Remoção de carga orgânica por coagulção/floculação e adsorção com carvão ativado em efluente industrial de empresa metalmecânica produtora de ar condicionados

Abstract

Na produção de ar condicionados os processos envolvendo o aço - galvanização, tratamento de superfície e a pintura eletrostática - resultam na geração do efluente industrial com significativa carga orgânica e de metais. O tratamento convencionalmente empregado é por coagulação/floculação. O atendimento ao parâmetro Demanda Química de Oxigênio (DQO) na saída do efluente tratado tem sido o maior desafio para o atendimento ao limite legal de emissão exigido pelo órgão ambiental. Assim, o objetivo deste trabalho foi promover uma maior remoção da carga orgânica (DQO) com o uso de carvão ativado como um processo adicional ao atualmente empregado. Caracterizou-se o carvão ativado e determinaram-se as condições ideais para o tratamento. Em laboratório estudou-se o tratamento prévio por aeração do efluente em um sistema recirculação fechado com aeração via venturi com e sem a adição de carvão ativado em pó (CAP). Investigaram-se condições experimentais como a concentração de CAP, tempo de adsorção e pH do meio. Avaliou-se também a adição de carvão ativado granulado (CAG) como uma etapa complementar ao processo físico-químico de coagulação/floculação. Em planta industrial, aplicou-se o tratamento definido em escala laboratorial e monitorou-se a qualidade do efluente final. Os resultados demonstraram que a aeração prévia do efluente não resultou em ganhos significativos na eficiência global de remoção de DQO. Contudo, a adição CAP nesta etapa resultou em um aumento de 12% na eficiência de remoção da carga orgânica. Na investigação das melhores condições operacionais estabeleceu-se a concentração de 0,5 g.L-1 de CAP, um tempo de 4 horas de adsorção e pH entre 7,5 a 9,0. Estes resultados mostraram-se essenciais para a continuidade do estudo em escala industrial que ao longo do período de testes manteve com uma eficiência média de remoção de DQO de 77% com o ganho comprovado de 12% quando comparado com o tratamento utilizado originalmente. Essa ação garantiu uma maior estabilidade operacional na remoção de carga orgânica observada através da análise estatística de capacidade de processo. Alguns ajustes operacionais foram necessários para garantir a efetiva remoção do CAP do meio líquido, como o aumento da dosagem de policloreto de alumínio (PAC). A integração dos processos de adsorção com o processo de coagulação/floculação atendeu a todas as condições de lançamento do efluente estabelecidas pelo órgão ambiental em termos de carga orgânica e concentração de metais. Adição de CAP ao processo aumentou a geração de lodo, mas isso não se mostrou impeditivo em termos operacionais e de custos.

In the production of air conditioning processes involving steel - galvanizing, surface treatment and electrostatic painting - result in the generation of industrial effluent with significant organic and metal load. The conventionally employed treatment is by coagulation / flocculation. The compliance with the Oxygen Chemical Demand (COD) parameter at the outlet of the treated effluent has been the greatest challenge to comply with the legal emission limit required by the environmental agency. Thus, the objective of this work was to promote a greater removal of organic load (COD) with the use of activated carbon as an additional process to the one currently used. The activated charcoal was characterized and the ideal conditions for the treatment were determined. In the laboratory, the pretreatment was studied by aeration of the effluent in a closed recirculation system with aeration via venturi with and without the addition of activated carbon powder (CAP). Experimental conditions such as CAP concentration, adsorption time and pH of the medium were investigated. The addition of granulated activated carbon (CAG) was also evaluated as a complementary step to the physical-chemical process of coagulation / flocculation. In an industrial plant, the treatment defined in laboratory scale was maintained for 10 batch, and the quality of the final effluent was monitored. Previous effluent aeration studies did not result in a significant gain in the overall COD removal efficiency. However, the CAP addition in this step resulted in a gain of 12% in the organic charge removal efficiency. In the investigation of the best operational conditions the concentration of 0.5 g.L-1 of CAP was established, at a time of 4 hours of adsorption and pH between 7.5 to 9.0. These results were found to be essential for the continuity of the industrial-scale study which, over the trial period, maintained a mean treatment efficiency of 77% with a proven gain of 12% when compared to the original treatment. This action ensures greater operational stability of the process in the organic load removal observed through the statistical analysis of process capacity. Some operational changes were necessary to ensure the effective removal of CAP added to the process, such as increased aluminum polychloride (PAC) dosage. The effluent met all the conditions of launch established by the environmental organ in terms of organic load and concentration of metals. Addition of CAP to the process increased the generation of sludge, but this did not prove to be an impediment in operational and cost.