Eletrocoagulação (EC) para tratamento de água (residual)
1. & nbsp; Teoria por trás do processo
Quando a corrente elétrica é aplicada às placas de Fe (o mesmo acontece com o Al), os sais de hidróxido de Fe (precipitação de Fe) são formados in situ devido à dissolução dos ânodos de Fe (0) de sacrifício. O Fe (0) oxida em Fe (II) dissolvido, que então se oxida posteriormente em Fe (III). A água é reduzida a gás hidrogênio (H 2 ) e íons hidroxila (OH - ) no cátodo, e esses íons hidroxila podem se combinar com os íons metálicos para formar hidróxidos metálicos. A taxa de formação dessas espécies está diretamente relacionada à intensidade da corrente aplicada, pois sua formação é limitada pela transferência de elétrons. Após sua formação, os íons metálicos e os hidróxidos metálicos atuam como coagulantes no processo de coagulação. O pH é um fator importante no tratamento de CE, pois determina a especiação dos complexos de íons metálicos formados (Fe (OH) 2+ , Fe (OH) 4- , Fe (OH) 3 , Fe 2 (OH) 2 4+ ), conforme mostrado na figura 1.2, e devido à sua polaridade, atraem poluentes. A maioria desses complexos se dissolvem mal na água e, portanto, precipitarão e removerão os poluentes da água.
& nbsp; Uma visão geral das reações que ocorrem no tratamento de CE é fornecida na Figura 1.1.
Figura 1 - 2 Complexos metálicos criado durante a eletrocoagulação de Al e Fe
2. & nbsp; Vantagens da CE
O ponto forte da tecnologia é a remoção de uma ampla variedade de poluentes: & nbsp;
- COD / BOD
- Metal e íons de metal pesado
- Sólidos suspensos
- Fosfatos
- sólidos coloidais
- Compostos coloridos
- sólidos dissolvidos
- surfactantes
- Gordura, óleo e graxa
- sílica
- Dureza
- Diesel
- Compostos orgânicos complexos
- Bactérias e vírus & nbsp;
As vantagens da eletrocoagulação, além da ampla gama de poluentes que podem ser removidos, são:
- Sem adição extra de produtos químicos
- Menos produção de lodo
- O lodo é fácil de desidratar (até 60% DM), sem adição de produtos químicos
- Menor CAPEX e OPEX em relação ao pré-tratamento físico-químico clássico
- Equipamento simples sem elementos móveis
- Tratamento incolor e inodoro
- Bons flocos de sedimentação
- Mesmo os menores colóides removidos
- Baixo consumo de energia
- Separação de lamas por sedimentação simples
- Construção compacta em container, plug & amp; jogar
- Baixa pegada
Dependendo do tipo de água residual, a tecnologia pode ser implementada em um sistema ZLD como:
- Pré-tratamento de polimento
- Pós-tratamento
Figura 2-1 Remoção de cor com EC
Ponto de atenção
O desempenho e a eficiência energética, embora dependam da configuração da célula de eletrocoagulação e da conexão dos ânodos, também estão relacionados às reações que ocorrem na interface da solução do eletrodo.
Em particular, a formação de filmes ou óxidos passivos inibe a dissolução e restringe a carga & ndash; reação de transferência na interface da solução do anodo & ndash; e isso leva ao consumo excessivo de eletricidade e reduz a eficiência energética do processo. Consumo excessivo de energia, uniformidade na dissolução e incrustação dos ânodos são os principais problemas que podem ocorrer.
Com o know-how do EColoRO, a QStone Capital e a Lenntech conseguiram superar esses problemas otimizando o projeto em termos de soluções hidráulicas e elétricas.
3. & nbsp; O sistema CE
O reator de eletrocoagulação é o reator que trata eletroquimicamente as águas residuais. O tratamento removerá as partículas de COD / BOD, sílica, TSS, turbidez, metais pesados, dureza, componentes parcialmente de nitrogênio, fosfato e cor. Todos esses componentes serão capturados nos flocos de coagulação e serão removidos da água por sedimentação ou flotação.
Geralmente, a unidade de eletrocoagulação existe de:
- Triagem e neutralização
- reator CE
- Tanque de coagulação
- Unidade de flotação ou sedimentação
- Recipiente de armazenamento de sal / produtos químicos + bombas doseadoras
- Inversores que fornecem a corrente necessária
- Filtro prensa externo / sistema de desidratação
4. & nbsp; Aplicativo
Dada a variedade de remoção de poluentes, a tecnologia EC pode ser aplicada aos seguintes tipos de indústrias:
- Têxtil
- Celulose e papel
- automotivo
- Química e farmacêutica
- Cosméticos e detergentes
- aeroportos
- Pintura
- Resíduos sólidos
- Plástico
- Cervejarias e vinícolas
- Matadouros
- Doméstico e hoteleiro
- Frutas e vegetais
- Tratamento de água de lastro
- Torres de resfriamento
5. & nbsp; Exemplos de sistemas completos
Os sistemas descentralizados padronizados são baseados no fluxo a tratar:
- 25-50 m 3 / dia & ndash; Recipiente de 20 pés
- 100-300 m 3 / dia & ndash; Recipiente de 20 pés
- 300-500 m 3 / dia & ndash; Contêiner de 40 pés
- Superior a 500 m 3 / dia & ndash; Vários contêineres de 40 pés
Exemplo 1. Planta piloto de 1 m 3 / h
Figura 5-1 Piloto EColoRO
Exemplo 2. Empresa cervejaria em Uganda
- Feed: efluente anaeróbio
- Capacidade: 25 m3 / h
- Objetivo: remoção de fosfatos
Figura 5-2 Sistema de CE instalado em uma cervejaria em Uganda
Figura 5‑3 Visão interna do sistema CE entregue a uma cervejaria em Uganda
Exemplo 3. Manipulador de resíduos sólidos industriais na Holanda
- Alimentação: percolar aterro (cinzas profundas e entulho de dragagem)
- Capacidade: 25 m3 / h
- Objetivo: remoção de metais pesados
Figura 5‑4 Estação de tratamento de água do aterro sanitário
Exemplo 4. Manipulador de resíduos sólidos industriais na Holanda
- Alimentação: percolar aterro (cinzas profundas e entulho de dragagem)
- Capacidade: 25 m3 / h
- Objetivo: remoção de metais pesados
Figura 5-5 Cinzas da incineração de resíduos sólidos
Exemplo 5. Fábrica de tingimento têxtil em Tamil Nadu, Índia
- Feed: Tingimento de têxteis & amp; processo de lavagem
- Capacidade: 25 m3 / h
- Meta: COD, cor, remoção de dureza
Figura 5-6 Sistema EC comissionado na Índia
Figura 5-7 Remoção de cor em águas residuais têxteis
6. & nbsp; História de fundo
QStone e EColoRO têm trabalhado juntos na aplicação do EC na Ásia desde 2019. Quando o EColoRO, infelizmente, teve que pedir falência em 2020, a QStone criou uma empresa filha QStone EC Water Treatment Solutions com o envolvimento dos fundadores do EColoRO e incluiu o ex-engenheiro de processo sênior do EColoRO em sua folha de pagamento.
Em 2021, a QStone EC e a Lenntech começaram a cooperar para aprimorar a expansão da tecnologia de tratamento de água da CE na Europa e além.