Projeto Pesquisa Lixo
Por: Anderson Nunes • 8/5/2019 • Trabalho acadêmico • 12.886 Palavras (52 Páginas) • 295 Visualizações
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Geronimo Barbosa Alexandre (Coordenador)
Pedro Henrique Campello Santos (Membro)
Fabíola da Costa Catombé Dantas (Membro)
Raphael de Medeiros Souto Maior Baltar (Membro)
Tratamento de Esgoto Doméstico via Eletrofloculação e Eletroflotação
Garanhuns, Pernambuco, Brasil.
Junho de 2017
Geronimo Barbosa Alexandre
Pedro Henrique Campello Santos
Fabíola da Costa Catombé Dantas
Raphael de Medeiros Souto Maior Baltar
Tratamento de Esgoto Doméstico Via Eletrofloculação e Eletroflotação
Projeto apresentado como requisito para o processo de cadastramento de Pesquisa na Pró-Reitoria de Pesquisa, Pós-Graduação e Inovação (PROPESQ) do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pernambuco (IFPE).
Área de Concentração: Tecnologias Para Indústria de Transformação
Grupo de Estudos em Energia, Automação e Sistemas Inteligentes
Garanhuns, Pernambuco, Brasil.
Junho de 2017
Resumo
Algumas alternativas para o tratamento de efluentes domésticos têm sido estudadas e aplicadas, a exemplo do processo eletroquímico denominado Eletrofloculação e eletroflotação. Porém, os trabalhos mencionados na literatura, até então, tem sido realizados em reatores batelada, o que pode ser desvantajoso em decorrência do grande volume de efluente gerado nesse processo. Dessa forma esse trabalho tem como objetivo projetar uma planta experimental de tratamento de esgoto doméstico composta por dois reatores do fluxo contínuo em série, um reator eletroquímico de fluxo contínuo com Eletrofloculação para remoção de particulados e outro reator eletroquímico de fluxo contínuo com eletroflotação para eliminação de vírus e bactérias. O projeto consiste de construir um reator eletroquímico com volume total de 2,0 L, onde serão inseridos quatro eletrodos de alumínio com dimensões (10 x 6,40 x 0,10 cm), interligados a uma fonte CA em série com este, deve ser construído e inserido outro reator eletroquímico com volume total de 2,0 L, onde serão inseridos quatro eletrodos de aço Inox com dimensões (10 x 6,40 x 0,10 cm), interligados a uma fonte CA. A jusante do primeiro reator deve ser inserido um filtro de areia para eliminar os materiais sólidos presentes no efluente doméstico, entre um reator e outro será inserido dois filtros, sendo um filtro de areia e o outro um filtro com carvão aditivado; a montante do segundo reator eletroquímico será inserido um filtro de areia. O segundo reator será dotado de um sistema de aquecimento e produção de onda eletromagnética inovador para eliminação de vírus e bactéria. Para a operação do sistema será utilizado os efluentes líquidos descartadas pelo esgoto do IFPE – Campus Garanhuns. Para o estudo será elaborado um planejamento experimental com o propósito de avaliar a influência do pH inicial, o tempo espacial e a diferença de potencial, sobre as variáveis que caracterizam a água tratada, o consumo da massa de eletrodo e o consumo energético do reator. Os parâmetros a ser estudados são: DBO, DQO, Turbidez, óleos e graxas, vírus e bactérias, PH, viscosidade e o consumo energético. Durante esta primeira etapa do projeto não será discutida a possibilidade de ampliação para larga escala e não será feita a automação da planta experimental de tratamento.
Palavras-chave: Esgoto doméstico, Eletrofloculação, eletroflotação, reator eletroquímico, meio ambiente.
Lista de Ilustrações
Figura 1. Reator eletroquímico para Eletrofloculação com eletrodos de alumínio.....................................16
Figura 2. Desenho de processo de um reator eletroquímico de fluxo contínuo...........................................22
Figura 3. Representação do processo de formação do hidróxido de alumínio e das moléculas de oxigênio e hidrogênio via o fenômeno da Eletrofloculação..........................................................................................24
Figura 4. (a) corpo submetido a um potencial gravitacional e (b) carga sujeita a uma diferença de potencial elétrico..........................................................................................................................................27
Figura 5. Representação esquemática do plano externo de Helmholtz e da camada de difusão de Nerst...33
Figura 6. Representação ilustrativa das subcamadas existentes entre o eletrodo e a solução......................37
Figura 7. Desenho esquemático do reator eletroquímico.............................................................................41
Figura 8. Ilustração do reator eletroquímico com eletrodos de alumínio....................................................42
Figura 9. Ilustração dos eletrodos de alumínio usados no reator eletroquímico..........................................42
Figura 10. Fluxograma descritivo da planta de eletrofloculação para tratamento de esgoto doméstico.....43
Lista de Tabelas
Tabela 1. Orçamento para montagem da planta experimental.................................................................46
Tabela 2. Atividades para montagem da planta experimental.................................................................47
Lista de Abreviaturas e Siglas
APHA American Public Health Association
ANP Agência Nacional do Petróleo, Gás Naturas e Biocombustíveis
ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica
ANOVA Análise de Variância
CAGEPA Companhia de Abastecimento de Água e Esgoto da Paraíba
CE Consumo Energético
CDN Camada de Difusão de Nerst
CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente
CFSTR Constant Flow Stirred Tank Reactor
CNPE Conselho Nacional de Política Energética
CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente
Cond Condutividade elétrica
CQ Coagulação Química
CST Concentração de Sólidos Totais
CSTR Continuous-Stirred Tank Reactor
Custo Custo energético em valor monetário
DAS Tipo de Eletrodo
DBO Demanda Bioquímica de Oxigênio
DC Corrente Contínua
DDP Diferença de Potencial Elétrico
DQO Demanda Química de Oxigênio
DQO Demanda Química de Oxigênio
TDH Tempo de Detenção Hidráulico
EC Eletrocoagulação
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