A crescente necessidade de preservação e/ou manutenção da água disponível para o consumo humano gera uma incessante busca por alternativas e métodos eficientes para o tratamento dos efluentes industriais. O objetivo deste trabalho foi avaliar o processo de eletrocoagulação (EC) para tratamento de efluentes galvânicos cianídricos. Avaliou-se as seguintes variáveis de processo, utilizando-se análises estatísticas: tempo de eletrólise, quantidade de eletrólito suporte (NaCl), densidade de corrente aplicada, distância entre eletrodos e área superficial de eletrodos. Utilizouse uma solução sintética simulando o efluente galvânico cianídrico, um reator construído com acrílico transparente e eletrodos de alumínio ligados a uma fonte de corrente contínua para a geração do agente coagulante, com um inversor de pólos acoplado. Determinou-se a perda de massa dos eletrodos pelo método gravimétrico e a quantidade de alumínio remanescente no efluente por absorção atômica. Avaliou-se o comportamento eletroquímico dos eletrodos de alumínio no efluente galvânico cianídrico através de curvas de polarização potenciostáticas. A morfologia e os elementos químicos presentes nos eletrodos de alumínio após o tratamento, foram avaliados pelas análises de microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva. O lodo galvânico gerado no processo foi caracterizado pelas técnicas de difração de Raios-X e espectroscopia de infravermelho. Obteve-se as seguintes condições ótimas de operação no experimento denominado ECO: tempo de eletrólise de 30 minutos, 5,0 g/L de NaCl adicionado, 8 mA/cm² de densidade de corrente, 1 cm entre eletrodos e 104 cm²/L de área superficial e as remoções de 99,55% de cianeto total, 22,49% de íons níquel, 52,66% de íons cobre e 100,00% de íons zinco. Os resultados dos parâmetros de turbidez, SST, DQO, pH e, remoção de zinco, atendem aos valores passíveis de descarte, não sendo obtidos para os parâmetros de cianeto total, íons cobre e níquel. Obteve-se 8,50 mg/L de alumínio no experimento ECO, passível de descarte e aumento de 20,00% de eficiência para a remoção de cianeto total, íons níquel e cobre com a utilização do inversor de pólos. A eficiência da EC e da cloração alcalina foram semelhantes para a remoção de cianeto total e íons zinco, obtendo-se remoções superiores à 70,00% e 40,00% para os íons níquel e cobre através da cloração alcalina. Nas análises de MEV observou-se corrosão por pitting nas faces externas dos eletrodos de alumínio e corrosão generalizada nas faces internas. As análises de EDS apontaram a presença de óxido de alumínio e cobre na superfície dos eletrodos. Os resultados eletroquímicos mostraram que, quanto maior a quantidade de NaCl adicionada ao efluente galvânico, maior a dissolução anódica dos eletrodos de alumínio, maior a densidade de corrente no circuito e menor o potencial necessário a ser aplicado. Quanto ao lodo galvânico, nas análises de DRX e FT-IR identificou-se agentes coagulantes na forma de hidróxidos de alumínio, e na análise de FT-IR comprovou-se a presença ds metais cobre, níquel e zinco, cianeto e cianato. Atribui-se os resultados de remoção obtidos àsinergia dos processos de EC e da oxidação eletrolítica dos complexos cianídricos metálicos em função da diferença de potencial aplicado. O processo de EC mostrou-se eficiente para a remoção de contaminantes de efluentes galvânicos cianídricos e se obteve parâmetros finais passíveis de descarte de acordo com as normativas vigentes. / The growing need for preservation and/or maintenance of water available for human consumption generates an endless search for alternative and efficient methods for the treatment of industrial effluents. The aim of the present work was to evaluate the process of electrocoagulation (EC) for the treatment of hydrocyanic galvanic effluent. The following process variables were evaluated, using statistical analysis: electrolysis time, amount of supporting electrolyte (NaCl), applied current density, distance between electrodes and electrode surface area. It was used a synthetic solution simulating the hydrocyanic galvanic effluent, an reactor built with transparent acrylic and aluminum electrodes connected to a continuous current source for generation of coagulating agent, coupled with an polarity inverter. The mass loss of the electrodes was determined by gravimetric method and the amount of aluminum remaining in the effluent by atomic absorption. The electrochemical behavior of aluminum electrodes in the hydrocyanic galvanic effluent was evaluated by potentiostatic polarization curves. The morphology and chemical elements present in the aluminum electrodes after treatment were evaluated by analysis of scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. The galvanic sludge generated in the process was characterized by the techniques of X-ray diffraction and infrared spectroscopy. The following optimal operating conditions were obtained in experiment named ECO: electrolysis time of 30 minutes, addition of 5.0 g/L NaCl, current density of 8 mA/cm², 1 cm between electrodes and surface area of 104 cm²/L and the removal results of 99.55% total cyanide, 22.49% nickel ions, 52.66% copper ions and 100,00% zinc ions. The results of turbidity, TSS, COD, pH and removal of zinc parameters, meet the amounts subject to disposal of treated effluent, not being obtained for total cyanide, copper and nickel ions parameters. It was obtained 8.50 mg/L of aluminum in the ECO experiment, amenable to disposal and increased by 20,00% the efficiency removal of nickel and copper ions and total cyanide using the polarity inverter. The efficiency of EC and alkaline chlorination removal were similar for total cyanide and zinc ions, obtaining removal greater than 70,00% and 40,00% for nickel and copper ions by the alkaline chlorination. SEM analysis showed pitting corrosion in the external faces of the aluminum electrodes and general corrosion in internal faces. EDS analysis indicated the presence of aluminum oxide and copper on the surface of the electrodes. The electrochemical results showed that the higher the amount of NaCl added to the galvanic effluent, the higher the anodic dissolution of aluminum electrodes, the higher the current density in the circuit and lower the necessary potential to be applied. Regarding the galvanic sludge, in the analyzes of XRD and FT-IR were identified coagulating agents in the form of hydroxides of aluminum, and the FT-IR analyzes proved the presence of the metals copper, nickel and zinc, cyanide and cyanate. The obtained removal results are attributed to the synergy of EC process and the electrolytic oxidation of the metal cyanide complexes as function of applied potential difference. The EC process was efficient for removing contaminants from hydrocyanic galvanic effluent and resulted in final parameters amenable of disposal according to current regulations.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ucs.br:11338/844 |
| Date | 28 April 2014 |
| Creators | Pertile, Taís Sabedot |
| Contributors | Dettmer, Aline, Bernardes, Andréa Moura, Brancher, Almir Luis, Arruda, Anna Célia Silva, Birriel, Eliena Jonko |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UCS, instname:Universidade de Caxias do Sul, instacron:UCS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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