PROCESSOS DE TRATAMENTO DE ÁGUA: OZONÓLISE, TROCA IÔNICA E ADSORÇÃO.
Por: Israel Menezes • 22/4/2016 • Relatório de pesquisa • 2.945 Palavras (12 Páginas) • 983 Visualizações
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 |
| Biocida |
| Oxidante Clássico |
| Oxidante Clássico Oxidante Clássico Oxidante Clássico |
| Oxidante Clássico Como pré-tratamento Como pré-tratamento |
| 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.
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