FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SOROCABA

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1 FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SOROCABA Curso de Tecnologia em Polímeros Produção em Plásticos ELISÂNGELA DA SILVA NOVAIS UTILIZAÇÃO DE POLÍMEROS CATIÔNICOS E ANIÔNICOS NO TRATAMENTO DE EFLUENTES SOROCABA 2012

2 ELISÂNGELA DA SILVA NOVAIS UTILIZAÇÃO DE POLÍMEROS CATIÔNICOS E ANIÔNICOS NO TRATAMENTO DE EFLUENTES Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção do Diploma de Tecnólogo em Polímeros, da Faculdade de Tecnologia de Sorocaba. Orientadora: Ms Maira de Lourdes Rezende SOROCABA 2012

3 FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SOROCABA FATEC SO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção do Diploma de Graduação em Tecnólogo em Polímeros, da Faculdade de Tecnologia de Sorocaba. BANCA EXAMINADORA: Profª. Ms. Maira de Lourdes Rezende Faculdade de Tecnologia de Sorocaba Prof. Ms. José Carlos Moura Faculdade de Tecnologia de Sorocaba Prof. Dr. Luiz Carlos Rosa Faculdade de Tecnologia de Sorocaba SOROCABA 2012

4 Dedico este trabalho a todos que de alguma forma me ajudaram na realização e conclusão desta etapa da minha vida.

5 AGRADECIMENTOS Agradeço primeiramente a Deus por ter me dado forças para continuar, mesmo quando pensei em desistir; A minha mãe Marlene pelo amor incondicional em todos os momentos da minha vida; A minhas irmãs Elaine e Elisabeth pela amizade e companheirismo; Ao meu filho Gustavo, que esteve ao meu lado mesmo quando eu não podia brincar com ele por estar mergulhada nos livros; A toda minha família, meu porto seguro sempre; A todos os companheiros de sala pelos momentos de descontração; Aos novos amigos concebidos na faculdade que levarei pra vida toda: Vanessa Spedine, Thaís Andressa e Bruno César; A minha querida professora e orientadora Maira Rezende por sua dedicação e compreensão, o que a torna uma pessoa extraordinária e competente; E, em especial ao meu pai Raul por ter me ensinado desde pequena o valor dos estudos; Por ter sido um exemplo de trabalho, competência e responsabilidade; Por tudo o que representou na minha vida... E, por sentir sempre sua presença ao meu lado, me apoiando e me protegendo; Pai, onde quer que esteja, saiba que te amo e sempre te amarei; Dedico este trabalho ao senhor.

6 "Construí amigos, enfrentei derrotas, venci obstáculos, bati na porta da vida e disselhe: Não tenho medo de vivê-la. Augusto Cury

7 RESUMO A água, assim como o ar e o alimento, constitui um dos principais componentes que possibilitam a vida no planeta. A fonte natural e única de água é a precipitação sob suas várias formas (chuvas, geadas, nevadas, etc.). As águas precipitadas sobre a Terra constituem de águas de superfície e águas subterrâneas. Infelizmente, em virtude da alta taxa de poluição causada por atividades industriais, está cada vez mais difícil encontrar água potável que possa ser ingerida diretamente sem tratamento prévio, visto que essas indústrias lançam seus efluentes nos corpos d água. A recuperação dos prejuízos causados pelo descarte inadequado de efluentes gera despesas muito maiores do que o tratamento, que nos últimos anos, tornou-se indispensável. O uso do polímero está sendo cada vez mais comum em tratamentos de água por ser um material de baixo custo que acelera o processo de decantação, tornando o tratamento mais eficaz. Através de um levantamento bibliográfico, o presente trabalho tem por objetivo apresentar as etapas do tratamento de efluentes e os resultados obtidos em um estudo de caso após a adição de polímeros aniônico e catiônico no processo de clarificação. A técnica utilizada para o experimento foi a do teste do jarro, ou jar test, o que proporciona determinar a melhor dosagem de coagulantes e polímeros. Desta forma, com base nas análises de cor e turbidez, os resultados obtidos na amostra bruta e tratada permitiram concluir que esta técnica é eficiente na etapa de clarificação, porém deve-se levar em consideração a composição do efluente, o polímero utilizado e as dosagens necessárias para que o tratamento seja satisfatório em larga escala. Palavras - chave: Lodo, tratamento de água, efluentes, polieletrólitos, polímeros, jar test.

8 ABSTRACT Water, like air and food, is one of the major components that make life possible on Earth. The unique and natural source of water is the precipitation in its various forms (rain, frost, snow, etc.). The waters are precipitated on the earth surface water and groundwater. Unfortunately, due to the high rate of pollution caused by industrial activities, is increasingly difficult to find drinking water that can be ingested directly without prior treatment, as these industries release their effluents into water bodies. The recovery of damages caused by improper disposal of waste generates much higher costs than treatment, which in recent years, it has become essencial. The use of the polymer is increasingly common in the treatment of water to be a low cost material which accelerates the decanting process, making the most effective treatment. Through a literature survey, this paper aims to present the stages of effluent treatment and the results obtained in one case study after the addition of anionic and cationic polymers in the process of clarification. The technique used for the experiment was to test the pitcher or jar test, which makes determining the best dosage of coagulants and polymers. Thus, based on the color and turbidity tests, the results obtained with the sample and treated crude showed that this technique is effective in clarifying stage, but one must take into account the composition of the effluent, the polymer used and the dosage required for treatment is satisfactory in a large scale. Key - words: sludge, water treatment, wastewater, polyelectrolytes, polymers, test jar.

9 LISTA DE FIGURAS Figura 1: Sistema de tratamento de água potável Figura 2: Etapas do tratamento de esgoto Figura 3: Modelo esquemático dos processos de coagulação e floculação, com a utilização de um polieletrólito Figura 4: Amostra de efluente bruto Figura 5: Amostras brutas Figura 6: Jar test Figura 7: Jar test Figura 8: Jar test Figura 9: Jar test Figura 10: Amostra bruta Figura 11: Comparativo entre as amostras pós teste... 39

10 LISTA DE TABELAS Tabela 1: As principais impurezas, como são encontradas e seus efeitos Tabela 2: Outras impurezas e suas consequências Tabela 3: Padrão de potabilidade - Portaria 2914/11 do Ministério da Saúde Tabela 4: Classificação dos polímeros Tabela 5: Resultado final... 38

11 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO LEVANTAMENTO BIBLIOGRÁFICO Biologia da água Poluição da água Qualidade da água COLETA E TRATAMENTO DE EFLUENTES Etapas do tratamento DESTINAÇÃO DO EFLUENTE FINAL Usos da água reciclada: POLÍMEROS NO TRATAMENTO DE EFLUENTES Conceituação e classificação dos polímeros Polímeros x tratamento de águas e efluentes Etapas do processo de clarificação DOSAGEM DOS POLIELETRÓLITOS Jar test ESTUDO DE CASO Materiais e métodos Execução do teste Jar test Jar test Jar test Jar test RESULTADOS E DISCUSSÕES CONCLUSÕES REFERÊNCIAS BIBLIGRÁFICAS... 42

12 12 1 INTRODUÇÃO Os polímeros são de grande importância em vários setores industriais, por apresentarem compatibilidade com outros materiais, baixa densidade e flexibilidade. Devido a essas propriedades, muitas vezes substitui matérias-primas tradicionais, como os metais. Quando se pensa em polímeros, imaginam-se vários objetos plásticos. Eles estão espalhados em todos os lugares, em qualquer parte do mundo. A vida moderna não seria a mesma sem a existência desses materiais, que sempre são objetos de estudo e de aperfeiçoamento. Mas a vida moderna também trouxe inúmeros problemas ambientais, causados pelos constantes crescimentos das atividades industriais. A poluição ambiental é um dos problemas mais graves da atualidade, principalmente a poluição das águas. Felizmente, várias empresas estão buscando a preservação do meio ambiente, tratando suas águas antes do descarte nos rios do nosso planeta. O que poucos sabem é que o polímero é de extrema importância dentro de uma empresa de tratamento de águas, tanto potável (para consumo humano) quanto de efluentes (esgotos domésticos e industriais). No caso da água potável, estão sendo cada vez mais utilizados polímeros naturais, como por exemplo, a quitosana, que tem se mostrado muito eficiente com a vantagem de ser biodegradável e atóxica. Para efluentes, os polímeros mais utilizados são sintéticos e constituídos de poliacrilamida, podendo ser aniônicos ou catiônicos. A importância dos polímeros no tratamento de água está ligada à sua capacidade de clarificação, ou seja, remoção de grande parte da matéria orgânica sólida por meio de floculação e decantação, possibilitando a continuidade do tratamento até o destino final. Considerando tais aspectos, este trabalho tem como principal objetivo apresentar todas as etapas do tratamento de efluentes e demonstrar a aplicação dos polímeros aniônico e catiônico no processo de clarificação de um efluente bruto, tornando-o capaz de ser reutilizado, contribuindo assim para a preservação do meio ambiente.

13 13 2 LEVANTAMENTO BIBLIOGRÁFICO 2.1 Biologia da água A água, assim como o ar e o alimento, constitui um dos principais componentes que possibilitam a vida no planeta. As primeiras comunidades surgiram através da água, pois enquanto o ar atmosférico se encontra disseminado por todas as regiões da Terra e o alimento pode ser produzido pelo homem, à água se encontra em áreas determinadas, o que obrigou as comunidades a serem construídas próximas aos cursos d água. (BRITO, 1994) Segundo Brito, a fonte natural e única de água é a precipitação sob suas várias formas (chuvas, geadas, nevadas, etc.). As águas precipitadas sobre a Terra constituem de águas de superfície e águas subterrâneas. O destino das águas de superfícies são os oceanos, que em geral, no ciclo das águas, também estão ligados às águas subterrâneas. No percurso até os oceanos, as águas superficiais absorvem minerais, matéria orgânica e microorganismos de várias formas, o que evidencia a condição dessas águas. Quando ricas em matéria orgânica e inorgânica, a presença de protozoários, algas e bactérias torna-se abundante. Na ausência de sais minerais, quase não se observa atividade biológica (PITOMBO, 2005). As águas subterrâneas, devido às filtragens que ocorrem nas várias camadas de solo durante o processo de infiltração, são geralmente isentas de microorganismos e pobres em contaminantes orgânicos e inorgânicos, por isso, quando em quantidades suficientes, são perfeitas para água de abastecimento (CUSTODIO & LLHAMAS, 1983). Em relação a sua distribuição, de toda a água existente no planeta apenas 3% é doce e o restante, por ser constituído de água salgada, é impróprio para o consumo. Dessa água doce, 79% encontra-se congelada, 20% é subterrânea e apenas 1% é superficial de fácil acesso (JORNAL DA UNESP, DEZ 2001). Além de pequena quantidade disponível, outro fator preocupante é a poluição da água, que vem se tornando uma prática cada vez mais frequente, comprometendo o meio ambiente e a saúde pública.

14 Poluição da água Na Antiguidade, grande quantidade de resíduos já era descartada nos mares onde a natureza se encarregava de purificá-los, voltando ao seu estado original. Porém, devido ao crescimento populacional e expansão das indústrias, os cursos d água já não possuem mais essa capacidade devido à crescente quantidade de esgotos que é lançado diariamente nos corpos d água principalmente pelas atividades industriais (CARVALHO, 1980). Essas atividades geram efluentes (resíduos ou rejeitos de atividades industriais, esgotos sanitários, etc.) que contém poluentes orgânicos (óleos, gorduras, carboidratos) e inorgânicos (metais pesados). Em geral, esses poluentes que podem ser originários de esgotos domésticos, despejos industriais, escoamento superficial (urbano ou rural) são tóxicos e causam efeitos adversos em pessoas e animais se estiverem acima do nível de concentração estabelecido pelos órgãos competentes (VAZOLLER, 2002). A poluição da água pelos esgotos sanitários está intimamente vinculada aos microorganismos patogênicos, os quais disseminam os mais variados tipos de doenças como tifo (febre tifóide), amebíase, entre outras. Como o veículo transmissor é a própria água, estas são denominadas doenças hídricas (CARVALHO, 1980). Segundo Carvalho, a carga de matéria orgânica neste tipo de esgoto pode servir de alimento para peixes, fungos e até bactérias, que podem se multiplicar com muita rapidez. Quanto maior for à quantidade de esgotos lançados, maior será a quantidade de matéria orgânica, o que implica no aumento de bactérias, as quais, por sua vez, consumirão todo o oxigênio existente na água, causando a morte de toda a população que nela habita. Com isso, podem surgir bactérias com capacidade de respirar sem oxigênio livre, as chamadas bactérias anaeróbias.

15 15 No caso da poluição da água por resíduos industriais o fator implicante é a degradação por processos naturais. Sua composição geralmente inclui substâncias químicas tóxicas, como metais pesados (chumbo, cobre, etc.), pesticidas, que acima dos níveis de concentração podem trazer sérios riscos tanto para a humanidade, como para o meio ambiente, visto que a contaminação pode se estender também aos solos (SHREVE, 1997). Toda essa poluição gerada é eliminada diretamente em cursos d água, em canais subterrâneos ou a céu aberto, para, então, chegar a córregos e rios, causando grandes problemas ambientais e epidemiológicos. A recuperação dos prejuízos causados pelo descarte inadequado de efluentes gera despesas muito maiores do que o tratamento o qual nos últimos anos, tornou-se indispensável. A tabela 1 apresenta as principais impurezas, seu estado e os efeitos causados quando encontradas na água. Tabela 1: As principais impurezas, como são encontradas e seus efeitos. IMPUREZAS ESTADO EFEITOS Areia, Argila Suspensão Turbidez Bactérias Suspensão Doenças e prejuízos a instalações Bicarbonato de cálcio e Dissolvidos Alcalinidade e dureza magnésio Cloretos de cálcio e Dissolvidos Dureza e corrosividade magnésio em caldeiras Corantes vegetais Coloidal Cor, sabor, acidez Ferro Dissolvido Cor e sabor Fluoreto de cálcio Dissolvido Ação sobre os dentes Microorganismos Suspensão Turbidez, cheiro, cor Resíduos industriais e Suspensão Poluição domésticos Sílica Coloidal Turbidez Fonte: LEME, 1990

16 16 Outras impurezas merecem atenção especial devido às conseqüências biológicas que podem trazer. Estas estão apresentadas na Tabela 2. Tabela 2: Outras impurezas e suas consequências IMPUREZAS EFEITOS Flúor Fluorese dentária quando > 1,5 mg/l Nitratos Produzem cianose em teores > 50 mg/l Fenóis Causam mortes em doses de 1,5 g/l Cloretos Produzem influência nociva sobre afecções cardíacas Substâncias radioativas Podem produzir grandes malefícios ao organismo Cromo Hexavalente Produz irritação no organismo humano Chumbo Causa envenenamento (saturnismo) Selênio Tóxico Sólidos totais Tornam a água inadequada para consumo Sulfatos Produzem efeitos laxativos Fonte: (LEME, 1990) Com a finalidade de minimizar ou até mesmo evitar problemas relacionados à saúde pública e ao meio ambiente, faz-se necessária a determinação do índice de qualidade da água (IQA). O IQA foi criado em 1970 nos Estados Unidos e a partir de 1975 começou a ser utilizado pela CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo). O índice avalia a qualidade da água bruta para o uso público após o tratamento (Índice de Qualidade da Água, 2009).

17 Qualidade da água A qualidade da água é importante tanto para se comprovar uma determinada atividade poluidora, quanto para estabelecer meios para seu uso. Pode ser avaliada através de diversos parâmetros, os quais traduzem suas principais características físicas, químicas e biológicas. (SPERLING, 2005) Dentre as características físicas, são analisados parâmetros de cor, turbidez, sabor e odor. Características químicas são dadas através da dureza, corrosividade, alcalinidade, entre outras. E, por fim, as biológicas são aplicadas à presença de microorganismos patogênicos, algas e bactérias (BRAGA, 2007). Para assegurar essa qualidade, existem normas que especificam padrões para procedimentos e responsabilidades para o consumo de água. As ETA s - Estações de Tratamento de Água (Fig.1) - são as responsáveis pelo tratamento de água para consumo humano, assegurando sua qualidade. Para isso, existem requisitos que devem atender ao padrão de potabilidade estabelecido pela portaria 2914/11 (antiga 518/04) do Ministério da Saúde. Segundo Sperling, as características de alguns desses requisitos são: Cor: Deve ser incolor. O padrão máximo é de 15 uc (unidades de cor). Águas com valores acima geralmente têm cor, indicando presença de substâncias dissolvidas, nocivas ou não. Além disso, a água com coloração não é bem vista pelo consumidor. Turbidez: Indica o grau de interferência na passagem de luz pela água, o que atribui um aspecto turvo à mesma. Ocorre devido a existência de sólidos finos em suspensão. O valor máximo aceitável é de 1NTU (número de unidades de turbidez). Sabor e odor: A água para consumo humano não deve ter gosto nem odor, o que é classificado dentro da portaria 2914/11 como não objetável.

18 18 A tabela 3 apresenta mais alguns padrões de potabilidade: Tabela 3: Padrão de potabilidade segundo a Portaria 2914/11 do Ministério da Saúde Parâmetros/Unidade VMP* Parâmetros/Unidade VMP Cor (UPt) 15,0 Mercúrio (mg/l) 0,001 Sólidos totais 1000 Sódio (mg/l) 200 dissolvidos (mg/l) Dureza 500 Zinco (mg/l) 5,0 Turbidez (NTU) 5,0 Cianeto (mg/l) 0,007 Alumínio (mg/l) 0,2 Cloreto (mg/l) 250 Arsênio (mg/l) 0,01 Flúor (mg/l) 1,5 Bário (mg/l) 0,7 Nitrogênio Amoniacal 1,5 (mg/l) Cádmio (mg/l) 0,005 Nitrato (mg/l) 10,0 Chumbo (mg/l) 0,01 Nitrito (mg/l) 1,0 Cobre (mg/l) 2,0 Sulfato (mg/l) 250 Cromo (mg/l) 0,05 Coliformes Ausentes Termotolerantes (VMP/100 ml) Ferro (mg/l) 0,3 Coliformes Totais Ausentes (VMP/100 ml) Manganês (mg/l) 0,1 Estreptococcus Ausentes Fecais (VMP/100 ml) *VMP: valor máximo permitido Fonte: Bibliotecadigital, 2006

19 19 Figura 1: Sistema de tratamento de água potável Fonte: Água Bio Tratamento de Água Infelizmente, em virtude da alta taxa de poluição causada por atividades industriais, está cada vez mais difícil encontrar água potável que possa ser ingerida diretamente sem tratamento prévio. Desta forma, tanto a coleta quanto o tratamento dos efluentes são de extrema importância para garantir a preservação dos recursos hídricos e a saúde da população.

20 20 3 COLETA E TRATAMENTO DE EFLUENTES Os efluentes gerados pelas atividades humanas, sobretudo nos agrupamentos, vilas e cidades, necessitam de um sistema de coletas para chegar às estações de tratamento de esgotos (ETEs). No Brasil, apenas 29% dos municípios contam com uma rede de coleta e tratamento adequados de esgotos sanitários. Em termos populacionais, quase 90% da população não dispõe de tratamento adequado a seus efluentes. (IBGE, 2011) No caso de efluentes industriais, a dificuldade de uso de estações é maior. Cada tipo de indústria utiliza matérias-primas diversas e produz resíduos química e fisicamente diferentes, os quais necessitam de tipos específicos de tratamento. Dessa forma, a escolha do melhor método ou da melhor tecnologia para tratamento dos efluentes é um processo que demanda muito estudo (SPERLING, 2005). O efluente final tratado pode ser despejado em cursos de águas naturais, dependendo de sua classificação, que é dada pela Resolução CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente) 357/05 que aborda a classificação dos corpos d água e estabelece as condições e padrões de lançamento. Essa resolução fiscaliza as atividades industriais com alto potencial poluidor e aplica com base na Lei de Crimes Ambientais (N 9605), pena de prisão para os administradores e responsáveis técnicos das empresas que não observarem os padrões das cargas poluidoras. 3.1 Etapas do tratamento Segundo DI BERNARDO (et al, 2002), o tratamento de efluentes numa ETE é composto pelas seguintes etapas: pré-tratamento ou tratamento preliminar, tratamento primário, tratamento secundário e tratamento terciário ou pós-terciário. Tais etapas são descritas a seguir: Pré-tratamento: Essa etapa facilita os processos de tratamento propriamente ditos. Por meio de gradeamento, caixas de areia e tanques de equalização, são retirados os materiais grossos, flutuantes e pesados e realizada a redução dos sólidos suspensos. A retirada desse material mais grosseiro e da areia ajuda a proteger os equipamentos da ETE, tais como bombas e tubulações.

21 21 Tratamento primário: Durante esta etapa, ocorre a remoção da matéria orgânica decantável e da escuma (materiais de massa menor que a água, de difícil degradação) flutuante em conjunto com óleos e graxas. Parte da matéria orgânica será removida na forma de lama primária, diminuindo a carga poluidora e facilitando os processos biológicos do tratamento secundário. Tratamento secundário: O tratamento secundário consiste geralmente em um processo biológico que pode ser aeróbio, anaeróbio ou a associação de ambos. Nesse processo, a matéria orgânica (M.O.) coloidal é consumida (degradada) por microorganismos nos chamados reatores biológicos. Removem-se a matéria orgânica dissolvida e o restante da matéria orgânica residual no tratamento primário. A biomassa é degradada pela ação de micro-organismos (bactérias), que digerem a matéria orgânica. Para isso, podem-se usar processos aeróbios ou anaeróbios, que, normalmente, têm custos de implantação menores, mas são menos eficientes, necessitando, muitas vezes, de tratamentos complementares. Alguns processos anaeróbios produzem biogás como resíduo adicional, que pode ser utilizado como combustível ou fonte de energia elétrica. Tratamento terciário ou pós-tratamento: Removem-se poluentes específicos em excesso ou organismos patogênicos. Embora a maior parte dos organismos patogênicos tenha sido eliminada do efluente nas etapas anteriores, podem restar microorganismos que trazem riscos à saúde. Para realizar uma desinfecção completa do efluente, ele deve passar por um processo que pode ser físico ou químico como o uso do cloro (ClO2), ozônio (03) e até radiação ultravioleta. O conjunto de etapas descritas pode ser visualizado na Fig. 2

22 22 Figura 2: Etapas do tratamento de esgoto Fonte: de esgoto Cabe ressaltar que, atualmente, emprega-se o uso de polímeros aniônicos e catiônicos com a finalidade de clarificar a água e otimizar as etapas seguintes do tratamento antes do seu destino final.

23 23 4 DESTINAÇÃO DO EFLUENTE FINAL Após todos esses processos, o efluente tratado adquire uma qualidade que torna possível o seu descarte nos corpos hídricos, segundo a legislação CONAMA 357/05. Uma vez que o setor industrial é um importante usuário de água, muitas empresas já estão reutilizando a água tratada em seus processos, o que diminui os custos referentes à captação, seja da rede de abastecimento, seja da natureza - o que vem se tornando uma prática quase inexistente. 4.1 Usos da água reciclada: Irrigação paisagística: parques, cemitérios, campos de golfe, faixas de domínio de auto-estradas, campus universitários, cinturões verdes, gramados residenciais. Irrigação de campos para cultivos: plantio de forrageiras, plantas fibrosas e de grãos, plantas alimentícias, viveiros de plantas ornamentais, proteção contra geadas. Usos industriais: refrigeração, alimentação de caldeiras, água de processamento, uso em banheiros (descargas), lavagem de chão. Recarga de aqüíferos: recarga de aqüíferos potáveis, controle de intrusão marinha, controle de recalques de subsolo. Usos urbanos não-potáveis: irrigação paisagística, combate ao fogo, descarga de vasos sanitários, sistemas de ar condicionado, lavagem de veículos, lavagem de ruas e pontos de ônibus, etc. Finalidades ambientais: aumento de vazão em cursos de água, aplicação em pântanos, terras alagadas, indústrias de pesca. Usos diversos: aqüicultura, construções, controle de poeira, dessedentação de animais (Revista Hydro, Ed. 43, Maio/2010).

24 24 Em zonas rurais, o efluente tratado pode ser utilizado na irrigação de diversas espécies de interesse econômico. Para vegetais utilizados diretamente na alimentação humana (como verduras), o pós-tratamento para eliminação de agentes patogênicos é de especial importância. Além da água, esses efluentes proporcionam o fornecimento de alguns minerais essenciais a essas plantas, como o nitrogênio e o fósforo (Informativo CRQ-IV Ed. 107 Jan/Fev 2011). Exemplos de espécies cultivadas utilizando efluentes tratados:- dália (ornamental), feijão, quiabo, pimentão, batata-doce e milho (alimentícias); eucalipto, gramíneas etc. O tratamento dos efluentes parece ser a solução definitiva para o combate à poluição, mas ele resulta em outro produto, que pode conter, além de grande concentração de matéria orgânica, organismos patogênicos, metais pesados e outras substâncias perigosas: o lodo. É de extrema importância que ele receba tratamento (desinfecção e purificação) antes de sua utilização e/ou destinação final (COSTA, et al, 2003). O destino mais comum dos lodos de tratamento de efluentes é o seu descarte em aterros sanitários. Isso agrava o problema da destinação de resíduos. O lançamento de lodos em estado líquido em solo argiloso ocasiona um aumento das concentrações de metais potencialmente tóxicos. Dependendo das características do lodo descartado, pode ser um ótimo fertilizante orgânico, usado diretamente ou após processo de desidratação. Se for usado deste modo, poupa o ambiente, reduz custos de produção no campo e amplia a produtividade das lavouras. A reciclagem da matéria orgânica e dos nutrientes é o principal ganho para o meio ambiente, que ainda pode reduzir o uso de adubos químicos (Informativo CRQ IV n 107 Jan/Fev2011).

25 25 5 POLÍMEROS NO TRATAMENTO DE EFLUENTES 5.1 Conceituação e classificação dos polímeros Os polímeros são compostos químicos resultantes de reações químicas de polimerização. São formados por macromoléculas, ou seja, compostos orgânicos ou inorgânicos de massa molar elevada e constituídos, em sua maioria, por átomos não pesados, como o carbono, o nitrogênio e o silício. Possuem várias unidades repetitivas ao longo da cadeia, denominadas meros. É daí que vem o seu significado: poli = muitas; mero= partes (MARINHO,2005). Podem ser naturais ou sintéticos. Os naturais são polímeros sintetizados pela natureza e os sintéticos são obtidos através da polimerização. Os naturais podem ser orgânicos ou inorgânicos. Abaixo são apresentados alguns exemplos de polímeros de acordo com suas classificações químicas: Naturais orgânicos: látex, amido. Naturais inorgânicos: sílica, grafite. Sintéticos orgânicos: polietileno Sintéticos inorgânicos: poli (cloreto de fosfonitrila) Os polímeros podem ser classificados quanto à obtenção, função química, resistência mecânica e aplicação tecnológica de acordo com a Tabela 4.

26 26 Tabela 4: Classificação dos polímeros Obtenção Função química Resistência mecânica Aplicação tecnológica Orgânicos: borracha, amido, etc Naturais Inorgânicos: asbesto, sílica, etc Orgânicos: náilon, acrílico, etc Sintéticos Inorgânicos: poli (cloreto de fosfonitrila), etc Polihidrocarbonetos, poliésteres, poliamidas, etc Plásticos, fibras, borrachas e resinas Termoplásticos e termorrígidos Fonte - MARINHO, 2005 Os polímeros têm grande importância em vários setores industriais, seja em novas aplicações ou em substituição a materiais tradicionais (metais, vidros, madeira, etc.). Puros ou em blendas (misturas) são utilizados para os mais diversos fins, como na produção de fibras para a indústria têxtil, embalagens para alimentos, cosméticos, na indústria farmacêutica, automobilística, construção civil. As empresas de tratamento de águas e efluentes também descobriram a versatilidade dos polímeros e estão apostando cada vez mais na sua utilização para agilizar o processo de clarificação e tornar o tratamento mais eficaz. 5.2 Polímeros x tratamento de águas e efluentes O uso de polímeros trocadores de íons na etapa de clarificação da água está se tornando cada vez mais comum com o objetivo de reciclá-la ou para disposição no meio ambiente, de acordo com a legislação específica. Entre eles podem-se destacar os polímeros de origem natural, por serem facilmente encontrados na natureza, como celulose, amido, colágeno, quitosana entre outros. A quitosana é um dos polissacarídeos mais utilizados nos estudos de remoção de metais pesados de efluentes industriais por ter um elevado potencial de sorção (capacidade de retenção) de vários poluentes aquáticos e é um copolímero

27 27 obtido do exoesqueleto de crustáceos, insetos e parede celular de fungos (Informativo CRQ IV Ed.105 set/out 2010). Os polímeros sintéticos (polieletrólitos, constituídos de poliacrilamida) continuam sendo os mais utilizados para o tratamento de efluentes. Eles promovem a coagulação ou floculação das partículas em suspensão transformando-as em partículas maiores posteriormente removidas por decantação, flotação ou filtração (Universo Ambiental). São lineares e solúveis em água e sua carga elétrica pode ser negativa (aniônica), positiva (catiônica) ou não iônica. Sendo aniônico, ele atrairá as cargas positivas como é o caso de sais e hidróxidos metálicos. Sendo catiônico se ligará a cargas negativas como o silicone ou substâncias orgânicas. Os não-iônicos não apresentam carga (DI BERNARDO, 2002). Os polímeros em solução são os mais utilizados para coagulação nas estações de tratamento de água. São à base de água e apresentam aspecto de cor clara. Sua viscosidade varia de a cp (centipoise unidade de viscosidade dinâmica) semelhante ao mel (KRIEBEL, 2002). Cabe ressaltar que o tipo de polímero a ser utilizado depende das características do efluente e de resultados de testes de bancada (jar test), um teste para avaliação da dosagem a ser utilizada. A etapa de clarificação tem por objetivo a remoção dos sólidos através de produtos químicos e representa uma parte bastante delicada e importante do tratamento de água, pois se for falha, pode-se ter problemas sérios nas operações seguintes. Os produtos químicos são utilizados nos seguintes processos do tratamento: coagulação, ajuste de ph, controle de corrosão, redução de dureza, remoção de cor e sabor, desinfecção, descoloração e floculação (LEME, 1990). Os mais utilizados para esses fins são: coagulantes : sulfato de alumínio, cloreto férrico, aluminato de sódio. ajustadores do ph: hidróxido de sódio, ácido clorídrico, ácido sulfúrico controle da corrosão: cal hidratada, carbonato de sódio redução da dureza: gás carbônico, cloreto de sódio, cal hidratada remoção de cor e sabor: carvão ativado, permanganato de potássio desinfecção: cloro, amônia anidra descloração: carvão ativado, sulfito de sódio