357 é de 0,2 mg/L principalmente com
5 A onde o residual foi de 7,19 mg/L.
Tabela 9 – Quantidade remanescente de alumínio e ferro no efluente bruto e
eletrofloculado utilizando eletrodo de ferro
Tabela 10 – Quantidade remanescente de alumínio e ferro no efluente bruto e
eletrofloculado utilizando eletrodo híbrido
a: efluente bruto com residual de Al
b: efluente bruto com residual de Fe
a: efluente bruto com residual de Al
b: efluente bruto com residual de Fe
Cerqueira, A. A. _ __ _________ Resultados e Discussão
101
5.7. Comparação do processo de EF com o processo utilizado pela indústria têxtil
Na Tabela 11 demonstrou-se o comparativo do efluente eletrofloculado com o
tratamento físico-químico utilizado pela indústria têxtil após o tanque de decantação.
Tabela 11 - Comparação entre tratamento eletrolítico (laboratório) x tratamento físico-
químico (indústria têxtil)
Tratamento eletrolítico
Remoção (mg/L)
Tratamento
físico-químico
Remoção
(mg/L)
Parâmetro
Efluente bruto
(mg/L)
Eletrodo de Al Eletrodo de Fe
Tanque de
decantação
(a) 1428 515 643 600
(b) 1770 832 973 708
(c) 1340 616 683 603
DQO
(d) 1348 404 526 620
O efluente eletrofloculado sendo utilizado eletrodo de alumínio foi superior ao
tratamento físico-químico da indústria têxtil na remoção de DQO (a) 515mg/L e (d)
404mg/L. No caso do eletrodo de ferro, o ensaio foi superior ao tratamento físico-químico
somente com uma DQO do efluente bruto de (d) 1348 mg/L com 526mg/L de remoção
deste contaminante. No tratamento eletrolítico e no tratamento físico-químico após
tanque de decantação, o efluente tratado não conseguiu se enquadrar na DZ-205 R-5
que determina uma DQO < 200 mg/L para efluente têxtil. Sendo assim, este efluente
precisa de um tratamento posterior (terciário) para se enquadrar na Legislação Vigente
para lançamento em corpo receptor.
Cerqueira, A. A. _ __ ___________ Considerações Finais
102
6. Considerações Finais
Segundo a Peltron (2005), em uma colméia de eletrodos sejam eles de alumínio,
ferro ou híbrido (Fe+Al), o fluxo de energia necessário para promover a coagulação e
flotação como ocorrências básicas do tratamento consistem primariamente, na aplicação
de corrente e tensão pré-definidas em experimentos de bancada que, de acordo com a
literatura pertinente ao assunto podem apresentar potenciais em corrente contínua, e
corrente proporcional a vazão de tratabilidade e principalmente a carga de contaminantes
que se deseje coagular no efluente.
No entanto, em estudos mais avançados e considerando-se as tecnologias de
controle de potência e conversão da qual se dispõe atualmente, muitas outras técnicas e
metodologias de aplicação de potencial foram desenvolvidas especialmente para esta
aplicação.
Em tempos não muito distantes e até mesmo na literatura atual é normal
relacionar o uso dos tratamentos eletrolíticos de efluentes ao uso de uma simples fonte
de corrente contínua com elevada corrente e baixo nível de tensão. Porém, o que se
verifica até os últimos cinco anos, é que até então não se observa a implantação de
nenhuma unidade de tratamento que integre em sua composição, um equipamento de
conversão de potência projetado e dedicado a esta aplicação. Este fato vem a ser o
principal motivo pela descrença da técnica de tratamento abordada. Nunca se questionou
o porquê dos sistemas implantados serem de difícil controle, com consumo excessivo de
energia e eletrodos e problemas de ordem operacional. Nunca se relatou e tão pouco fora
explicado as ocorrências de empenamento dos eletrodos até a condição de curto-circuito,
o desgaste irregular ocasionando a inutilização de uma colméia prematuramente, o
isolamento de eletrodos e o consumo elevado de energia elétrica.
Hoje, sabe-se que os problemas verificados estão quase que em sua totalidade
relacionados com o dimensionamento do sistema de conversão. Pois quando se aplica
uma corrente elevada em uma polaridade fixa, cria-se um campo eletromagnético de
densidade variável em função do meio, temperatura, corrente, tensão e até mesmo a
pressão atmosférica, este campo, induz a aproximação dos vértices dos eletrodos
levando desta forma a uma queda da qualidade do tratamento, desgaste irregular e em
último caso provocando um curto-circuito no sistema elétrico.
Outro fato relevante está relacionado à tecnologia de conversão em função da
aplicação. Um simples retificador de corrente contínua como normalmente é utilizado não
garantirá nenhum compromisso com o rendimento elétrico na conversão. Para estes
equipamentos, tipicamente, adotam-se rendimentos não superiores a 60%, ou seja, estes
Cerqueira, A. A. _ __ ___________ Considerações Finais
103
apresentarão fator de potência inferior a 0,6 proporcionando desta forma, uma grande
perda de energia por conversão.
Algumas empresas que dominam esta tecnologia de tratamento especialmente
aquelas que têm origem no controle e condicionamento de energia, desenvolveram e
aperfeiçoaram um interessante sistema de controle que parte basicamente do principio
de que cada unidade de tratamento ou cada célula eletrolítica deverá funcionar associada
com o que chamam de eletroconversor. Uma unidade de conversão dedicada
especificamente para o uso de uma célula eletrolítica ajustado para um efluente
específico. Este sistema caracteriza-se não pelo uso de corrente contínua, contrariando
diversas fontes técnicas sobre o assunto, mas sim com corrente alternada. Uma corrente
com seus parâmetros (corrente, tensão e freqüência) interagíveis com o efluente de
forma a proporcionar o melhor rendimento no tratamento. Esta configuração tem
mostrado ganhos expressivos em relação ao sistema de conversão tradicional, pois, uma
vez que não fora verificado em nenhuma das unidades de tratamento instaladas com este
sistema os problemas verificados anteriormente e quanto ao consumo de energia, este
apresenta um rendimento próximo a 100% com fator de potência superior a 0,98. Em
diversos comparativos de tratabilidade garantiu sempre em comparação com um sistema
de lodos ativados consumo de energia variando entre 40% a 60% menor e em relação
aos sistemas de conversão tradicionais atingiram até 80% de economia de energia para o
mesmo efluente. Os eletrodos praticamente dobraram a vida útil não se verificando
nenhum desgaste irregular ou empenamento. Certamente é uma evolução muito
significativa que se deve acompanhar e ser considerada nos projetos de tratabilidade.
Cerqueira, A. A. _ __ ____________________ Conclusão
104
7. Conclusão
A qualidade das águas residuárias oriundas de indústria têxteis de fabricação de
linho é altamente variável, possuindo alta variação de carga orgânica medida em termos
de DQO, cor e turbidez sendo essencial a equalização do efluente para se garantir uma
maior eficiência do sistema de tratamento.
Com relação aos materiais empregados para a fabricação dos eletrodos, fica a
certeza de que não há uma regra para a sua escolha, de acordo com o tipo de efluente.
Essa opção obrigatoriamente deverá passar por estudos preliminares em reator piloto,
para determinação de qual material levará à maior eficiência de remoção de poluentes.
Esta conclusão fica comprovada diante dos resultados apresentados neste trabalho.
A eficiência da remoção do contaminante é dependente do pH inicial, da
condutividade e da concentração do eletrólito, da densidade da corrente aplicada e da
concentração da carga orgânica.
O grande desafio de tratar efluentes têxteis é a grande variação temporal das
cargas poluidoras que são geradas pela indústria, devido aos auxiliares de fixação e dos
corantes por elas utilizados.
Os melhores resultados de eficiência de remoção de poluentes usando eletrodo
de alumínio foram (DQO 70%, cor 81% e turbidez 93%) nas seguintes condições:
intensidade de corrente de 3 A, tempo de 10 minutos, distância entre eletrodos de 0,5 cm
e pH inicial 5. E, no eletrodo de ferro: (DQO 61%, cor 95% e turbidez 96%) com
intensidade de corrente de 5 A, tempo de 10 minutos, distância entre eletrodos de 0,5 cm
e pH inicial 7.
Os resultados mostraram a eficiência do processo de eletrofloculação no
tratamento de efluentes têxteis. Além disso, considerando que a (EF) gera o agente
coagulante que, por sua vez, formará os flocos do material particulado e ao mesmo
tempo realiza a flotação do resíduo gerado, esse processo mostra-se bastante
interessante do ponto de vista de simplicidade de automação e relativo baixo custo.
Pode-se concluir que o objetivo deste trabalho foi alcançado.
Cerqueira, A. A. _ __ ________Referências Bibliográficas
105
8. Referências Bibliográficas
• ADHOUM, N.; MONSER, L., Decolourization and removal of phenolic compounds
from olive mil wastewater by eletrocoagulation, Chemical Engineering and
Processing, n.43, p.1275 – 1280, 2004
• ALCÃNTARA, M. R.; DALTIN, D., A química do processo têxtil, Química Nova, v.19
n. 3, p. 320 – 330, 1996.
• ANGELIS, D. F.; CORSO, C.; BIDÓIA, E. D.; MORAES, P. B.; DOMINGOS, R.;
ROCHA-FILHO, R. C., Eletrólise de resíduos poluidores. Efluente de uma
indústria liofilizadora de condimentos. Departamento de Bioquímica e
Microbiologia – Instituto de Biociências – UNESP, 1997.
• APHA, Standard Methods for Examination of Water and Wastewater, 19 ed.
American Public Health Association, Washington, D., 1995.
• ARAÚJO, M.; CASTRO, E. M. M.. Manual de Engenharia Têxtil, v. 2, Fundação
Calouste Gulbenkian, 1984.
• BAUGHMAN, G.; PERENICH, T.A., Fate of dyes in aqueous systems: Solubility and
partitioning of some hydrophobic dyes and related compounds. Environmental
Toxicology Chemical, vol. 7, p. 183-199, 1988.
• BARRERA-DIAS, C.; URENA-NUNES, F.; CAMPOS, E.; PALOMAR–PARDAVE, M.;
ROMERO-ROMO, M., A combined electrochemical- irradiation treatment of highly
colored and polluted industrial wastewater. Radiation physics and chemistry, v. 67,
p. 657 – 663, 2003.
• CAN, O. T.; KOBIA, M.; DE, MIRBAS, E.; BAYRAMOGLU, M., Treatment of the textile
wastewater by combined electrocoagulation. Chemosphere, n. 62, p. 181-187, 2006.
• CARMONA, M.; KHEMIS, M.; LECLERE, J. P.; LAPICQUE, F., A simple model to
predict the removal of oil suspensions from water using the elelctrocoagulation
technique. Chemical Engineering Science, n. 61, p.1233–1242, 2006.
Cerqueira, A. A. _ __ ________Referências Bibliográficas
106
• CERQUEIRA, A. A., Utilização de argilas na remoção de íons cromo presentes
em efluentes industriais. 2000. 53f. Monografia de especialização em química
ambiental – Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro.
• CHEN, G., Electrochemical technologies in wastewater treatment. Separation and
purification Technology, n. 38, p. 11-41, 2004.
• CHEN, X.; CHEN, G.; YUE, P. L., Separation of pollutants from restaurant wastewater
electrocoagulation, Separation and Purification Technology, n.19, p. 65-76, 2000.
• CHEN, X.; SHEN, Z.; ZHU, X.; FAN, Y.; WANG, W., Advanced treatment of textile
wastewater for reuse using electrochemical oxidation and membrane filtration. Water
SA, n. 31, v. 1, 2005.
• CIARDELLI, G.; RANIERI, N. The treatment and Reuse of Wasterwater in the Textile
Industry By Means of Ozonation and Eletroflocculation. Water Research, v. 35, n. 2,
p. 567-572, 2000.
• CONAMA 357 – Conselho Nacional do Meio Ambiente – Resolução n
0
357, de 17 de
março de 2005.
• CRESPILHO, F.N., REZENDE, M.O.O., Eletroflotação: Princípios e Aplicações,
Editora Rima, São Carlos, 1ª Ed., 2004. 96 p.
• CRESPILHO, F. N.; SANTANA, C. G.; REZENDE, M. O. O., Tratamento de efluente
de indústria de processamento de coco utilizando eletroflotação. Química Nova, n.
27, v. 2, 2004.
• DANESHVAR, N.; OLADEGARAGOZE, A.; DJAFARZADEH, N., Decolorization of
basic dye solution by electrocoagulation: An investigation of the effect of operational
parameters. Journal of Hazardous Materials, n. 129, p. 116-122, 2006.
• DRONDINA, R. V.; DRAKO, I. V. ¨Electrochemical technology of fluorine removal
from underground and wastewaters¨, Journal of Hazardous Materials. v. 37, p. 91-
100, 1994.
Cerqueira, A. A. _ __ ________Referências Bibliográficas
107
• DZ – 205 R-5 – Diretriz de Controle de Carga Orgânica em Efluentes Líquidos de
Origem Industrial.
Aprovada pela Deliberação Ceca nº 2491, de 05 de outubro de
1991. Publicada no DOERJ de 24 de outubro de 1991.
• FUNDAÇÃO ESTADUAL DE ENGENHARIA E MEIO AMBIENTE (FEEMA) – Manual
do Meio Ambiente – MF. 402 R-1, Método de Coleta de Amostras em Efluentes
Líquidos Industriais. SLAP – Sistema de Licenciamento de Atividades Poluidoras –
v. 2, 1983.
• FUNDAÇÃO ESTADUAL DE ENGENHARIA E MEIO AMBIENTE (FEEMA) (1994),
Programa de Despoluição da Baía de Guanabara, Internet:
www.pdbg.org.br/diagn.html, 1999.
• FREITAS, K. R., Caracterização e reuso de Efluentes do Processo de
Beneficiamento da Indústria Têxtil. 2002. Dissertação de Mestrado, Curso de Pós –
Graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal de Santa Catarina.
• GE, J.; QU, J.; LEI, P.; LIU, H., New bipolar electrocoagulation-electroflotation process
for the treatment of laundry wastewater. Separation and Purification Technology, n.
36, p. 33-39, 2004.
• GUARANTINI, C. C. I.; ZANONI, M. V. B., Corantes Têxteis. Química Nova, n. 23, v.
1, p. 71-78, 2000.
• HOLT, P.K.; BARTON, G.W.; WARK, M.; MITCHELL, C.A., A quantitative comparison
between chemical dosing and electrocoagulation. Colloids and Surfaces A:
Physicochemicals Engineering Aspects n. 211, p. 233-248, 2002.
• HOSNY, A. Y., Separating oil from oil-water emulsion by electroflotation technique.
Separation Technology, n. 6, p. 9-17, 1996.
• INAN, H.; DIMOGLO, A.; SIMSEK, H.; KARPUZEU, M., Olive oil mil wastewater
treatment by means of electrocoagulation. Separation and Purification Technology,
n. 36, p. 23-31, 2004.
Cerqueira, A. A. _ __ ________Referências Bibliográficas
108
• JODICKE, G.; FISCHER, U.; HUNGERBUHLER, R., Wastewater reuse: a new
approach to screen for designs with minimal total costs. Computers and Chemical
Engineering, v. 25, p. 203-215, 2001.
• KIM, T. H.; PARK; C.; SHIN, E.B.; KIM, S. Effects of Cl-based chemical coagulants on
electrochemical oxidation of textile wastewater, Desalination, v. 155, p. 59-55, 2003.
• KOBYA, M.; CAN, O. T.; BAYRAMOGLU, M., ¨Treatment of textile wastewater by
electrocoagulation usig iron and aluminum electrodes¨, Journal of Hazardous
Materials, B100, p. 163-178, 2003.
• KOPARAL, S. A.; OGUTVEREN, U. B., Removal of nitrate from water by
electroreduction and electrocoagulation, Journal Hazardous Materials, B89, p. 83-
94, 2002.
• KUNZ, A.; ZAMORA, P. P., Novas tendências no tratamento de efluentes têxteis.
Química Nova, v. 25, p. 78-82, 2002.
• LARUE, O.; VOROBIEV, E.; VU, C.; DURAND, B., Electrocoagulation and coagulation
by iron of latex particles in aqueous suspensions. Separation and. Purification.
Technology, v.31, p.177-192, 2003.
• LEITÃO, R. C. E PIRES, E. C., Avaliação do processo eletrolítico para remoção de
cor causada pela lignina, Anais do 16
0
Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária
e Ambiental – ABES, v. 2 p. 476-92, 1991.
• LORA, E. E. S., Prevenção e controle da poluição nos setores energético,
industrial e de transporte. Editora Interciência, Rio de Janeiro, 2ª Ed., 2002, 481p.
• MATTESON, M. J.; DOBSON, R. L.; GLEN JR., R. W.; KUKUNOOR, N. S.; WAITS III,
W. H.; CLAYFIELD, E. J., Electrocoagulation and separation of aqueous suspensions
of ultrafine particles. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering
Aspects, v. 104, p. 101-109, 1995.
Cerqueira, A. A. _ __ ________Referências Bibliográficas
109
• MOLLAH, M.Y.A.; SCHENNACH, R.; PARGA, J. R.; COCKE, D. L.,
Electrocoagulation (EC): science and applications. Journal of Hazardous Materials,
v. 84, p. 29-41, 2001.
• MOSTEFA, N. M.; TIR, M., Coupling flocculation with electroflotation for waste
oil/water emulsion treatment. Optimization of the operating conditions. Desalination,
v. 161, p. 115-121, 2004.
• MURUGANANTHAN, M.; RAJU, G. B.; PRABHAKAR, S., Separation of pollutants
from tannery effluents by electro flotation. Separation and Purification Technology,
v. 40, n. 1, p. 69-75,2004.
• NIGAM, P.; ARMOUR, G.; BANAT I.M.; SINGH, D.; MARCHANTT, R., Physical
removal of textile dyes from effluent and solid-state fermentation of dyeadsorbed
agricultural residues. Bioresource Technology, vol. 72, p. 219-229, 2000.
• NUNES, J. A., Tratamento físico-químico de águas residuárias industriais.
Sergipe, Gráfica e Editora Triunfo Ltda, 3ª Ed., cap. 2, p. 66-67, 2001.
• PASCHOAL, F. M. M.; FILHO, G. T., Aplicação da tecnologia de eletrofloculação na
recuperação do corante índigo blue a partir de efluentes industriais. Química Nova, v.
28, n. 5, p. 766-772, 2005.
• PERES, C. S.; ABRAHÃO, A. J., Características e sistemas de águas residuais das
indústrias têxteis. Uma primeira abordagem. Química Têxtil, p.22-39, 1998.
• PELTRON INDÚSTRIA E COMÉRCIO LTDA. – Divisão de Engenharia Ambiental
(
[email protected]). Dezembro, 2005.
• PERUZZO, L.C., Influência de agentes auxiliares na adsorção de corantes de
efluentes da indústria têxtil em colunas de leito fixo. 2003. 80f. Dissertação de
mestrado de Engenharia Química - Centro Tecnológico da Universidade Federal de
Santa Catarina, SC, Brasil.
• RAMALHO, R. S., Tratamiento de Águas Residuales, Editorial Reverte S.A.,
Barcelona, 1991.
Cerqueira, A. A. _ __ ________Referências Bibliográficas
110
• ROBINSON, T.; MCMULLAN, G.; MARCHANT, R.; NIZAN, P., Remediation of Dyes in
textile effluent: a Critical Review on Current Treatment Tecnologies with a proposed
alternative. Bioresource Technology, v. 77, p. 247-255, 2000
.
• SANFAN, W.; QINLAI, W., Experimental studies on pretreatment process of brackish
water using electrocoagulation ( EC) method. Desalination, v.66, p. 353-364, 1987.
• SHEN, F.; CHEN, X.; GAO, P.; CHEN, G. Electrchemical removal of fluoride ions from
industrial wastewater. Chemical Engineering Science, v. 58, p. 987-993, 2003.
• SILVA, A. K. P.; FLORES, L. C.; GALDEANO, M. M.; D. VAL, P. T., Reuso de água e
suas implicações jurídicas. Navegar Editora, São Paulo, 1ª Ed. 2003, 579p.
• SILVA, A. L. C., Processo eletrolítico: Uma alternativa para o tratamento de
águas residuárias. 2002, 60f. Monografia de Especialização em Química Ambiental,
Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
• SILVA, A. C. L.; Will, I. B. S.; Filho, O. B., Remoção de DQO e de cor através do
tratamento eletrolítico. ABES – XXVII Congresso Interamericano de Engenharia
Sanitária e Ambiental, 2000.
• VIK, E. A.; CARLSON, D. A.; EIKUM, A. S.; GJESSING, E. T. (1984),
¨Electrocoagulation of potable water¨, Water Research 18, 1355-1360.
• VON SPERLING, M., Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de
esgotos. v. 1, 2
a
Ed. Editora Segrac, Belo Horizonte – MG, 1996. 243p.
• WIENDL, W. G., Processos eletrolíticos no tratamento de esgotos sanitários. Rio
de Janeiro, Editora ABES, 1ª Ed., 1998. 368p.
• WIENDL, W. G., Processos eletrolíticos para depuração de esgotos – Uma revisão
secular, Revista DAE-SP, v. 45, n. 140, p. 50–4, 1985.
• WILLMOT, N.; GUTHRIE, J.; NELSON, G., The biotechnology approach to colour
removal from textile effluent. Journal Science. v. 114, p. 38-41, 1998.
Cerqueira, A. A. _ __ ________Referências Bibliográficas
111
• XU, X; ZHU, X., Treatment of refectory oily wastewater by electro-coagulation
process, Chemosphere, v. 56, p. 889 – 894, 2004.
• YILMAZ, A. E.; BONCUKCUOGLU, R.; KOCAKERIN, M. M.; KESKINLER, B., The
investigation of parameters affecting boron removal by electrocoagulation method.
Journal of Hazardous Materials, B. 125, p. 160-165, 2005.
• ZAROAUL, Z.; AZZI, M.; SAIB, N.; CHAINET, E., Contribution to the study of
electrocoagulation mechanism in basic textile effluent. Journal of Hazardous
Materials, n. 131, p. 73-78, 2006.
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