Análise do desempenho de um sistema eletroquímico no tratamento de esgoto doméstico
Abstract
Para prevenir a degradação da qualidade de corpos hídricos, o lançamento de esgotos domésticos tem padrões limitados por legislação vigente, ficando condicionado a realização de um tratamento prévio. Dentre as alternativas de tratamento, a eletrocoagulação-flotação, processo eletroquímico que combina os mecanismos de oxidação, coagulação, floculação e flotação, têm se demonstrado capaz de promover um tratamento adequado para águas residuárias, além de apresentar aspectos positivos nas perspectivas operacional, econômica e sustentável. O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho de um sistema de tratamento de esgoto doméstico composto por um reator de eletrocoagulação-flotação. O estudo foi realizado em um reator cilíndrico, com 1 L de capacidade, equipado com um par eletrodos de alumínio, conectados a uma fonte de alimentação de corrente contínua. As condições experimentais de distância entre os eletrodos, corrente elétrica, tempo de eletrólise e agitação foram de 1 cm, 1,5 A, 20 min e 262,5 rpm, respectivamente. O desempenho do sistema foi verificado através da análise de parâmetros físico-químicos do esgoto antes e após o tratamento. Com base nos resultados obtidos, foi possível concluir que o sistema de eletrocoagulação-flotação apresentou um desempenho satisfatório no tratamento de esgoto doméstico, sendo verificadas eficiências de remoção médias de 78,9% de demanda química de oxigênio, 97,3% de cor aparente e 90,1% de turbidez. A qualidade do esgoto, verificada após o tratamento no sistema, esteve em conformidade com a legislação vigente de despejo em corpos hídricos receptores, com exceção do pH, que se manteve na faixa de 9,1, indicando a necessidade de uma etapa adicional de correção de pH ao tratamento.
References
ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas). NBR 9.648: Estudos de Concepção de Sistemas de Esgoto Sanitário. ABNT, 1986.
BRAGA, B.; HESPANHOL, I.; CONEJO, J. G. L.; MIERZWA, J. C.; BARROS, M. T. L.; SPENCER, M.; PORTO, M.; NUCCI, N.; JULIANO, N.; EIGER, S. Introdução à engenharia ambiental – O desafio do desenvolvimento sustentável, Editora Pearson, 2 ed., 2005.
MOTA, F. S. B.; VON SPERLING, M. (Coord.). Nutrientes de esgoto sanitário: utilização e remoção. ABES, 2009.
LEITE, G. S.; AFONSO, R. J. C. F.; AQUINO, S. F. “Caracterização de contaminantes presentes em sistemas de tratamento de esgotos, por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas tandem em alta resolução”. Química Nova, vol. 33, n. 3, pg. 734-738, 2010.
VERLICCHI, P.; AL AUKIDY, M.; GALLETTI, A.; PETROVIC, M.; BARCELÓ, D. “Hospital effluent: investigation of the concentrations and distribution of pharmaceuticals and environmental risk assessment”. Science of the Total Environment, vol. 430, pg. 109-118, 2012.
MAYER, R. E.; BOFILL-MAS, S.; EGLE, L.; REISCHER, G. H.; SCHADE, M.; FERNANDEZ-CASSI, X.; FUCHS, W.; MACH, R. L.; LINDNER, G.; KIRSCHNER, A.; GAISBAUER, M.; PIRINGER, H.; BLASCHKE, A. P.; GIRONES, R.; ZESSNER, M.; SOMMER, R.; FARNLEITNER, A. H. “Occurrence of human-associated Bacteroidetes genetic source tracking markers in raw and treated wastewater of municipal and domestic origin and comparison to standard and alternative indicators of faecal pollution”. Water Research, vol. 90, pg. 265-276, 2016.
MANENTI, D. R.; BORBA, F. H.; MÓDENES, A. N.; ESPINOZA-QUIÑONES, F. R.; PALÁCIO, S. M.; VILAR, V. J. P.; BERGAMASCO, R. “Avaliação do desempenho de um sistema de tratamento utilizando os processos eletrocoagulação e foto-fenton integrados no tratamento de um efluente têxtil”. Engevista, vol. 16, n. 3, pg.420-431, 2014.
SYMONDS, E. M.; COOK, M. M.; MCQUAIG, S. M.; ULRICH, R. M.; SCHENCK, R. O.; LUKASIK, J. O.; VAN VLEET, E. S.; BREITBART, M. “Reduction of nutrients, microbes, and personal care products in domestic wastewater by a benchtop electrocoagulation unit”. Scientific reports, vol. 5, pg. 1-8, 2015
EMAMJOMEH, M. M.; SIVAKUMAR, M.; VARYANI, A. S. “Analysis and the understanding of fluoride removal mechanisms by an electrocoagulation/flotation (ECF) process”. Desalination, vol. 275, n. 1-3, pg. 102-106, 2011.
FORMENTINI, D. Tratamento eletroquímico de esgotos sanitários. Dissertação (Mestrado em Energia na Agricultura) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, 2012.
COTILLAS, S.; LLANOS, J.; CAÑIZARES, P.; MATEO, S.; RODRIGO, M. A. “Optimization of an integrated electrodisinfection/electrocoagulation process with Al bipolar electrodes for urban wastewater reclamation”. Water research, vol. 47, n. 5, pg. 1741-1750, 2013.
ELAZZOUZI, M.; HABOUBI, K.; ELYOUBI, M. S. “Electrocoagulation flocculation as a low-cost process for pollutants removal from urban wastewater”. Chemical Engineering Research and Design, vol. 117, pg. 614-626, 2017.
EMAMJOMEH, M. M.; SIVAKUMAR, M. “Review of pollutants removed by electrocoagulation and electrocoagulation/flotation processes”. Journal of environmental management, vol. 90, n. 5, pg. 1663-1679, 2009.
JIANG, J. Q.; GRAHAM, N.; ANDRÉ, C.; KELSALL, G. H.; BRANDON, N. “Laboratory study of electro-coagulation–flotation for water treatment”. Water research, vol. 36, n. 16, pg. 4064-4078, 2002.
MOLLAH, M. Y. A.; SCHENNACH, R.; PARGA, J. R.; COCKE, D. L. “Electrocoagulation (EC)—science and applications”. Journal of hazardous materials, vol. 84, n. 1, pg. 29-41, 2001.
HAN, M.; SONG, J.; KWON, A. “Preliminary investigation of electrocoagulation as a substitute for chemical coagulation”. Water Science and Technology: Water Supply, vol. 2, n. 5–6, pg. 73–76, 2002.
LIN, C.; LO, S.; KUO, C.; WU, C. “Effectiveness of electrochemical treatment of municipal sewage”. Journal of Environmental Engineering, vol. 131, n. 3, pg. 491-495, 2005.
HIRZALLAH, W. Effectiveness of Electrochemical Treatment of Municipal Sewage. Dissertação (Master degree in Applies Science – Civil Engineering) – Concordia University, 2011.
APHA (American Public Health Association). Standard methods for examination of water and wastewater. APHA, 2012.
BARRERA-DÍAZ, C.; BERNAL-MARTÍNEZ, L. A.; NATIVIDAD, R.; PERALTA-HERNÁNDEZ, J. M. “Synergy of electrochemical/O3 process with aluminum electrodes in industrial wastewater treatment”. Industrial & Engineering Chemistry Research, vol. 51, n. 27, pg. 9335-9342, 2012.
CHEN, X.; CHEN, G.; YUE, P. L. “Separation of pollutants from restaurant wastewater by electrocoagulation”. Separation and Purification Technology, vol. 19, pg. 65-76, 2000.
ROMERO, J. A. P. Eletroflotação aplicada ao tratamento de esgoto sanitário. Tese (Doutorado em Ciências – Química Analítica) – Universidade de São Paulo, 2009.
RICORDEL, C.; DARCHEN, A.; DIMITER, H. “Electrocoagulation-electroflotation as a surfasse water treatment for industrial uses”. Separation and Purification Technology, vol. 74, pg. 342-347, 2010.
ILHAN, F.; KURT, U.; APAYDIN, O.; GONULLU, M. T. “Treatment of leachate by electrocoagulation using aluminum and iron electrodes”. Journal of Hazardous Materials, vol. 154, pg. 381-389, 2008.
SANTHOSH, P.; REVATHI, D.; SARAVANAN, K. “Treatment of sullage wastewater by electrocoagulation using stainless steel electrodes”. International Journal of Chemical Science, vol. 13, n. 3, pg. 1173-1186, 2015.
VON SPERLING, M. Princípios do tratamento biológico de águas residuárias – Vol. 1: Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. Editora UFMG, 4 ed., 2014.
CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente). Resolução nº 430, de 13 de Maio de 2011. Diário Oficial da União, 2011.
CONSEMA (Conselho Estadual do Meio Ambiente do Rio Grande do Sul). Resolução CONSEMA nº 355/2017. Diário Oficial do Estado, 2017.
JIMÉNEZ, C.; SÁEZ, C.; MARTÍNEZ, F.; CAÑIZARES, P.; RODRIGO, M. A. “Electrochemical dosing of iron and aluminum in continuous processes: a key step to explain electro-coagulation processes”. Separation and purification technology, vol. 98, pg. 102-108, 2012.
BENSADOK, K.; BENAMMAR, S.; LAPICQUE, F.; NEZZAL, G. “Electrocoagulation of cutting oil emulsions using aluminium plate electrodes”. Journal of Hazardous Materials, vol. 152, pg. 423-430, 2008.
LIBÂNIO, M. Fundamentos de qualidade e tratamento de água. Editora Átomo, 4 ed., 2016.
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