Técnicas para o tratamento de efluentes

 A escolha da tecnologia mais adequada para o tratamento de um efluente depende da análise detalhada dos tipos e características dos contaminantes que deverão ser eliminados ou minimizados, já que a maioria dos processos e operações unitárias de tratamento, com pequenas exceções, são aplicáveis para classes muito específicas de contaminantes. A opção por uma determinada técnica de tratamento ou por uma combinação entre duas ou mais técnicas é o que define um sistema de tratamento, e deve fundar-se no conhecimento do potencial de cada técnica e dos mecanismos envolvidos na redução do contaminante de interesse. Uma dessas técnicas é o uso do carvão aditivado. Veja a seguir um pouco mais sobre essa técnica.

 Adsorção em carvão aditivado

Carvão ativado é qualquer forma de carvão amorfo que tenha sido tratado para produzir um material com alta capacidade de adsorção. Carvão mineral, madeira, casca de coco, resíduos da produção do papel e resíduos a base de petróleo são as principais matérias primas do carvão ativado.

O processo de adsorção ocorre quando uma molécula, geralmente do contaminante a ser removido, atinge a superfície do carvão e lá permanece devido à ação de forças físicas e/ou químicas. Tanto o carvão em pó como o granulado são eficientes. A diferença é que a aplicação do carvão em pó é limitada, cabendo apenas em situações atípicas, como problemas de odores ou a remoção de contaminantes não característicos da instalação. O carvão na forma granular é o mais amplamente aplicado, principalmente, em colunas estacionárias, através das quais o efluente flui.

Representação esquemática de um evaporador de filme fino agitado

A superfície do carvão adsorve o contaminante por este apresentar uma baixa solubilidade no efluente e ter uma grande afinidade pelo carvão, e pela combinação entre os dois fatores. Teoricamente, não existem limites para a concentração do contaminante na corrente de alimentação, mas, na prática, a concentração máxima é da ordem de 10.000 mg/ℓ de carbono orgânico total. Além dos compostos orgânicos, alguns metais e outros compostos inorgânicos dissolvidos no efluente podem ser removidos, em menor escala.

Outro fator importante é que a presença de sólidos, óleos e graxas em suspensão no efluente prejudica o desempenho do processo, seja pela grande perda de carga no leito de carvão, que acaba funcionando como um filtro, seja pelo entupimento dos poros do carvão, o que resulta na perda de capacidade de retenção dos contaminantes.

Além disso, a capacidade de retenção dos contaminantes é limitada, e associa-se diretamente à quantidade de carvão presente nos leitos, requerendo a substituição periódica do carvão. Como o processo de adsorção não destrói o contaminante, o carvão exaurido deve ser gerenciado de forma adequada para que, posteriormente, sua disposição não degrade o solo ou a água.

Considerando todos os fatores que podem influenciar a eficiência do processo de adsorção, é importante que a implantação de sistemas de tratamento que lançam mão desta técnica se baseie em ensaios de laboratório e em escala piloto. O processo de adsorção em carvão ativado tem como vantagens a eficiência para a remoção de compostos orgânicos que não podem ser tratados pelos processos biológicos; a concentração de muitos contaminantes pode cair para valores entre 1 e 10 mg/ℓ.

O processo também apresenta algumas desvantagens como ter sua eficiência reduzida pelos sólidos em suspensão, óleos e graxas; a capacidade de o carvão reter contaminantes ser limitada; podem ocorrer problemas ambientais por causa da disposição final do carvão exaurido, caso ele não seja regenerado; e, a implantação de sistemas de tratamento baseados neste processo requer ensaios de laboratório e em escala piloto.

 Tudo a ver

Saiba mais sobre as outras técnicas de tratamento de efluentes: não deixe de conferir a obra Água na Indústria: Uso Racional e Reúso da Editora Oficina de Textos. Ela oferece estratégias para as indústrias que buscam minimizar problemas de consumo de água e lançamento de efluentes, cada dia mais prementes.

O livro também traça um panorama abrangente dos problemas enfrentados no setor e das técnicas de tratamento, desde as convencionais até as mais sofisticadas, como separação por membranas. De forma didática, aborda conceitos atualíssimos, como ponto de mínimo consumo de água (water pinch) e reúso em cascata, elucidando-os no conceito e na prática.

Sobre os autores

José Carlos Mierzwa é engenheiro químico e doutor em Engenharia Hidráulica e Sanitária pela USP, espaço no qual leciona e desenvolve pesquisas sobre conservação e reuso da água e técnicas avançadas de tratamento de água e efluentes.

 Ivanildo Hespanhol é titular da Engenharia Hidráulica e Sanitária da EPUSP e exibe um currículo acadêmico e profissional ímpar, com reconhecimento nacional e internacional. Engenheiro Civil e Sanitarista pela USP, PhD em Engenharia Ambiental pela Universidade da Califórnia, é consultor da ANA e da OMS e fundador do CIRRA.

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