TRATAMENTO DE EFLUENTE DE LAVAGEM DE CARROS POR ELETROCOAGULAÇAO/ELETROFLOTAÇÃO VISANDO O REUSO DA ÁGUA:

OTIMIZAÇÃO USANDO PLANEJAMENTO FATORIALANGELITA APARECIDA RIBEIRO DA SILVA; ILZA LOBO - lobo@uel.br; CARLOS A. P. CAMARA; IEDA SPACINO SCARMINIO

I Congresso Baiano de Engenharia Sanitária e Ambiental – COBESA - 11 a 16 de Julho de 2010, Salvador, Ba

Unidades de lavagem de carros apresentam ato consumo de água, gerando grandes volumes de efluentes, causando a poluição de sistemas aquáticos. Eletrocoagulação (EC) e a eletroflotação (EF) envolvem a geração de coagulantes in situ por oxidação eletrolítica de eletrodos sacrifício. Técnicas de EC e EF usando eletrodos de alumínio foram aplicadas no tratamento de efluentes proveniente de lavagem de veículos visando o reuso da água. Foi usado um planejamento experimental do tipo composto central para otimizar pH inicial, tempo de eletrólise e densidade de corrente aplicadas. A eficiência do tratamento foi avaliada pela remoção da DQO, surfactantes, SST e turbidez.

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MATERIAIS E MÉTODOSMATERIAIS E MÉTODOS

RESULTADOS E DISCUSSÃORESULTADOS E DISCUSSÃO

CONCLUSÃOCONCLUSÃO O planejamento fatorial do tipo composto central foi adequado para determinar as condições ótimas de trabalho para a remoção de DQO, surfactante e SST.

A relação tempo e a corrente elétrica aplicada são os fatores mais expressivos, quanto maiores, maior a eficiência;

Maior remoção (81% de DQO, 88% de surfactantes, 98% turbidez e SST) no experimento por EF na condição: pH inicial 5, corrente 3,5 A em 20 minutos;

A EF apresentou maior eficiência em relação à EC, possivelmente porque na EC ocorre a redissolução do surfactante no efluente já tratado durante a agitação para a correção do pH.

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

Tabela 1 . Planejamento experimental do tipo composto central, combinando tempo (x1), corrente elétrica (x2) e pH (x3). O numero total de experimentos foi obtido como: N = 2k + 2k + no = 17 experimentos, onde k é o numero de fatores (3), com três repetições no experimental central (no = 3) para avaliação do erro.

Agradecimentos:

• Fundação Araucária• CNPq• PROPPG/UEL

Agradecimentos:

• Fundação Araucária• CNPq• PROPPG/UEL

VariáveisFatores Originais

(x)   Fatores codificados (x)  

-1,68 -1 0 1 1,68

Tempo x1 6,6 10 15 20 23,4

Intensidade de Corrente x2 0,82 1,5 2,5 3,5 4,18

pH x3 3,64 5 7 9 10,36

Figura 1. ELETRODOS: Placas de Alumínio (2 mm)ÁREA EFETIVA: 10 X 10 cm=100 cm2; espaçamento = 10 mm; lavagem: detergente, água e imersão emHCl/5 min

Figura 2 . Sistema EC/EF com os eletrodos, a fonte elétrica, o agitador magnético e efluente.

Análises Físicas e Análises Físicas e QuímicasQuímicas

DQO - Standard Methods, Método 5220D., refluxo fechado, colorimétrico;Surfactantes - Método 5540 C – Surfactantes aniônicos com MBAS.Sólido Suspenso Total - gravimetricamente, após filtração membranas de vidro.Lodo Formado - O lodo foi filtrado e o peso determinado gravimetricamente.Turbidez - Turbidímetro da marca Hach - faixa de medição de 0 a 1000 NTU.

pHCondutividade

(µS/cm)Surfactante

(mg L-1)DQO (mg/L)

Turbidez(NTU)

TSS (mg/L)

6.1 616,00 6,50 ± 0,05 331,26 ± 0.01 169,0 ± 0.02 261,2 ± 0,01

Tabela 2 . Características do efluente de lavagem de veículos estudado.

• No catodo:   2 H+ (aq) + 2 e H2 (g)

2 H2O (l) + 2 e H2 (g) + 2 OH-

•  No anodo: dissolução eletrolítica do Anodo de alumínio

Al Al3+ + 3 e-

2 H2O (l) O2 (g) + 4 H+ (aq) + 4 e

Aln(OH)3n : complexos hidroxicatiônicos gelatinosos

remoção de poluentes por adsorção

Na solução:Na solução: 

Al3+ + 3 H2O Al(OH)3 + 3 H+

    n Al(OH)3 Aln(OH)3n

Design-Expert® 6.0 (trial version). Ajuste do pH (HCl/NaOH) e condutividade em 4,00 mS cm-1 com NaCl (Merck).

ExperimentospH

inicial I (A) t (min)

DQO mg O2/L

SST mg/L

Turbidez (NTU)

% Rem.DQO

% Rem.Turb.

% Rem.SST

Lodo g/L

         

1 5 1,5 10 218,91± 0,03 3,4 6,65 34 95 99 0,5620

2 5 1,5 20 200,73 ± 0,02 1,8 2,95 39 98 99 0,7611

3 5 3,5 10 184,59 ± 0,03 1,3 1,88 44 98 100 0,8800

4 5 3,5 20 83,91 ± 0,03 1,2 1,01 74 99 95 2,2368

5 9 1,5 10 237,77 ± 0,02 2,9 9,76 28 92 99 0,5957

6 9 1,5 20 215,05 ± 0,04 2,1 6,70 35 98 99 0,8107

7 9 3,5 10 205,95 ± 0,03 2,3 5,14 38 96 99 0,8752

8 9 3,5 20 177,77 ± 0,03 1,4 1,57 46 99 99 0,8991

9 7 2,5 15 179,82 ± 0,01 1,7 12,7 45 90 99 0,9386

10 7 2,5 15 179,59 ± 0,01 1,3 3,68 45 97 100 0,9160

11 7 2,5 15 182,32 ± 0,02 1,6 4,89 45 96 99 0,9111

12 7 2,5 6,6 237,77 ± 0,03 2,5 6,08 28 95 99 0,4906

13 7 2,5 23,4 161,41 ± 0,02 4,6 1,90 51 98 98 0,8003

14 7 0,82 15 210,73 ± 0,06 0,1 11,40 36 91 100 0,4603

15 7 4,18 15 146,64 ± 0,03 2,2 1,61 55 99 99 0,8150

16 3,6 2,5 15 161,41 ± 0,03 1,0 1,30 51 99 100 0,9333

17 10,4 2,5 15 208,23 ± 0,02 2,1 4,03 37 97 99 0,8737

ST - - - 331,26 ± 0,01 261,2 124,0 -

Tabela 3. Taxas de DQO, SST, turbidez e lodo; e % de remoção de DQO, turbidez e SST, obtidas após o tratamento por EC, nas diferentes condições de pH, intensidade de corrente e tempo.

(3 )p H (L )

2 L b y3 L

te m p o (Q)

1 L b y3 L

p H (Q)

1 L b y2 L

(1 )te m p o (L )

(2 )co rre n te (L )

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 1 0

- In te ra çõ e s - E fe ito s p rin cip a is

-3 .0

-2 .5

-2 .0

-1 .5

-1 .0

-0 .5

0 .0

0 .5

1 .0

1 .5

2 .0

2 .5

3 .0

Va

lor

no

rma

l esp

era

do

.0 1

.0 5

.1 5

.3 5

.5 5

.7 5

.9 5

.9 9

Figura 3 - Gráfico normal dos efeitos estimados da variação da DQO após o tratamento por EC.

Os pontos centrais se ajustam a uma reta próxima ao ponto zero do eixo das abscissas, na região central.

Os efeitos mais significativos são corrente, seguida de tempo e a interação entre ambos, sendo pH o efeito menos importante.