Utilização de resinas de troca iônica para remoção de nitrato em águas para abastecimento público

Abstract

Resumo: Água é um insumo essencial à vida. Entretanto, por falta de saneamento básico, este recurso está ameaçado graças à contaminação que o ser humano vem provocando. Uma das formas de poluição ocorre com o lançamento de despejos irregulares de esgoto, que são dispensados irregularmente no solo, percolando até aquífero. A amônia presente nesses despejos, por meio do ciclo do nitrogênio, se converte em nitrito e depois em nitrato, chegando até o aquífero, contaminando a água. Este é o caso das águas subterrâneas da cidade de Natal, localizada no estado do Rio Grande do Norte, onde foram verificados níveis de nitrato acima do permitido pela Portaria do Ministério da Saúde, nº 2914, de 12 de dezembro de 2011 (10 mg/L NO3). A remoção deste componente pode ser realizada com a tecnologia de troca iônica, que se baseia no intercâmbio iônico utilizando princípio de afinidade química com a utilização de esferas de copolímeros de estireno e divenilbenzeno. Em um período de junho de 2016 a março de 2017, para a potabilização de um poço contaminado no bairro da Candelária, em Natal, um filtro automático utilizando essa tecnologia foi instalado, operando com uma vazão de 12 m3 /h, em leito fixo, utilizando filtro de areia como pré-tratamento. Nos meses de junho a novembro obteve-se eficiência média de 86 % e durante campanha extra realizada em novembro, obteve-se eficiência média de 91 %. Já durante a campanha extra realizada em março, observou-se a preferência do íon sulfato pela resina, bem como um aumento no teor de cloreto na água bruta, que influenciaram diretamente na remoção do íon nitrato, alterando a performance da planta piloto. Realizando um Payback da planta piloto, verificou-se um valor médio de 6,4 meses. Fazendo um estudo do custo da água desnitrificada pela planta piloto, observou-se um valor de R$ 0,70 por m3, valor 13 vezes mais barato do que o cobrado pela companhia de saneamento local.

Abstract: Water is an essential input to life. However, due to lack of basic sanitation, this resource is threatened thanks to the contamination that the humans been doing. One of the forms of pollution occurs with the launch of irregular sewage dumps, which are dispensed irregularly in the soil, percolating up to groundwater. The ammonia present in these dumps, through the nitrogen cycle, becomes nitrite and then into nitrate, reaching the groundwater, contaminating the water. This is the case observed in the groundwater of the city of Natal, located in the state of Rio Grande do Norte, where nitrate levels were higher than allowed by Ministry of Health Ordinance No. 2914 of December 12, 2011 (10 mg/L NO3). Removal of this component can be accomplished with ion exchange technology, which is based on the ion exchange of ions using chemical affinity principle with the use of styrene and divenylbenzene copolymer beads. From June 2016 to March 2017, an automatic filter using this technology was installed at a flow rate of 12 m3 /h in a fixed bed, using a fixed bed, for the purification of a contaminated well in the Candelária district of Natal. sand filter as pre-treatment. In the months of June to November, an average efficiency of 86 % was obtained and during an extra campaign in November, an average efficiency of 91 % was obtained. Already during the extra campaign in March, the preference of the sulfate ion was observed for the resin, as well as an increase in the chloride content in the raw water, which directly influenced the nitrate ion removal, altering the performance of the pilot plant. Performing a Payback of the pilot plant, an average value of 6.4 months was verified. A study of the cost of denitrified water by the pilot plant showed a value of R $ 0.70 per m3, which is 13 times cheaper than that charged by the local sanitation company.