Estudo dos processos eletroquímicos: eletrooxidação e eletrocoagulação

Abstract

O tratamento físico-químico de águas residuais, de origem industrial, mais comum é o tratamento baseado na adição de coagulante e floculante a um efluente. No entanto, o tratamento eletroquímico é um tipo de tratamento que tem vindo a ser explorado e estudado com mais ênfase ao longo dos últimos anos. O tratamento eletroquímico é uma tecnologia AOP (Processos de Oxidação Avançada) e divide-se em eletrólise direta (oxidação e redução) e indireta (eletrocoagulação-flotação e eletrooxidação). A eletrocoagulação e eletrooxidação divergem apenas pelo tipo de reações que ocorrem, devido ao material que constitui os elétrodos. São processos complexos com uma multiplicidade de mecanismos que operam sinergicamente para remover poluentes da água. Tendo em conta a sua complexidade e ainda dificuldade de compreensão, existem na literatura diferentes versões acerca de quais os mecanismos chave, assim como diversas configurações geométricas de reatores e elétrodos. Atualmente, este tipo de tratamento tem vindo a evoluir, tornando-se num método economicamente viável para o tratamento de uma grande variedade de águas residuais, nomeadamente, aquelas que possuem compostos recalcitrantes na sua composição. O presente trabalho foi realizado nas instalações da VentilAQUA S.A. e, tendo em conta a sua área de especialidade, o trabalho exposto focou-se no desenvolvimento de soluções técnicas de AOP, nomeadamente na área eletroquímica (eletrocoagulação e eletrooxidação),para estudo dos parâmetros operacionais numa nova configuração geométrica para os elétrodos. Tendo por base os contributos da revisão bibliográfica, o estudo incidiu num reator tubular, com elétrodos de inox dispostos de forma concêntrica, à mesma distância entre si. Com este reator foram executados variados testes, com diferentes efluentes, que permitiram obter resultados operacionais de otimização de funcionamento, tendo em vista a remoção de poluentes. O estudo financeiro associado permitiu concluir que a eletrooxidação é significativamente mais económica que o tratamento físico-químico, nas condições operacionais e para os efluentes tratados. Relativamente ao Acompanhamento e Gestão de ETAR’s (Capítulo 4) foi possível verificar que todos os casos em estudo apresentam uma boa eficiência de remoção de matéria orgânica, permitindo a descarga do seu efluente com uma carga poluente que cumpre com os requisitos legais de descarga em meio hídrico.

The most common industrial wastewater treatment is physical-chemical treatment based on the addition of a coagulant and flocculant into the effluent. However, electrochemical treatment is a treatment that has been explored and investigated with more emphasis over the past few years. The electrochemical treatment is an AOP technology (Advanced Oxidation Processes) and is divided into direct electrolysis (oxidation and reduction) and indirect (electrocoagulation-flotation and electro-oxidation). The electrocoagulation and electro-oxidation only differ by the type of reactions that occur due to the material of the electrodes. Is a complex process with a multiplicity of operating mechanisms synergistically to remove pollutants from the water. Given the complexity and difficulty of non-understanding yet, in the literature there are different versions about which are the key mechanisms and different reactor and electrodes geometrical configurations. Currently, this type of treatment has evolved to become an economically viable method for the treatment of a variety of waste waters, particularly those that have recalcitrant compounds in its composition. This work was carried out at the premises of VentilAQUA S.A.. Taking into account their area of expertise the work exhibited has focused on developing technical solutions AOP, namely in electrochemical (electrocoagulation and electro-oxidation), to study the operating parameters for a new geometric configuration for the electrodes. Based on the contributions of the literature review the study focused on a tubular reactor with stainless steel electrodes arranged concentrically, at the same distance apart. With this reactor various tests were performed with different effluents, which allowed to obtain operating results about profit optimization in order to remove pollutants The associated financial study concluded that the electro-oxidation is significantly cheaper than the physical-chemical treatment in the operating conditions and the treated effluent. Regarding the Monitoring and Management of WWTP's (Chapter 4) we found that all the cases in study have shown good removal efficiency of organic matter, allowing the discharge of their effluent pollutant load according to the legal requirements.