Tratamento Físico
Os tratamentos destrutivos do tipo físico-químico aplicam-se na depuração de águas residuais (geradas normalmente, pelos ensaio não destrutivos, tratamento de superfícies, lubrificação, refrigeração e limpeza de peças e equipamentos) e podem ser agrupados nos seguintes processos:
1. Operações de óxi-redução
· Redução de Cr VI
· Oxidação de ions ferrosos, cianetos e matéria orgânica
2. Operações de neutralização e precipitação
· Hidróxidos metálicos
· Sulfatos, fosfatos e fluoretos
3. Operações de floculação e decantação
4. Operações de desidratação de lamas (resíduos)
Objetivos do tratamento físico-químico
· Recuperação de algumas substâncias
· Recuperação de metais pesados por precipitação química
· Diminuir a periculosidade e a toxicidade
· Oxidação de cianetos obtendo cianatos
· Redução do Cromo (VI) para Cromo (III)
Operações de tratamento físico-químico
Oxidação de cianetos
Para eliminar os cianetos presentes nos efluentes, há a necessidade de previamente oxidá-los pela ação de oxidantes fortes, como o hipoclorito de sódio, em meio alcalino, que se pode obter através da adição de soda cáustica.
Redução de cromo hexavalente
Este processo é efetuado por adição de um agente redutor, como o bissulfito de sódio, num meio ácido, como o ácido sulfúrico, necessário para se dar a reação.
Homogeneização e Neutralização
Nesta etapa procede-se à homogeneização dos diferentes tipos de efluentes e ao ajuste de pH de forma a serem criadas as condições necessárias à precipitação dos metais pesados. Normalmente, dão entrada nesta operação os efluentes da linha de oxidação de cianetos, de redução de cromo e restantes efluentes, ácidos e alcalinos, com metais pesados.
Floculação
Nesta operação adiciona-se ao efluente homogeneizado uma substância floculante para que assim se verifique a aglutinação dos flocos de menores dimensões por forma a ficarem mais densos e com maior velocidade de sedimentação.
Decantação
É nesta fase que se dá a separação dos flocos sólidos em suspensão e que se formaram na fase anterior, por sedimentação, num decantador de tipo lamelar.
Desidratação mecânica
Por este processo, consegue-se uma resíduo desidratado com uma percentagem de umidade com cerca de 35%. Para tal, pode recorrer-se a filtros prensa por placas. Os resíduos com origem nesta operação, são recolhidas em recipientes tipo big-bag, sendo levados para uma zona de armazenagem temporária de resíduos (muito utilizado em efluentes de partículas magnéticas).
Métodos específicos utilizados para Líquidos Penetrantes:
Os líquidos penetrantes são cargas totalmente orgânicas compostos por solventes, tensoativos, surfactantes e pigmentos que podem ser eliminados dos efluentes pelos métodos físico-químicos, biológicos e por ultra filtração. Este produto é facilmente tratável, porém vale salientar que a legislação brasileira não admite que nenhum resquício de cor seja despejado nos corpos receptores, portanto pedimos especial atenção à remoção dos pigmentos.
O LP pode ser removido das seguintes maneiras:
Adsorção
A adsorção é geralmente usada na remoção de compostos orgânicos refratários presentes em muitos efluentes industriais e cuja remoção se torna difícil ou impossível por processos de tratamentos biológicos convencionais. É também comum utilizar-se a adsorção para tratamento de efluentes com metais pesados sendo um processo bastante eficiente na sua remoção. O adsorvente mais comum em processos de tratamento de efluentes é o carvão ativado.
Regeneração do carvão ativado:
A regeneração do carvão é geralmente exeqüível, sendo até economicamente preferível. Nos processos de regeneração, o objetivo é a remoção dos materiais previamente adsorvidos da estrutura porosa do carvão. A regeneração poderá ser feita por via térmica, por vapor, por extração com solvente, por oxidação química ou tratamento ácido ou alcalino.
Troca iônica
A troca iônica é geralmente utilizada na remoção de ânions e cátions indesejáveis das águas residuais. As resinas de troca iônica consistem numa estrutura tridimensional, orgânica ou inorgânica, com grupos funcionais ligados. A maior parte das resinas de troca iônica usadas no tratamento de efluentes são sintéticas, produzidas por polimerização de compostos orgânicos, resultando numa estrutura tridimensional porosa.
Os grupos funcionais iônicos que irão ser substituídos posteriormente pelo ions a serem retirados do efluente são geralmente introduzidos por reação da matriz polimérica com um composto químico que contenha o grupo desejado. A capacidade de troca é determinada pelo número de grupos funcionais por unidade de massa da resina. O desempenho e economia da troca iônica estão relacionados com a capacidade da resina para captar ions e com a quantidade de regenerante requerida.
O tratamento de uma água residual por troca iônica envolve uma sequência de operações. O efluente passa pela resina até que os pontos de troca disponíveis estejam ocupados e o contaminante apareça no efluente de saída. A este ponto da operação chama-se "breakthrough", equivalente à saturação do leito utilizado.
Deionizador
A esta altura o tratamento pára, caso seja leito único, e o leito é lavado para remover lixo e para reativar a resina. O leito é então regenerado.
Após a regeneração, o leito é lavado com água para remover o regenerante. O equipamento está, de novo, pronto para outro ciclo de tratamento.
Tratamento Biológico
Os líquidos penetrantes são totalmente orgânicos, portanto, um ótimo alimento para bactérias denitrificantes (nitrossomonas). Estes microorganismos são seres heterotróficos que se alimentam de compostos orgânicos que são fontes de carbono e de energia liberando oxigênio, nitritos e nitratos. Havendo oxigênio no sistema, os elétrons livres se ligarão a ele otimizando o sistema, se houver nitrato ou nitrito, funcionarão como oxidantes e também otimizarão o sistema.
O sistema de tratamento biológico por meio de lodo ativo é muito eficiênte necessitando somente a determinação em laboratório do tempo de residência do produto.
Para que o sistema funcione deve haver:
Transformação Bioquímica:
- Remoção de matéria orgânica solúvel
- Remoção de matéria orgânica insolúvel (coloidal, biomassa)
- Remoção de matéria inorgânica solúvel (nutrientes – N e P)
Ambiente Bioquímico:
- Tipos de aceitador de elétrons (oxigênio, compostos orgânicos ou inorgânicos)
Configuração do Reator:
- Biomassa em suspensão ou aderida em suportes
- Lodo perfeitamente agitado
Ambiente Bioquímico:
O ambiente bioquímico é determinante na diversidade da comunidade microbiana.
Com relação ao oxigênio:
- Processos aeróbios suportam uma cadeia alimentar completa, desde bactérias até rotíferos.
- Processos anóxicos são mais limitados em variedades de organismos.
- Processos anaeróbios são predominantemente bacterianos.
Filtração
A filtração é um método mecânico de separação, tendo como principal objetivo, no que diz respeito a tratamento de águas, a remoção de sólidos suspensos ou de flocos resultantes das operações de
floculação/coagulação.
Este método consiste em forçar a corrente de solução a tratar contra uma estrutura porosa, o filtro, que reterá partículas de dimensões maiores que as dos poros. Um dos princípios mais importantes da filtração é que os sólidos recolhidos acabam por se tornar na própria superfície filtrante. A remoção de partículas da água por filtração depende muito do tamanho das partículas em questão, sendo, para as partículas de maiores dimensões, de fácil aplicação. No entanto, para partículas de dimensões relativamente reduzidas, a operação de filtração pode tornar-se extremamente dispendiosa.
Existem vários equipamentos de filtração. No entanto, há alguns cuja aplicação em tratamentos de águas residuais não é economicamente viável. Para além do tratamento de águas, a filtração é também comum na desidratação de lamas resultantes dos diferentes tratamentos..
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