Desenvolvimento de coagulante/ floculante para tratamento de águas residuais numa indústria de adesivos

Esta dissertação teve como objetivo clarificar a qualidade das águas residuais de uma indústria de fabricação de adesivos. Para esta clarificação optou-se por um tratamento de coagulação/floculação a ser efetuado com a adição de apenas um produto no estado sólido. Para este estudo, selecionou-se substâncias comercialmente disponíveis destacando-se para esta formulação um coagulante, sulfato de alumínio (Al2 (SO4).3H2O, dois adjuvantes, hidróxido de cálcio, Ca(OH)2 (adjuvante H) e Montmorillonite, Al2O3.4SiO2.H2O (adjuvante M) e um floculante, uma poliacrilamida aniónica (C3H5NO)n. O efluente bruto da indústria de adesivos foi caraterizado e verificou-se que dos parâmetros analisados, apenas o pH obedece aos valores limite de emissão para descarga no coletor municipal. Determinaram-se as quantidades ótimas das substâncias selecionadas, a quantidade mínima de produto formulado e foi feita a otimização da composição do produto formulado, para três níveis de pH e duas condições de agitação Numa primeira fase, a realização de ensaios preliminares sobre a quantidade de cada uma das substâncias conduziu aos valores 5 e 30 g de coagulante, 2 e 10 g de adjuvante M; 3 g de adjuvante H e 0,01 g de floculante por 500 mL de efluente. Na otimização da quantidade mínima de produto formulado obteve-se o valor de 5g de produto por 500 mL de efluente. Relativamente à formulação do produto foi definido estudar o efeito da variação das razões, %(m/m), dos adjuvantes (M e H) em função do coagulante, para diferentes valores de pH inicial (6,2; 8,1 e 10) e para duas condições de agitação (A e B), sobre os parâmetros analisados (CQO, SST, turvação, pH final e IVL). Na condição A manteve-se uma agitação de 150 rpm durante 2 minutos, reduzindo-se para 60 rpm durante 15 minutos e, por fim, para 30 rpm durante 5 minutos. Na condição B foi usada uma agitação constante de 90 rpm durante 22 minutos. O estudo do efeito das variações das razões % (m/m) dos adjuvantes M e H foi dividido em três grupos com três subgrupos: 1º grupo - 0,6 a razão mássica adjuvante M/coagulante e 0,4, 1,2 e 2 a razão mássica adjuvante H/ coagulante; 2º grupo - 0,2 a razão mássica adjuvante M/coagulante e 0,1, 0,4 e 0,6 a razão mássica adjuvante H/ coagulante; 3º grupo - 0,1 a razão mássica adjuvante M/coagulante e 0,1, 0,2 e 0,3 a razão mássica adjuvante H/ coagulante. Após este estudo obteve-se para cada condição de agitação (A e B), as razões %(m/m) e o pH inicial mais adequados, com base nos melhores resultados obtidos no efeito sobre a CQO. Para a condição de agitação A o melhor resultado obteve-se para pH inicial igual a 8,1 com a razão mássica de adjuvante M/ coagulante igual a 0,1 e a razão mássica de adjuvante H/coagulante igual a 0,1 (percentagens de remoção de 98,01%, 99,60% e 99,43% para a CQO, SST e turvação, respetivamente). Para a condição de agitação B o melhor resultado obteve-se para pH inicial igual a 8,1 com a razão mássica de adjuvante M/ coagulante igual a 0,1 e a razão mássica de adjuvante H/coagulante igual a 0,1 (percentagens de remoção de 98,67%, 99,77% e 98,40% para a CQO, SST e turvação, respetivamente). Nestas condições é necessário efetuar a correção do pH após o tratamento. Apesar das elevadas percentagens de remoção obtidas, o índice volumétrico de lamas indica fraca qualidade de sedimentação.This dissertation aimed to clarify and improve the quality of wastewater from an industry of adhesives manufacture. For this purpose, a treatment coagulation / flocculation with the addition of only one product in the solid state was chosen. Commercially available substances were selected to be included in this formulation: a coagulant, aluminum sulfate (Al2(SO4).3 H2O, two adjuvants, calcium hydroxide, Ca(OH)2 (adjuvant H) and Montmorillonite, Al2O3.4SiO2.H2O (adjuvant M) and a flocculant, an anionic polyacrylamide (C3H5NO)n. The raw effluent from the adhesives industry has been characterized and it was found that for the parameters analyzed, only the pH meets the emission limit values for discharge into municipal collector. Optimal amounts of the selected substances and the minimum quantity of formulated product were determined. The composition of the formulated product was optimized for three pH levels and two stirring conditions. Initially, preliminary tests on the amount of each of the substances led to the values 5 and 30 g of coagulant, 2 and 10 of adjuvant M; 3 g of adjuvant H and 0.01 g of flocculant per 500 mL of effluent. In optimizing the minimum quantity of formulated product a value of 5 g of product per 500 ml of effluent was obtained. For the formulation of the product, the effect of varying ratios % (w/w), adjuvants (M and H) according to the coagulant, for different initial pH values (6.2, 8.1 and 10 ) and two conditions of agitation (A and B) on the analyzed parameters (COD, TSS, turbidity and clarity, final pH and SVI) were studied. The condition A is maintained by stirring of 150 rpm for 2 minutes, decreased to 60 rpm for 15 minutes, and finally to 30 rpm for 5 minutes. In condition B constant agitation of 90 rpm for 22 minutes was used. The study of the effect of different ratios % (w/w) of M and H adjuvants was divided into three groups each with three subgroups: 1st group - mass ratio adjuvant M/coagulant = 0.6 and the mass ratio adjuvant H/coagulant of 0.4, 1.2 and 2; 2nd group - mass ratio adjuvant M/coagulant = 0.2 and the mass ratio adjuvant H/coagulant of 0.1, 0.4 and 0.6; 3rd group - mass ratio adjuvant M/coagulant = 0.1 and the mass ratio adjuvant H/coagulant of 0.1, 0.2 and 0.3. For each condition of agitation (A and B), the ratios % (w/w) and the most suitable initial pH based on the best results obtained in the effect on COD were established. For the condition of stirring A, the best result was obtained for initial pH = 8.1 with the weight ratio of adjuvant M/coagulant equal to 0.1 and the weight ratio of adjuvant H/coagulant equal to 0.1 (removal percentages of 98.01%, 99.60% and 99.43% for COD, TSS and turbidity, respectively). To the stirring condition B, the best result was obtained for initial pH = 8.1 with the weight ratio of adjuvant M/coagulant equal to 0.1 and the weight ratio of adjuvant H/coagulant equal to 0.1 (removal percentages of 98.67%, 99.77% and 98.40% for COD, TSS and turbidity, respectively). Under these conditions it is necessary to make the pH adjustment after treatment. Despite the high removal percentages obtained, the Sludge Volume Index indicates poor sedimentation quality