Aplicação de um novo índice de performance energética para obtenção do desempenho máximo da eletrocoagulação no tratamento de efluente de abatedouro de peixes

Abstract

Resumo : O presente trabalho objetivou a avaliação do desempenho do processo de eletrocoagulação (EC) no tratamento de efluente de uma indústria de abate de peixes. Primeiramente, o efluente foi coletado, sendo caracterizado quanto ao pH, condutividade elétrica, turbidez, cor e DQO logo após a coleta, sendo então congelado para posteriores experimentos. Foram realizados experimentos de EC em triplicata conduzidos em um reator batelada do tipo Jar test, composto por quatro eletrodos de alumínio separados por 1 cm entre si e ligados a uma fonte de corrente contínua. O efluente foi agitado durante os experimentos por rotação de uma barra magnética imersa à velocidade constante de aproximadamente 250 rpm. O volume de efluente utilizado em cada batelada foi de 1,5 L. Foram avaliados quatro cenários de densidade de corrente elétrica: 61,56 A m-2 , 82,08 A m-2 , 102,60 A m-2 e 123,12 A m-2 , sendo coletadas alíquotas de amostras de aproximadamente 10 mL aos 0, 5, 10, 20, e 30 min de reação para análises de pH, condutividade elétrica, turbidez e cor. Ao final, foi realizada uma coleta com o reator de EC desligado e em repouso por 5 min para análise da DQO final. Os dados de tensão elétrica fornecidos pela fonte de corrente contínua foram processados para estimativa do consumo energético. As análises físico-químicas demonstraram um aumento no pH durante o processo de EC, partindo de condições ácidas e atingindo condições próximas da neutralidade, favorecendo um tratamento biológico posterior. Os maiores percentuais de remoção de turbidez e de cor foram obtidos na condição de maior densidade de corrente, atingindo 97% e 92%, respectivamente, após 35 min. Como indicador de desempenho, foi utilizado um índice de performance energética integrado no tempo (TIPI, sigla do inglês para timeintegrated performance index) apropriado do estado da arte, o qual indica quantas unidades de determinado parâmetro de interesse são removidas em relação a sua condição inicial por unidade de energia elétrica consumida durante o processo, em (mWh)-1 . Valores altos de performance energética (TIPI) foram obtidos para a remoção de turbidez e de cor à baixas densidades de corrente, porém, somente a partir de 20 min de EC. Já para a DQO, as 3 menores densidades de corrente testadas apresentaram os resultados mais favoráveis, com remoção média de aproximadamente 80%, enquanto para a maior densidade de corrente (123,12 Am-2 ), a remoção média obtida foi de apenas 70%. Com tais resultados, uma melhor performance energética (TIPI) foi obtida para a menor densidade de corrente testada, tendo em vista o menor consumo de energia. Contudo, é possível apontar que o uso de densidades de corrente extremamente baixas poderia diminuir a eficiência final de remoção pela baixa formação de coagulantes in loco, o que indica a existência de um cenário onde se daria a máxima performance energética. Concluiu-se que o TIPI é um eficaz indicador de desempenho energético, podendo demonstrar a densidade de corrente e o tempo de reação nos quais a EC entrega os melhores resultados, no sentido do melhor destino dado à energia elétrica consumida.