O tratamento físico-químico de águas residuais industriais é um processo essencial para a conformidade regulamentar e a proteção ambiental. Neste artigo, explicaremos os princípios básicos do tratamento físico-químico de águas residuais, incluindo a desintoxicação de cianetos, a precipitação de metais pesados, a redução do crómio (VI) e o pré-tratamento para reciclagem de água.
Índice
Noções básicas de tratamento químico-físico de águas residuais
As estações de tratamento de águas residuais físico-químicas industriais (estações CP) são concebidas para tratar as águas residuais geradas no processo de produção, a fim de cumprir os requisitos regulamentares para a descarga em massas de água ou em estações de tratamento de águas residuais municipais. Este tratamento ocorre frequentemente em várias fases, de modo a remover eficazmente vários contaminantes, tais como metais pesados, CQO, substâncias lipofílicas ou AOX.
A precipitação e a floculação são processos chave no tratamento químico-físico de águas residuais que têm como objetivo converter substâncias dissolvidas e suspensas em partículas insolúveis ou maiores que podem depois ser removidas da água.
Foto: Sistema CP como um sistema descontínuo para a remoção de metais pesados, AOX e cianeto (sistema: ALMA CHEM MCW)
O processo de abate
A precipitação é um processo em que substâncias dissolvidas, em particular metais pesados, são convertidas numa forma insolúvel através de reacções químicas. Para o efeito, adicionam-se precipitantes à base de sais metálicos e ajusta-se o valor do pH de modo a que as substâncias a precipitar tenham a menor solubilidade em água (precipitação por neutralização).
Processo de precipitação:
- Adição de precipitantes: É adicionada às águas residuais uma quantidade definida de precipitantes, tais como cloreto de ferro (III) ou cloreto de polialumínio.
- Ajuste do valor do pH: O valor do pH é ajustado para o intervalo ótimo em que os poluentes são menos solúveis, através da adição de agentes neutralizantes como o leite de cal ou a soda cáustica.
- Formação de produtos de precipitação: As substâncias alvo reagem com os precipitantes e os agentes neutralizantes e formam hidróxidos insolúveis ou outros compostos.
Exemplos:
- Precipitação de metais pesados: Os metais pesados como o chumbo, o cobre, o níquel e o zinco precipitam-se sob a forma de hidróxidos. A equação da reação para a precipitação do cobre é
- Redução do crómio (VI): O crómio (VI) é reduzido com bissulfito de sódio a crómio (III) e depois precipitado como hidróxido de crómio (III). As equações de reação são as seguintes
Noções básicas de floculação
A floculação segue-se frequentemente à precipitação e serve para combinar os produtos de precipitação formados em aglomerados maiores que podem ser separados mais facilmente.
Processo de floculação
O processo de floculação:
- São adicionados polímeros catiónicos (com carga positiva) ou aniónicos (com carga negativa) às águas residuais. A escolha do polímero é decisiva para uma formação óptima de flocos com propriedades de sedimentação muito boas.
Objectivos da floculação:
- Partículas em suspensão: Remoção de sólidos em suspensão através da formação de flocos de maiores dimensões.
- Clareza da água: Melhora a clareza da água tratada através da remoção da turvação.
- Ampla aplicação: Remoção eficiente de uma vasta gama de substâncias, incluindo metais pesados pré-precipitados, hidrocarbonetos emulsionados, fluoretos, fosfatos, sulfatos, corantes e pigmentos.
Foto: Precipitante ALMA Floc APH e neutralizante ALMA NaOH (série de produtos: ALMA AQUA)
Aplicações específicas do tratamento químico-físico das águas residuais
Desintoxicação de cianetos
O cianeto, um anião altamente tóxico, é frequentemente utilizado na indústria metalúrgica e deve ser removido com segurança antes de ser descarregado no ambiente. A desintoxicação é conseguida através da oxidação, que converte o cianeto em compostos menos tóxicos. Os agentes oxidantes típicos são a lixívia de cloro ou o peróxido de hidrogénio, que oxidam o cianeto em cianato e, finalmente, em dióxido de carbono e azoto. A equação de reação para a oxidação do cianeto (CN-) com peróxido de hidrogénio (H₂O₂) em cianato (OCN-) é a seguinte
Numa fase posterior, o cianato pode ser oxidado em dióxido de carbono (CO₂) e azoto (N₂):
Precipitação de metais pesados
Os metais pesados, como o chumbo, o cobre, o níquel e o zinco, devem ser removidos das águas residuais, de modo a cumprir os regulamentos ambientais e sanitários. Isto é feito por precipitação, na qual os metais pesados solúveis são convertidos em hidróxidos insolúveis. Adicionando precipitantes como leite de cal ou soda cáustica e ajustando o valor do pH para o intervalo ótimo para a precipitação do respetivo metal, os metais podem ser removidos da água. A lama resultante é então desidratada mecanicamente, por exemplo, utilizando prensas de filtro de câmara.
Redução do crómio (VI)
O crómio (VI), um forte agente oxidante e cancerígeno, é utilizado principalmente na galvanoplastia e deve ser reduzido antes da descarga. A redução é normalmente efectuada com bissulfito de sódio, que reduz o crómio (VI) a crómio (III), que é depois precipitado como hidróxido de crómio (III). Este processo requer um controlo cuidadoso do pH para garantir uma redução completa.
Pré-tratamento para instalações de reciclagem de água
São necessárias etapas de tratamento adicionais para as empresas que pretendem reciclar as suas águas residuais. Os filtros de carvão ativado removem os compostos orgânicos e os resíduos que não podem ser removidos por precipitação química. Os permutadores de iões removem os iões dissolvidos remanescentes e os sistemas de osmose inversa proporcionam a purificação final, filtrando os sólidos dissolvidos e os contaminantes orgânicos. Estes métodos combinam processos físicos e químicos para produzir água de elevada pureza para reutilização no processo de produção.
Conclusão e resumo
O tratamento químico-físico de águas residuais industriais é um processo complexo que combina várias tecnologias e métodos para cumprir os requisitos legais e proteger o ambiente. Processos como a desintoxicação de cianetos, a precipitação de metais pesados, a redução do crómio (VI) e o pré-tratamento para reciclagem de água são cruciais para um tratamento eficaz das águas residuais. Através do pré-tratamento e da utilização de tecnologias avançadas, as empresas podem tratar eficazmente as suas águas residuais, implementando simultaneamente práticas sustentáveis.
Para mais informações e aconselhamento individual sobre o tratamento de águas residuais, não hesite em contactar-nos. Pode obter mais informações sobre o nosso sistema ALMA CHEM MCW CP no seguinte link.
Foto: As instalações de flotação também se baseiam no processo de tratamento químico-físico (planta: ALMA NeoDAF)
Se quiser saber mais sobre os princípios do processo de flotação, leia o artigo do nosso blogue"Sistemas de flotação no tratamento de águas residuais industriais: Fundamentos do processo e áreas de aplicação".
