Neste trabalho o desempenho da eletrodiálise na estabilização tartárica de diferentes vinhos produzidos na Serra Gaúcha foi avaliado como processo alternativo ao método tradicional de estabilização através de resfriamento. Foram empregados vinhos da variedade Merlot/Tannat (vinho tinto) e Chardonnay e Niágara (vinhos brancos). Além disso, foram estudadas as propriedades de transporte de íons tartarato através de uma membrana íon-seletiva aniônica comercial e o desempenho do sistema de eletrodiálise em relação à remoção de íons potássio e tartarato de soluções sintéticas. Os experimentos foram realizados empregando células eletroquímicas de dois, três e cinco compartimentos. Os resultados obtidos a partir de soluções sintéticas permitiram observar que íons tartarato mantêm as características típicas de transporte para um sistema membrana aniônica/solução e que é possível remover íons potásssio e tartarato de maneira efetiva através de um sistema de eletrodiálise. Os resultados obtidos com as diferentes variedades de vinhos demonstram que é possível promover a respectiva estabilidade tartárica destes vinhos a partir da eletrodiálise. Para obter a estabilidade tartárica apropriada, um grau de deionização de 22,5% deve ser aplicado. Os dados obtidos demonstram que a eletrodiálise produz uma apreciável redução na concentração do potássio para os vinhos testados, sendo sua quantidade diretamente relacionada ao grau de deionização aplicado. De maneira similar, as concentrações de cálcio e magnésio reduzem em função do grau de deionização. O tratamento por eletrodiálise produz também uma significativa redução na concentração do ácido tartárico presente nos vinhos, enquanto a concentração do ácido lático em função do grau de deionização é mantida constante e a concentração do ácido málico não apresenta variações significativas. Problemas com relação ao transporte de íons sódio desde os compartimento adjacentes ao compartimento de alimentação do vinho foram observados Estes problemas podem ser minimizados empregando soluções de hidrogenotartarato de potássio (KHT) nestes compartimentos. / In this work the performance of electrodialysis process in the tartaric stabilization of different wines types produced in the Serra Gaúcha was evaluated as an alternative to the traditional method of stabilization by cooling. Wines of the Merlot/Tannat (red wine), Chardonnay and Niagara (white wines) types were used. Furthermore, the transport properties of tartrate ions through an commercial anionexchange membrane and the performance of the eletrodialysis system regarding the removal of potassium and tartrate ions from synthetic solutions were studied. The experiments were performed using two-, three- and five-compartment electrochemical cells. The obtained results from synthetic solutions demonstrated that the tartrate ions maintain the typical transport characteristics of an anionexchange membrane/solution system and it is posbbible to remove effectivelly tartrate and potassium ions through an electrodialysis system. The obtained results with the different types of wines showed that is possible to promote its tartrate stability by eletrodialysis. To obtain the appropriate tartrate stability, a deionization degree of 22.5% should be applied. The obtained data showed that the electrodialysis produces an appreciable reduction in the concentration of potassium of the tested wines being its quantity directly related to the deionization degree applied. Similarly, the reduction in calcium and magneium concentrations reduces as a function of the deionization degree. The treatment by electrodialysis also produces a significant reduction in the concentration of tartaric acid present in the wines while the concentration of lactic acid is kept constant with the deionization degree and the concentration of malic acid does not vary significantly. Issues regarding the transport of sodium form the compartments adjacent to the feed compartment of the wine were observed. These problems can be minimized by using hidrogenotartrate potassium (KHT) solutions in these compartments.

Este trabalho estuda a possibilidade do emprego da técnica de eletrodiálise como um método para purificação de soluções de cromo hexavalente contaminados com íons Cr(III), Fe(III) e Al(III) utilizadas na indústria de galvanoplastia. Inicialmente foram estudados, separadamente, soluções de cromo hexavalente contaminadas com Al(III) e Fe(III) em célula de dois compartimentos. Para isso, foram testadas 7 membranas catiônicas comerciais de diferentes fabricantes. Também foram estudadas soluções contendo apenas os íons Fe(III) e Al(III) em célula de dois e três compartimentos, na presença ou ausência do íon Cr(III) para testar a influência do cromo no transporte dos íons Fe e Al. Também foram avaliadas as modificações estruturais e a incorporação de íons nas membranas catiônicas decorrentes da imersão em soluções concentradas de cromo hexavalente através de técnicas como microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectrometria de energia dispersiva (EDS) e fluorescência de raios-x.Foi identificado o processo de difusão do cromo hexavalente através de todas as membranas. O transporte de Fe(III) parece ser o mais influenciado pelos íons Cr(III) e Cr(VI). As membranas catiônicas apresentaram maior resistência em soluções contendo íons férrico. A partir dos resultados obtidos nesse estudo verificou-se que a purificação de banhos de cromo hexavalente contaminados através da técnica de eletrodiálise é possível, desde que cuidados como controle do pH e escolha da membrana adequada sejam efetuados. / The present research proposes the possibility of use the electrodialysis as a method for purification of spent chromium bath contaminated with trivalent chromium, trivalent iron and trivalent aluminum used in plating industry. Initially were studied in separate the spent chromium baths contaminated with Al(III) or Fe(III) in two compartments cell. Seven different commercial cationexchange membranes were used. It also studied solutions with trivalent iron and trivalent aluminum ions in two and three compartments cell, containing or not the trivalent chromium for verify the influence of chromium over the ions transport. For this study we also used an anion-exchange membrane. It also evaluated the structural modifications and the ions incorporation in the cation-exchange membranes by electronic microscopy by scanning (MEV), energy dispersive spectrometer (EDS) and xray fluorescence. The results showed that the electrodialysis could be applied for purification of spent chromium baths, since accomplished the pH control and the correct choice of the membrane have done.

O fósforo é um elemento essencial para todas as formas de vida. Considerando a iminente escassez de recursos para produção de fertilizantes a base de fósforo, bem como os problemas ambientais causados por excessivas cargas desse nutriente em corpos hídricos, faz-se necessária sua recuperação. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o emprego de um sistema de eletrodiálise no tratamento de uma solução com baixo teor de fosfato visando a recuperação de fósforo de águas residuárias municipais. Empregando uma célula de eletrodiálise de bancada, os experimentos foram conduzidos em 4 etapas. A primeira etapa focou no estudo do transporte do fosfato no sistema de eletrodiálise, reportando-se uma restrição em sua extração percentual possivelmente devido à disponibilidade de H3PO4 decorrente de alterações de pH na interface membrana aniônica/solução diluída, ou ainda pela formação de PO43-, cujo transporte através da membrana pode ser dificultado. A segunda etapa visou a determinação das condições de operação para remover e concentrar fósforo de uma solução com baixa concentração de fosfato, observando-se alterações no sistema que podem comprometer a eficiência do tratamento em valores de taxa de desmineralização > 50 % A terceira etapa focou na recuperação (concentração) do fósforo empregando as condições de operação determinadas na etapa anterior, obtendo-se uma solução com concentração de fosfato > 0,100 g L-1 e fatores de concentração de sódio, fosfato e sulfato > 9,7. Na última etapa, avaliou-se a separação de sulfato e fosfato em condições de densidade de corrente acima da limite. Observou-se que a separação de sulfato do fosfato pode ter sido possível devido à formação de um “efeito barreira” proveniente de intensa dissociação da água na interface membrana aniônica/solução e/ou pela disponibilidade de PO43- decorrente da dissociação das espécies de fosfato. Alterações estruturais foram percebidas na membrana aniônica, limitando a viabilidade do processo à utilização de membranas resistentes a meios alcalinos. Superada essa condição, foi proposto um sistema de eletrodiálise em dois estágios visando a recuperação de fósforo de águas residuárias municipais com baixo teor de fosfato. / Phosphorus is an essential element for all life forms. Considering the imminent depletion of resources to produce phosphorus-based fertilizers, as well as the environmental problems caused by excessive loads of this nutrient in water bodies, its recovery is necessary. In this context, the objective of this work was to evaluate the use of an electrodialysis system in the treatment of a low phosphorus-containing solution aiming at the recovery of phosphorus from municipal wastewater. Employing a laboratory scale five-compartment electrodialysis cell, the study was held in four steps. The first step focused on the study of phosphate transport in the electrodialysis system, reporting a restriction in its percentage extraction possibly due to the availability of H3PO4 associated to pH changes at the anionic membrane/diluted solution interface or by the formation of PO43-, whose transport through the membrane may be hampered. The second step aimed at determining the operational conditions of the electrodialysis system to remove and concentrate phosphorus from a solution with a low phosphate concentration, observing changes in the system that could compromise the efficiency of treatment in values of demineralization rate > 50 % The third step focused on the recovery (concentration) of phosphorus using the operational conditions determined in the previous step, obtaining a solution with a phosphate concentration > 0.100 g L-1 and sodium, phosphate and sulfate concentration factors higher than 9.7. In the last step, the separation of sulfate and phosphate in current density conditions above the limiting one was evaluated. It was observed that the separation of sulfate from phosphate may have been possible due to the formation of a "barrier effect" from intense dissociation of water at the anionic membrane/diluted solution interface and/or to the availability of PO43- resulting from the dissociation of the phosphate species. Structural changes were observed in the anionic membrane, limiting the viability of the process to the use of alkali resistance anion-exchange membranes. Once this condition was overcome, a two-stage electrodialysis system was proposed aiming the recovery of phosphorus from municipal wastewater with low phosphate content.

Orientador: Deyse E. O. S. Carpenter. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental.

Técnicas eletroquímicas como a eletrodiálise tem sido largamente usadas no tratamento de diversos tipos de efluentes, principalmente nos que contém metais pesados. Esta técnica apresenta, como principal vantagem, a possibilidade do reúso do efluente tratado no processo. Entretanto, altas concentrações de matéria orgânica no efluente interferem no tratamento, prejudicando o uso de membranas. Efluentes com esta característica precisam ser previamente tratados. Entre os diferentes processos de oxidação da matéria orgânica, o processo de fotoeletrooxidação pode ser utilizado. Neste processo a matéria orgânica é degradada com uso de radiação ultravioleta sobre o ânodo de uma célula eletroquímica. Este trabalho de pesquisa tem por objetivo desenvolver a metodologia necessária para aplicação, como uma fase de polimento do efluente, da técnica de fotoeletrooxidação (FEO) no tratamento de efluentes do setor couro-calçadista, atualmente tratados por métodos convencionais, permitindo assim a reciclagem e reaproveitamento da água no processo produtivo. O efluente, após ter sido tratado pelo método convencional, passa primeiramente pelo tratamento por fotoeletrooxidação e após é conduzido para o processo de eletrodiálise. A fotoeletrooxidação foi utilizada como pré-tratamento para o processo de eletrodiálise para reduzir o DQO do efluente. Com os resultados obtidos neste trabalho foi possível verificar que o processo é eficiente para efluentes de curtume. / Electrochemistry techniques as electrodialysis have been largely used in the treatment of many kinds of effluents, mainly wastewater containing heavy metals. This technique has, as main advantage, the possibility of wastewater treatment with the reuse of water in the process. However, high amount of organic matter interferes in the treatment, damaging the used membranes. Effluents with this characteristic should be previously treated. Among different processes for organic matter oxidation, the photoelectrooxidation could be mentioned. In this process the organic matter is degraded by ultraviolet radiation on the anode of an electrochemistry cell. The goal of this research is to develop the use of the photoelectrooxidaction technique in the effluent treatment process of the leather industry, what can make possible the water reuse in the process. The effluent, that had been already treated by a conventional process, was firstly treated by photoelectrooxidation and conducted to the electrodialysis process. Photoelectrooxidation was then used as a pre-treatment to the electrodialysis process in order to reduce COD (chemical oxygen demand) of a tanning effluent. With the results obtained here it was possible to say that the treatment is efficient to tannery effluents.

Técnicas eletroquímicas como a eletrodiálise tem sido largamente usadas no tratamento de diversos tipos de efluentes, principalmente nos que contém metais pesados. Esta técnica apresenta, como principal vantagem, a possibilidade do reúso do efluente tratado no processo. Entretanto, altas concentrações de matéria orgânica no efluente interferem no tratamento, prejudicando o uso de membranas. Efluentes com esta característica precisam ser previamente tratados. Entre os diferentes processos de oxidação da matéria orgânica, o processo de fotoeletrooxidação pode ser utilizado. Neste processo a matéria orgânica é degradada com uso de radiação ultravioleta sobre o ânodo de uma célula eletroquímica. Este trabalho de pesquisa tem por objetivo desenvolver a metodologia necessária para aplicação, como uma fase de polimento do efluente, da técnica de fotoeletrooxidação (FEO) no tratamento de efluentes do setor couro-calçadista, atualmente tratados por métodos convencionais, permitindo assim a reciclagem e reaproveitamento da água no processo produtivo. O efluente, após ter sido tratado pelo método convencional, passa primeiramente pelo tratamento por fotoeletrooxidação e após é conduzido para o processo de eletrodiálise. A fotoeletrooxidação foi utilizada como pré-tratamento para o processo de eletrodiálise para reduzir o DQO do efluente. Com os resultados obtidos neste trabalho foi possível verificar que o processo é eficiente para efluentes de curtume. / Electrochemistry techniques as electrodialysis have been largely used in the treatment of many kinds of effluents, mainly wastewater containing heavy metals. This technique has, as main advantage, the possibility of wastewater treatment with the reuse of water in the process. However, high amount of organic matter interferes in the treatment, damaging the used membranes. Effluents with this characteristic should be previously treated. Among different processes for organic matter oxidation, the photoelectrooxidation could be mentioned. In this process the organic matter is degraded by ultraviolet radiation on the anode of an electrochemistry cell. The goal of this research is to develop the use of the photoelectrooxidaction technique in the effluent treatment process of the leather industry, what can make possible the water reuse in the process. The effluent, that had been already treated by a conventional process, was firstly treated by photoelectrooxidation and conducted to the electrodialysis process. Photoelectrooxidation was then used as a pre-treatment to the electrodialysis process in order to reduce COD (chemical oxygen demand) of a tanning effluent. With the results obtained here it was possible to say that the treatment is efficient to tannery effluents.

Os processos galvânicos estão entre as principais atividades indutriais que descartam metais no ambiente. Os efluentes gerados contém alta carga de sais e metais que precisam ser tratados, para a recuperação de produtos químicos e água, possibilitando a preservação de recursos. Neste trabalho, será apresentado o tratamento de efluentes de processos de eletrodeposição de níquel brilhante por eletrodiálise (ED) que permite concentrar e extrair níquel e seus sais. Iniciado como estudo de caso solicitado por uma empresa italiana, fabricante de plantas de ED, devido a problemas na operação de um equipamento utilizado no tratamento de efluentes de niquelação de uma empresa do estado de São Paulo, foram avaliados quinze sistemas de eletrodiálise e diálise em células de cinco compartimentos que são separados por quatro membranas com área de 16 cm2, para o tratamento de soluções reais, efluentes de um processo de eletrodeposição de níquel, e sintéticas, baseadas na composição de banhos comerciais (variando em função da presença ou ausência de componentes inorgânicos ou orgânicos). Foram testados dois tipos de membrana e duas configurações de sistema, sob as mesmas condições experimentais de densidade de corrente, vazão de circulação e temperatura, pelo tempo necessário para verificar a extração e o transporte de níquel. Os ensaios avaliaram a presença de aditivos e o efeito individual de cada componente em solução, além das variações de pH durante a ED sobre a extração percentual de níquel, a eficiência de corrente e o transporte de níquel através de membranas catiônicas e aniônicas. Verificou-se que a aplicação de uma densidade de corrente mais elevada que a corrente limite determinada para o efluente pode prejudicar a extração do metal, pois aumenta a ocorrência de precipitação de níquel nas membranas, exigindo a acidificação do compartimento para desobstrução das membranas e retomada dos parâmetros iniciais de potencial e corrente na célula. Observou-se que, independentemente da presença de algum aditivo, ocorre a passagem de pequeno percentual de níquel através de membranas aniônicas, conferindo à solução concentrada em ânions e ao anólito, coloração esverdeada. Este fato ocorreu independente do tipo de membrana ou configuração do sistema testado, descartando a possibilidade de defeito na membrana. Ensaios realizados apenas com os componentes inorgânicos indicaram que, na presença de sulfato para as condições de concentração de níquel e pH do efluente, há a possibilidade de o níquel formar um complexo com carga negativa. Já os aditivos orgânicos conferiram aos compartimentos concentrado em ânions e do ânodo, elevada DQO ao final da eletrodiálise. / The galvanic processes are one of the main activities contributors of metal discharges into the environment. The wastewater generated contains high load of salts and metals that must be treated for recovery chemicals and water, saving resources. In this work we introduce the treatment of effluents from bright nickel electroplating baths by electrodialysis (ED) in order to concentrate and extract nickel and its salts. This study was started as a case requested by an Italian company, manufacturer of ED plants, due the problems in the operation of equipment used in the treatment of nickel plating wastewater an enterprise in Sao Paulo, BRA. Fifteen electrodialysis and dialysis systems were evaluated in five compartments cells which are separated by four 16 cm2 membranes. It was used one real solution (effluent from a nickel electroplating process), and one synthetic based on industrial baths composition (changing according to the presence or absence of inorganic or organic compounds). Two types of membrane and two system configurations were tested and compared under similar operating conditions of current density, flow rate and temperature during the necessary time to check the nickel extraction and transport. The experiment evaluated the presence of additives and the individual effect of each component in solution. In addition, it was verified the influence of changes in pH during the ED on the percentage extraction of nickel, the current efficiency and nickel transport through cationic and anionic membranes. It was found that applying a current density higher than the limit current determined for the effluent may affect the metal extraction because it allows the nickel precipitation in the membranes, requiring acidification to clear the membranes and to recover the initial potential and current parameters in the cell. It was observed that, regardless of the presence of additives, a small nickel percentage passes through anionic membranes, giving to the anions concentrated solution and anolyte a greenish colour. This occurred regardless of the membrane type or system configuration tested, ruling out the possibility of a particular fault in the membrane. Tests made with only the inorganic components indicated that, in the presence of sulfate, for the conditions of nickel concentration and pH effluent, there is the possibility of forming a negatively charged nickel complex. The organic additives gave to anolyte and anions concentrated solution, high COD at the end of electrodialysis.

O fósforo é um elemento essencial para todas as formas de vida. Considerando a iminente escassez de recursos para produção de fertilizantes a base de fósforo, bem como os problemas ambientais causados por excessivas cargas desse nutriente em corpos hídricos, faz-se necessária sua recuperação. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o emprego de um sistema de eletrodiálise no tratamento de uma solução com baixo teor de fosfato visando a recuperação de fósforo de águas residuárias municipais. Empregando uma célula de eletrodiálise de bancada, os experimentos foram conduzidos em 4 etapas. A primeira etapa focou no estudo do transporte do fosfato no sistema de eletrodiálise, reportando-se uma restrição em sua extração percentual possivelmente devido à disponibilidade de H3PO4 decorrente de alterações de pH na interface membrana aniônica/solução diluída, ou ainda pela formação de PO43-, cujo transporte através da membrana pode ser dificultado. A segunda etapa visou a determinação das condições de operação para remover e concentrar fósforo de uma solução com baixa concentração de fosfato, observando-se alterações no sistema que podem comprometer a eficiência do tratamento em valores de taxa de desmineralização > 50 % A terceira etapa focou na recuperação (concentração) do fósforo empregando as condições de operação determinadas na etapa anterior, obtendo-se uma solução com concentração de fosfato > 0,100 g L-1 e fatores de concentração de sódio, fosfato e sulfato > 9,7. Na última etapa, avaliou-se a separação de sulfato e fosfato em condições de densidade de corrente acima da limite. Observou-se que a separação de sulfato do fosfato pode ter sido possível devido à formação de um “efeito barreira” proveniente de intensa dissociação da água na interface membrana aniônica/solução e/ou pela disponibilidade de PO43- decorrente da dissociação das espécies de fosfato. Alterações estruturais foram percebidas na membrana aniônica, limitando a viabilidade do processo à utilização de membranas resistentes a meios alcalinos. Superada essa condição, foi proposto um sistema de eletrodiálise em dois estágios visando a recuperação de fósforo de águas residuárias municipais com baixo teor de fosfato. / Phosphorus is an essential element for all life forms. Considering the imminent depletion of resources to produce phosphorus-based fertilizers, as well as the environmental problems caused by excessive loads of this nutrient in water bodies, its recovery is necessary. In this context, the objective of this work was to evaluate the use of an electrodialysis system in the treatment of a low phosphorus-containing solution aiming at the recovery of phosphorus from municipal wastewater. Employing a laboratory scale five-compartment electrodialysis cell, the study was held in four steps. The first step focused on the study of phosphate transport in the electrodialysis system, reporting a restriction in its percentage extraction possibly due to the availability of H3PO4 associated to pH changes at the anionic membrane/diluted solution interface or by the formation of PO43-, whose transport through the membrane may be hampered. The second step aimed at determining the operational conditions of the electrodialysis system to remove and concentrate phosphorus from a solution with a low phosphate concentration, observing changes in the system that could compromise the efficiency of treatment in values of demineralization rate > 50 % The third step focused on the recovery (concentration) of phosphorus using the operational conditions determined in the previous step, obtaining a solution with a phosphate concentration > 0.100 g L-1 and sodium, phosphate and sulfate concentration factors higher than 9.7. In the last step, the separation of sulfate and phosphate in current density conditions above the limiting one was evaluated. It was observed that the separation of sulfate from phosphate may have been possible due to the formation of a "barrier effect" from intense dissociation of water at the anionic membrane/diluted solution interface and/or to the availability of PO43- resulting from the dissociation of the phosphate species. Structural changes were observed in the anionic membrane, limiting the viability of the process to the use of alkali resistance anion-exchange membranes. Once this condition was overcome, a two-stage electrodialysis system was proposed aiming the recovery of phosphorus from municipal wastewater with low phosphate content.

Os processos galvânicos estão entre as principais atividades indutriais que descartam metais no ambiente. Os efluentes gerados contém alta carga de sais e metais que precisam ser tratados, para a recuperação de produtos químicos e água, possibilitando a preservação de recursos. Neste trabalho, será apresentado o tratamento de efluentes de processos de eletrodeposição de níquel brilhante por eletrodiálise (ED) que permite concentrar e extrair níquel e seus sais. Iniciado como estudo de caso solicitado por uma empresa italiana, fabricante de plantas de ED, devido a problemas na operação de um equipamento utilizado no tratamento de efluentes de niquelação de uma empresa do estado de São Paulo, foram avaliados quinze sistemas de eletrodiálise e diálise em células de cinco compartimentos que são separados por quatro membranas com área de 16 cm2, para o tratamento de soluções reais, efluentes de um processo de eletrodeposição de níquel, e sintéticas, baseadas na composição de banhos comerciais (variando em função da presença ou ausência de componentes inorgânicos ou orgânicos). Foram testados dois tipos de membrana e duas configurações de sistema, sob as mesmas condições experimentais de densidade de corrente, vazão de circulação e temperatura, pelo tempo necessário para verificar a extração e o transporte de níquel. Os ensaios avaliaram a presença de aditivos e o efeito individual de cada componente em solução, além das variações de pH durante a ED sobre a extração percentual de níquel, a eficiência de corrente e o transporte de níquel através de membranas catiônicas e aniônicas. Verificou-se que a aplicação de uma densidade de corrente mais elevada que a corrente limite determinada para o efluente pode prejudicar a extração do metal, pois aumenta a ocorrência de precipitação de níquel nas membranas, exigindo a acidificação do compartimento para desobstrução das membranas e retomada dos parâmetros iniciais de potencial e corrente na célula. Observou-se que, independentemente da presença de algum aditivo, ocorre a passagem de pequeno percentual de níquel através de membranas aniônicas, conferindo à solução concentrada em ânions e ao anólito, coloração esverdeada. Este fato ocorreu independente do tipo de membrana ou configuração do sistema testado, descartando a possibilidade de defeito na membrana. Ensaios realizados apenas com os componentes inorgânicos indicaram que, na presença de sulfato para as condições de concentração de níquel e pH do efluente, há a possibilidade de o níquel formar um complexo com carga negativa. Já os aditivos orgânicos conferiram aos compartimentos concentrado em ânions e do ânodo, elevada DQO ao final da eletrodiálise. / The galvanic processes are one of the main activities contributors of metal discharges into the environment. The wastewater generated contains high load of salts and metals that must be treated for recovery chemicals and water, saving resources. In this work we introduce the treatment of effluents from bright nickel electroplating baths by electrodialysis (ED) in order to concentrate and extract nickel and its salts. This study was started as a case requested by an Italian company, manufacturer of ED plants, due the problems in the operation of equipment used in the treatment of nickel plating wastewater an enterprise in Sao Paulo, BRA. Fifteen electrodialysis and dialysis systems were evaluated in five compartments cells which are separated by four 16 cm2 membranes. It was used one real solution (effluent from a nickel electroplating process), and one synthetic based on industrial baths composition (changing according to the presence or absence of inorganic or organic compounds). Two types of membrane and two system configurations were tested and compared under similar operating conditions of current density, flow rate and temperature during the necessary time to check the nickel extraction and transport. The experiment evaluated the presence of additives and the individual effect of each component in solution. In addition, it was verified the influence of changes in pH during the ED on the percentage extraction of nickel, the current efficiency and nickel transport through cationic and anionic membranes. It was found that applying a current density higher than the limit current determined for the effluent may affect the metal extraction because it allows the nickel precipitation in the membranes, requiring acidification to clear the membranes and to recover the initial potential and current parameters in the cell. It was observed that, regardless of the presence of additives, a small nickel percentage passes through anionic membranes, giving to the anions concentrated solution and anolyte a greenish colour. This occurred regardless of the membrane type or system configuration tested, ruling out the possibility of a particular fault in the membrane. Tests made with only the inorganic components indicated that, in the presence of sulfate, for the conditions of nickel concentration and pH effluent, there is the possibility of forming a negatively charged nickel complex. The organic additives gave to anolyte and anions concentrated solution, high COD at the end of electrodialysis.

O fósforo é um elemento essencial para todas as formas de vida. Considerando a iminente escassez de recursos para produção de fertilizantes a base de fósforo, bem como os problemas ambientais causados por excessivas cargas desse nutriente em corpos hídricos, faz-se necessária sua recuperação. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o emprego de um sistema de eletrodiálise no tratamento de uma solução com baixo teor de fosfato visando a recuperação de fósforo de águas residuárias municipais. Empregando uma célula de eletrodiálise de bancada, os experimentos foram conduzidos em 4 etapas. A primeira etapa focou no estudo do transporte do fosfato no sistema de eletrodiálise, reportando-se uma restrição em sua extração percentual possivelmente devido à disponibilidade de H3PO4 decorrente de alterações de pH na interface membrana aniônica/solução diluída, ou ainda pela formação de PO43-, cujo transporte através da membrana pode ser dificultado. A segunda etapa visou a determinação das condições de operação para remover e concentrar fósforo de uma solução com baixa concentração de fosfato, observando-se alterações no sistema que podem comprometer a eficiência do tratamento em valores de taxa de desmineralização > 50 % A terceira etapa focou na recuperação (concentração) do fósforo empregando as condições de operação determinadas na etapa anterior, obtendo-se uma solução com concentração de fosfato > 0,100 g L-1 e fatores de concentração de sódio, fosfato e sulfato > 9,7. Na última etapa, avaliou-se a separação de sulfato e fosfato em condições de densidade de corrente acima da limite. Observou-se que a separação de sulfato do fosfato pode ter sido possível devido à formação de um “efeito barreira” proveniente de intensa dissociação da água na interface membrana aniônica/solução e/ou pela disponibilidade de PO43- decorrente da dissociação das espécies de fosfato. Alterações estruturais foram percebidas na membrana aniônica, limitando a viabilidade do processo à utilização de membranas resistentes a meios alcalinos. Superada essa condição, foi proposto um sistema de eletrodiálise em dois estágios visando a recuperação de fósforo de águas residuárias municipais com baixo teor de fosfato. / Phosphorus is an essential element for all life forms. Considering the imminent depletion of resources to produce phosphorus-based fertilizers, as well as the environmental problems caused by excessive loads of this nutrient in water bodies, its recovery is necessary. In this context, the objective of this work was to evaluate the use of an electrodialysis system in the treatment of a low phosphorus-containing solution aiming at the recovery of phosphorus from municipal wastewater. Employing a laboratory scale five-compartment electrodialysis cell, the study was held in four steps. The first step focused on the study of phosphate transport in the electrodialysis system, reporting a restriction in its percentage extraction possibly due to the availability of H3PO4 associated to pH changes at the anionic membrane/diluted solution interface or by the formation of PO43-, whose transport through the membrane may be hampered. The second step aimed at determining the operational conditions of the electrodialysis system to remove and concentrate phosphorus from a solution with a low phosphate concentration, observing changes in the system that could compromise the efficiency of treatment in values of demineralization rate > 50 % The third step focused on the recovery (concentration) of phosphorus using the operational conditions determined in the previous step, obtaining a solution with a phosphate concentration > 0.100 g L-1 and sodium, phosphate and sulfate concentration factors higher than 9.7. In the last step, the separation of sulfate and phosphate in current density conditions above the limiting one was evaluated. It was observed that the separation of sulfate from phosphate may have been possible due to the formation of a "barrier effect" from intense dissociation of water at the anionic membrane/diluted solution interface and/or to the availability of PO43- resulting from the dissociation of the phosphate species. Structural changes were observed in the anionic membrane, limiting the viability of the process to the use of alkali resistance anion-exchange membranes. Once this condition was overcome, a two-stage electrodialysis system was proposed aiming the recovery of phosphorus from municipal wastewater with low phosphate content.