Aplicação do processo de eletrodiálise na remoção de cromo em efluente sintético advindo de biorreator anaeróbio

• Autor(a) principal: Santos, Camila Silveira Lamanes dos
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
• Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18209; http://doi.org/10.14393/ufu.di.2016.43
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Engenharia química; Águas residuais - Purificação; Separação (Tecnologia); Eletrodiálise; Remoção de Cr (VI); Solução concentrada; Solução diluída; Densidade de corrente limite; Membranas íons seletivas; Extração percentual.; Cr (VI) removal; Concentrated solution; Diluted solution; Current density limit; Selective ion membranes; Percent extraction

A poluição e contaminação dos recursos hídricos por resíduos de processos produtivos é um problema mundial que surgiu a partir da Revolução Industrial, mas apenas nas últimas décadas a preocupação com a destinação dos efluentes contaminados começou a ser uma preocupação devido à escassez de recursos naturais como, por exemplo, da água. Alguns processos podem ser utilizados no tratamento de efluentes como, por exemplo, a eletrodiálise, que é uma técnica de separação por membranas iônicas, ou seja, que possuem cargas em sua matriz, e tem sido considerada por muitos como uma das mais promissoras tecnologias limpas. Nesta técnica, os íons que não conseguem ser retidos pelas membranas catiônicas ou aniônicas são transportados da alimentação (solução diluída) para a solução concentrada por influência da corrente elétrica gerada por uma fonte através de uma diferença de potencial. A grande vantagem desse método é tratar grandes volumes de efluentes gerando como resíduo final um pequeno volume de solução contaminada com grandes concentrações de íons tóxicos. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a eletrodiálise no tratamento de efluentes sintéticos provenientes de curtumes, os quais são contaminados com cromo (VI) na forma do íon Cr2O7-2. Para tanto, as concentrações inicias de cromo hexavalente foram determinadas a partir de um estudo prévio em biorreator anaeróbio, sendo adotado os valores de 10, 65 e 100 mg/L e o eletrólito empregado foi uma solução de Na2SO4 0,25 M. Avaliou-se a densidade de corrente limite da eletrodiálise, a vazão ótima de operação do sistema, a eficiência da eletrodiálise com e sem aplicação de corrente elétrica, bem como o impacto da saturação da solução concentrada no processo. Além disso, também foram estudadas estimativas para a resistência do empilhamento e do rendimento columbiométrico. Os melhores resultados forneceram como densidade de corrente limite 0,0005 A.cm-2, vazão ótima de operação 20-60-60 L/h para eletrólito, alimentação e solução concentrada, respectivamente. Foi possível verificar que a eletrodiálise com aplicação de corrente é mais eficiente do que na ausência de corrente elétrica, tendo em média mais de 90% de extração percentual de cromo hexavalente da solução diluída, pois a corrente elétrica atuou como um agente de limpeza, removendo íons das membranas quando essas já estavam saturadas, o que permite que mais volume de efluente possa entrar na unidade para receber tratamento. Em relação à solução concentrada, que no início do processo foi água destilada, percebeu-se que a máxima concentração que essa pode ter de Cr (VI) foi aproximadamente 570 mg/L de cromo (VI), pois após esse valor não foi mais possível ter a remoção de íons da alimentação mesmo com as membranas limpas. A maior estimativa da resistência elétrica ao empilhamento encontrada foi 2,1 Ohm.cm² e do rendimento columbiométrico 0,36. Por fim, sugere-se que a eletrodiálise pode ser uma técnica promissora para tratamento de efluentes contaminados com cromo, pois quando foi aplicada corrente elétrica foi possível tratar 78 litros de efluentes, gerando como resíduo apenas 4 litros uma solução contaminada, ou seja, 5% do volume total tratado. Existe ainda a possibilidade de recuperação do metal presente nesses 4 L de resíduo final, o qual poderia voltar para o processo produtivo.