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ABORDAGENS DE TRATAMENTO DE ÁGUA PARA ARSÊNICO

O arsênico ocorre naturalmente e é encontrado nas rochas e no solo antes de ser liberado no abastecimento de água por meio da erosão.

Certas práticas industriais, como a produção de tintas e corantes, metais, sabões, medicamentos e preservativos de madeira, têm o potencial de liberar arsênio no meio ambiente como subproduto do processo.

Os tipos e efeitos do arsênico

Existem duas formas comuns de arsênio, arsenito (arsênio III) e arseniato (arsênio V). O arsênico V é a forma mais comum e é mais fácil de remover da água potável. O arsênico III é mais difícil de remover e mais perigoso para a saúde humana.

A exposição de longo prazo ao arsênico tem efeito prejudicial à saúde humana. Os problemas graves de saúde variam de doenças de pele, bexiga e pulmão a problemas de próstata. A exposição prolongada também foi associada a câncer, doenças cardiovasculares, diabetes e dificuldades reprodutivas.

Realizando uma avaliação detalhada

Antes de avaliar uma tecnologia de remoção de arsênio, uma concessionária deve avaliar seu próprio sistema conduzindo uma análise abrangente da qualidade da água. Essa análise deve consistir em valores básicos e análises especiais para espécies com propriedades químicas semelhantes às do arsênio, pois podem interferir no desempenho da tecnologia de tratamento.

Cada local com potencial contaminação por arsênio deve ser avaliado, pois as águas do poço, mesmo no mesmo local, podem diferir significativamente. Testes piloto ou testes rápidos de coluna em pequena escala (RSSCT) também devem ser realizados para prever o desempenho em escala real de certas tecnologias de tratamento de remoção de arsênio.

Além dos custos de capital e operacionais, uma tecnologia de remoção de arsênio também deve ser avaliada em uma variedade de critérios de desempenho. Esses critérios devem atender aos requisitos técnicos e históricos, juntamente com as necessidades comerciais. Também é crucial para as concessionárias observar a facilidade de operação e o risco de falha do processo. Por último, a experiência do fornecedor de tecnologia no mercado de remoção de arsênio deve ser considerada.

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Opções de tratamento para a remoção de arsênico na água

As opções de tratamento para a remoção de arsênio variam desde a troca iônica, alumina ativada e osmose reversa até a coagulação / filtração e absorção. A tabela abaixo mostra uma comparação dessas tecnologias.

Adsorção de óxido de ferro

A adsorção é um processo contínuo onde a água flui para baixo através de um adsorvedor de leito fixo. Uma das vantagens da adsorção de ferro é a previsibilidade do avanço. Outra característica atrativa da tecnologia de adsorção é sua simplicidade e custo relativamente baixo. Por exemplo, a coagulação / filtração tem custos de capital inicial mais elevados e exige muita mão-de-obra. Além disso, essa tecnologia é mais complexa do que a adsorção, uma preocupação fundamental para utilitários sem estações de tratamento centralizadas. No entanto, a coagulação ou filtração pode ser uma solução eficaz no tratamento de altos níveis de contaminantes múltiplos.

 Osmose Reversa

O princípio da osmose é que a água com baixo teor de sal atravessa espontaneamente uma membrana osmótica em direção a uma solução com maior teor de sal até atingir o equilíbrio osmótico. Aplicar pressão à solução com maior teor de sal reverte esse fenômeno. A osmose reversa remove todos os oligoelementos e requer remineralização para uso de água potável. Dependendo de quão permeável a membrana é, manter o gradiente de pressão pode gerar água quase pura.

O risco de falha é alto com este processo, e a remoção frequente de arsenito é mais complicada. Além disso, conforme aumenta a turbidez na água de alimentação, isso reduz a eficiência do processo e o pré-tratamento é necessário.

Troca iônica

A troca iônica permite a troca de um íon na fase sólida por outro presente na fase aquosa. A resina de troca iônica geralmente consiste em uma resina sintética, específica para o agente poluente a ser removido. O arseniato forma um ânion na água e é trocado por uma resina aniônica. A água de alimentação entra em contato com um local de troca e o poluente é trocado.

Quando a resina está saturada, o leito é quimicamente regenerado de volta à sua forma original. A tecnologia funciona em uma faixa estreita de pH e é limitada por muitas espécies iônicas competitivas. Estes continuam o processo de troca e liberam arsênio da resina se a resina tiver maior afinidade com esses outros ânions. Na verdade, se a lista de íons competitivos for colocada em ordem de afinidade, o arsênio estaria próximo ao fim.

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Alumina ativada

A alumina ativada pode ser usada para adsorção. O sistema é simples, com pouco envolvimento e manutenção do operador. No entanto, a cinética de adsorção é finamente balanceada e há um perigo significativo de incrustação. Além disso, o pH da água é crítico. Trabalhar melhor em uma faixa muito estreita e qualquer mudança para longe do ideal reduzirá o desempenho.

Semelhante à troca iônica, a alumina ativada também mostra afinidades com outros ânions, pois as ligações formadas entre o arsênio e a alumina ativada são fracas. O arsenito, com sua carga neutra na água, não é absorvido pela alumina ativada. A alumina ativada também pode ser regenerada quimicamente, mas com regenerantes químicos nocivos e sucesso limitado, pois atinge apenas 85-90% da capacidade original após a regeneração.

Coagulação de precipitação

A filtração por coagulação por precipitação é tradicionalmente empregada em muitas estações de tratamento de água para a remoção de sólidos em suspensão e sólidos coloidais. Um coagulante é adicionado à água, geralmente um sal à base de alumínio ou ferro, o que aumenta a capacidade das partículas coloidais de se aglomerarem na água.

Durante a floculação, micropartículas iônicas carregadas negativamente são atraídas para o coagulante e mantidas juntas. O arseniato é removido por meio de mecanismos de co-precipitação e alguma adsorção. Os “flocos” formados podem ser separados da água por filtração. O arsenito presente na água forma espécies não iônicas; portanto, a pré-oxidação deve ser usada para obter 90% de remoção do arsênio. Os sistemas requerem retrolavagens frequentes (perdas de água) e uma calibração constante da dosagem de produtos químicos e gestão de lamas.

A experiência de De Nora com arsênico

 A De Nora fornece soluções de tratamento de arsênio desde o início dos anos 2000 e tem mais de 100.000 gpm de capacidade de tratamento instalada globalmente. Essa experiência é incomparável no setor e nosso histórico de caso levou ao desenvolvimento de modelos preditivos robustos. O portfólio de tratamento inorgânico da De Nora contém todas as tecnologias mencionadas neste post:

  • Sistema de remoção de arsênio SORB 33 utilizando um adsorvente de óxido de ferro
  • Sistema de coagulação, oxidação e filtração de meio catalítico Omni-SORB ™
  • Alumina ativada SORB 09 ™ para remoção simultânea de flúor + arsênio
  • Sistema de troca iônica SORB 07 ™ para remoção simultânea de nitrato + arsênio
  • Sistemas de osmose reversa De Nora UAT ™

Fonte: WET News: Water Treatment, vol 11, Issue 12.

Traduzido e adaptado por Renata Mafra

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