Desinfecção eletrolítica de efluente sanitário em fluxo contínuo

Abstract

A rápida veiculação hídrica de organismos potencialmente patogênicos, a partir do lançamento de efluentes sanitários, constitui grave incremento de risco ambiental às populações servidas por esta água contaminada. A cloração, deste tipo de efluente, é a técnica de desinfecção mais difundida para minimizar este risco, porém esta prática gera efeitos secundários nocivos, como a formação de subprodutos comprovadamente cancerígenos e mutagênicos, podendo ser bioacumulados na cadeia trófica. O objetivo deste trabalho foi investigar o potencial de dispositivo eletrolítico na desinfecção de efluente sanitário secundário, em fluxo contínuo, em substituição à cloração, enfocando os aspectos do tratamento físico-químico terciário eletroquímico. Foi realizado planejamento experimental fatorial 3², sendo as variáveis independentes o tempo de detenção hidráulica e a densidade da corrente elétrica. O sistema experimental apresenta configuração inédita, que inibiu um sério problema operacional na aplicação da eletrólise no saneamento: a formação de escuma. A eficiência de inativação de Escherichia coli atingiu níveis de 100 % com a aplicação de densidade de corrente elétrica de 10,4167 mA/cm2 e tempo de detenção hidráulica de 13,91 min, a um consumo energético de 39,6049 kWh/m3. A partir da construção de planilha de cálculo, específica, com base nas equações de regressão obtidas através deste estudo, que relacionam eficiência de desinfecção e energética, é possível prever a eficiência do dispositivo experimental, em escala real, para fins de dimensionamento, e adequá-la ao padrão desejado, seja para lançamento ou reuso do efluente final.

The fast running water of potentially pathogenic organisms from the release of municipal sewage is serious increase in environmental risk to the populations served by the contaminated water. The chlorination, this type of effluent, disinfection is the most widespread technique to minimize this risk, but this practice causes harmful side effects, such as the formation of mutagenic and carcinogenic byproducts known and may be bioaccumulative in the food chain. The objective of this study was to investigate the potential for electrolytic device for the disinfection of secondary effluent health in continuous flow, to replace chlorination, focusing on the aspects of physical-chemical treatment tertiary electrochemical. Factorial experimental design was performed 32, being the independent variables the hydraulic detention time and the density of electric current. The experimental system shows new configuration, which inhibited a serious operational problem in the application of electrolysis in the purification: the formation of froth. The efficiency of inactivation of Escherichia coli levels reached 100 % with the application of electrical current density of 10.4167 mA/cm2 and hydraulic detention time of 13.91 min, a power consumption of 39.6049 kWh/m3. From the construction of spreadsheet calculation, specific, based on the regression equations obtained through this study that relate energy and efficiency of disinfection, it is possible to predict the efficiency of the experimental device, scale, for sizing and fit it to the desired pattern, either for release or reuse of final effluent.