O stripping de amoníaco é um processo físico-químico para remover amónio (NH₄⁺) ou amoníaco (NH₃) das águas residuais. Este processo é frequentemente utilizado no tratamento de águas residuais industriais para reduzir as elevadas concentrações de azoto e, assim, cumprir os limites legais para a descarga de águas residuais em massas de água. O processo baseia-se na conversão do amónio dissolvido nas águas residuais em amoníaco gasoso e na sua expulsão do fluxo de água.
Índice
Contexto técnico
Em soluções aquosas, o azoto está presente como ião amónio (NH₄⁺) ou como amoníaco (NH₃), dependendo do valor de pH e da temperatura da água. Com um valor de pH baixo, o azoto está predominantemente presente como ião amónio, que permanece dissolvido na água. Se o pH aumentar, o equilíbrio muda a favor do amoníaco, que pode ser removido da solução como um gás. A remoção de amoníaco utiliza esta relação química para remover o azoto da água sob a forma de amoníaco gasoso.
A decapagem é efectuada em várias etapas:
Ajuste do pH: Para converter os iões de amónio em amoníaco gasoso, o valor do pH das águas residuais é aumentado para cerca de 10 a 11, normalmente através da adição de álcalis (por exemplo, hidróxido de sódio ou hidróxido de cálcio). Nesta gama altamente alcalina, a maior parte do azoto está presente como amoníaco.
Aquecimento: As águas residuais são muitas vezes aquecidas adicionalmente a uma temperatura de 25-50°C para reduzir a solubilidade do amoníaco na água e aumentar a eficiência do processo de decapagem.
Expulsão de gases (stripping): O ar flui através das águas residuais tratadas numa torre de stripping ou num lavador de gases. O ar (ou por vezes o vapor) é soprado através da água, o que transfere o amoníaco para a fase gasosa. Estas bolhas de gás transportam o amoníaco para fora da fase aquosa.
Lavagem do amoníaco: O amoníaco expelido é recolhido no fluxo de gases de escape e neutralizado num lavador de gases a jusante. Para este efeito, o amoníaco é frequentemente absorvido numa solução ácida (por exemplo, ácido sulfúrico) e ligado sob a forma de sulfato de amónio, que pode ser reutilizado como fertilizante.
Vantagens da remoção de amoníaco
- Elevada eficiência: O stripping de amoníaco pode remover grandes quantidades de amónio das águas residuais, especialmente no caso de águas residuais com elevadas concentrações de azoto.
- Reciclagem do amoníaco: O amoníaco expelido pode ser ligado a um processo a jusante, como a depuração do amoníaco, e reutilizado como sulfato de amónio, por exemplo, como fertilizante na agricultura.
- Evitar a entrada de azoto: A redução do azoto nas águas residuais ajuda a reduzir a eutrofização das massas de água e a cumprir os limites legais.
Desafios e desvantagens
Elevado valor de pH e consumo de produtos químicos: A conversão de amónio em amoníaco requer grandes quantidades de soluções alcalinas para aumentar o valor de pH das águas residuais. Isto pode levar a um aumento dos custos de funcionamento e requer a neutralização subsequente das águas residuais.
Consumo de energia: Uma vez que as águas residuais têm frequentemente de ser aquecidas, a remoção do amoníaco é relativamente intensiva em termos energéticos, especialmente com quantidades muito grandes de águas residuais.
Tratamento dos gases residuais: O amoníaco expelido deve ser recolhido e tratado na fase gasosa, o que exige uma tecnologia adicional da instalação para evitar a libertação de amoníaco na atmosfera.
Conclusão
A remoção de amoníaco é um método comprovado para a remoção eficiente de amónio e azoto de águas residuais industriais, especialmente em águas residuais com uma elevada carga de azoto. Ao converter o amónio em amoníaco gasoso e depois expulsá-lo, as cargas de azoto podem ser eficazmente reduzidas. No entanto, o processo requer um ajuste cuidadoso do pH, um elevado consumo de energia e um tratamento abrangente dos gases residuais, de modo a utilizar plenamente os benefícios da remoção de amoníaco.
