PROCESSOS DE TRATAMENTO DE ÁGUA: OZONÓLISE, TROCA IÔNICA E ADSORÇÃO.

PROCESSOS DE TRATAMENTO DE ÁGUA: OZONÓLISE, TROCA IÔNICA E ADSORÇÃO.

INTRODUÇÃO

        A água é um dos elementos mais importantes (senão o mais importante) para o ser humano. Precisamos de água para diversas atividades e também para a manutenção do nosso corpo.

A qualidade dessa água depende do uso que se destinará a mesma. Para o consumo humano existem padrões que devem ser seguidos para preservar a saúde da população; para consumo das indústrias o padrão é outro, porém, dependendo do produto final da indústria essa água deve ser extremamente pura. Visando essa qualidade que são desenvolvidos uma variedade de métodos para o tratamento da água, desde os métodos mais primários até aqueles que envolvem processos mais elaborados.

Esses procedimentos são indispensáveis para retirar as impurezas da água e evitar os problemas acarretados por elas. O tratamento preliminar primeiramente atua nas impurezas mais grosseiras, como turbidez, sólidos em suspensão e materiais orgânicos. Após isso, dependendo da necessidade, aplicam-se tratamentos mais elaborados para eliminação das substancias dissolvidas.

Neste trabalho serão discutidos três métodos mais elaborados para tratamento de água, aplicados na indústria.

OZONIZAÇÃO

Nas últimas décadas, a utilização da tecnologia de ozonização tem crescido amplamente. Mais de trezentas estações de tratamento já têm sido projetadas e construídas para fazerem uso desta técnica em diversas aplicações como: desinfecção; remoção de cor, sabor e odor; remoção de ferro e manganês; controle de algas entre outras.

Pode-se atribuir esse crescimento a mudança na regulamentação da qualidade de água da EPA (United States Environmental Protection Agency), onde a cloração já comumente feita, passa a não mais atingir tais exigências. Além disso, outros fatores como: o avanço tecnológico que permitiu a diminuição dos custos de implantação e de operação do ozônio (apesar de ainda ser um processo de alto custo); a capacidade do ozônio em oxidar diversos compostos orgânicos e inorgânicos e inativar vírus, bactérias e protozoários principalmente, contribuíram também para esse aumento no uso.

        Abaixo mostra-se uma tabela com um resumo das aplicações do ozônio.

Tabela 1 – Resumo das aplicações do ozônio no tratamento de águas.

Uso	Modo de utilização
Desinfecção e Controle de Algas	Biocida
Oxidação de Ferro e Manganês	Oxidante Clássico
Oxidante de Micro Poluentes Orgânicos Sabor e Odor Compostos Fenólicos Pesticidas	Oxidante Clássico Oxidante Clássico Oxidante Clássico
Oxidação de Macro Poluentes Orgânicos Branqueamento de Cor Aumento da Biodegradabilidade Destruição de precursores da formação de subprodutos da cloração	Oxidante Clássico Como pré-tratamento Como pré-tratamento
Auxiliar dos Processos de Coagulação/Floculação	Como pré-tratamento

Propriedades físico-químicas do ozônio e sua produção

        Falando de maneira simplificada sobre as propriedades do ozônio, constitui-se de três átomos de Carbono unidos por ligações simples e duplas, formando um híbrido de ressonância. É um gás instável de cor azul e é cerca de 1,5 vezes mais denso que o oxigênio, e 14 a 20 vezes mais solúvel em água. É também tóxico e altamente reativo com alto poder oxidante.

        Existem diversas técnicas de geração de ozônio entre elas, destaca-se a descarga corona que consiste na passagem do gás contendo oxigênio através de dois eletrodos separados, aplicando-se uma tensão variante entre 8 e 20 kV.

Mais detalhadamente, a descarga corona produzida entre os eletrodos é composta de elétrons com energia suficiente para promover a dissociação das moléculas de oxigênio em seus átomos de origem. Cada átomo de oxigênio livre reage rapidamente com uma molécula de O2 para formar o ozônio.

O2 + e                     2O* + e[pic 1]

O* + O2                                 O3[pic 2]

A taxa de dissociação depende principalmente da distribuição da energia corona, da temperatura e da taxa de fluxo do gás na entrada do gerador de ozônio.

O ozônio pode também ser obtido por meio da luz ultravioleta (UV), semelhante a reação ocorrida na estratosfera. Esse procedimento tem rendimento menor, porém, para pequenas plantas são vantajosos devido ao baixo custo e facilidade de manutenção.

O2 + UV-C                     2O[pic 3]

O* + O*                      O2[pic 4]

O + O2                               O3 + calor[pic 5]

O gás oxigênio reage com a luz ultravioleta pois a mesma tem a energia necessária para a síntese.

Comportamento químico do ozônio na água

A reação do ozônio com as substancias presentes em águas naturais pode ocorrer por dois mecanismos distintos: pela via direta e pela via indireta.

Na via direta, a própria molécula de ozônio decompõe-se espontaneamente gerando o radical hidroxila. É necessário que haja uma substancia iniciadora que, reagindo com o O3, forma o íon superóxido (O2-). Este íon por sua vez, reage com o O3 e o decompõe. Em uma segunda etapa ocorre a regeneração do íon superóxido a partir do radical livre hidroxila que é um subproduto formado durante a decomposição do ozônio. Essas reações continuam acontecendo desde que haja concentração suficiente de promotores na solução. Quando os radicais hidroxila são consumidos, íons carbonatos e bicarbonatos naturalmente presentes na água, inibem a decomposição do O3.