Removal of suspension solids of a paper industry effluent by electroflotation

Este trabalho teve como escopo a aplicação da eletroflotação no tratamento de efluentes de uma indústria de papel e a verificação de sua viabilidade técnica e econômica. Para isto, compararam-se eletrodos de alumínio e ferro, sendo este com densidade de corrente de 211 A/m2 e aquele com 169 A/m2 em um reator de 20 L e monitorou-se o comportamento dos parâmetros pH, condutividade, temperatura, turbidez, DQO, Sólidos Sedimentáveis e DBO. Para o eletrodo de alumínio testado, houve um aumento do valor do pH de 7,32 para 9,19, a condutividade diminuiu conforme esperado pelo diagrama de solubilidade de Al(OH)3 em função do pH, a temperatura aumentou de 23,6 para 31,5ºC em decorrência do efeito Joule, a turbidez reduziu 93%, a DQO 96%, os Sólidos Sedimentáveis 98% e a DBO 99%, além do efluente final não ter apresentado coloração residual. O eletrodo de ferro apresentou resultados satisfatórios mas não tão promissores quanto os do alumínio. Neste caso, também houve aumento do pH de 7,31 para 9,80, a condutividade diminuiu conforme os diagramas de solubilidade dos Fe(OH)2 e Fe(OH)3 em função do pH, a elevação da temperatura foi de 25,9 para 31,8ºC pelo mesmo motivo já citado, a turbidez reduziu 50%, a DQO 83%, os Sólidos Sedimentáveis 97 % e a DBO 84%. No final do tratamento, o efluente apresentou uma coloração amarela residual bastante forte, devido à oxidação dos íons Fe2+ a Fe3+. Alguns dos principais cálculos feitos foram em relação ao consumo de energia, que para ambos os materiais foi de 9,0 kWh/m3, consumo do eletrodo, tendo sido de 4,0 g para alumínio e 12,5 g para ferro, custo de operação de 7,01 R$/m3 para alumínio e 2,84 R$/m3 para ferro, além da quantidade de gases gerados, sendo, para ambos os materiais, de 4,9 L de hidrogênio e 2,51 L de oxigênio. Estes resultados indicam que a aplicação da eletroflotação em escala industrial deve ser mais pesquisada para que se diminua o custo de operação através de otimizações do sistema e para que se tenha total controle da quantidade de gases produzidos e do aumento da temperaturaThis work describes the application of electroflocculation in the effluent of a paper industry and its technical and economical feasible assessment. The aluminum and iron electrodes were compared, being the first tested with a current density of 211 A/m2 and the second with 169 A/m2 in a reactor of 20 L and the behavior of parameters pH, conductivity, temperature, turbidity, COD, Settling Solids and BOD were monitored. With the aluminum electrode tested, there was an increase in pH value from 7,32 to 9,19; conductivity decreased as expected by the Al(OH)3 solubility diagram according to pH; the effluent temperature rised from 23,6ºC to 31,5ºC due to the Joule effect; turbidity has decreased 93%, COD 96%, Settling Solids 98% and BOD 99%. After treatment the final effluent has exhibited no residual color. The iron electrode has showed satisfactory results but not so promising as that obtained with aluminum. In this case, there were also an increase in pH value from 7,31 to 9,80; conductivity has decreased as expected by the Fe(OH)2 and Fe(OH)3 solubility diagrams as function of pH; the effluent temperature increased from 25,9ºC to 31,8ºC by the same reason ever explained with the aluminum electrode; turbidity has decreased 50%, COD 83%, Settling Solids 97% and BOD 84%. At the end of treatment, the effluent exhibited a quite strong yellow residual color, due to oxidation of iron ions (Fe2+ to Fe3+). Some of the main calculus regarded the energy consumption, that for both materials was 9,0 kWh/m3. The electrode consumption was 9,0 g for aluminum and 12,5 g for iron. The operating cost was 7,01 R$/m3 for aluminum and 2,84 R$/m3 for iron. The quantity of gases produced was 4,9 L of hydrogen and 2,51 L of oxygen. These results indicated that the electroflotation application in a comercial scale must be more investigated to reach optimization and total control of the quantity of gases generated and temperature ris