Precipitação de estruvita: recuperação de nitrogênio e fósforo utilizando fontes alternativas de reagentes

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Samuel Rodrigues Castro
• Orientador(a): Lisete Celina Lange
• Banca de defesa: Monica Maria Diniz Leao, Juacyara Carbonelli Campos, José Roberto Guimarães, Silvia Maria Alves Correa Oliveira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Composto industrial de magnésia; Estruvita; Recuperação de nutrientes; Fontes alternativas de reagentes; Farinha de osso; Precipitação química
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9MHL7Z

O processo físico-químico da precipitação de estruvita é uma técnica que apresenta elevado potencial para a remoção de nutrientes, a partir de diferentes tipologias de efluentes. O presente trabalho teve por objetivo geral a avaliação do emprego de fontes alternativas de magnésio e fosfato, a fim de baixar custos e tornar o processo economicamente viável. O desempenho dos reagentes alternativos foi avaliado em função da remoção de nutrientes, nitrogênio e fósforo, e da qualidade dos cristais gerados, com a possível identificação da estruvita. Compostos industriais de magnésia, com diferentes teores de MgO, foram submetidos a reações de hidratação como etapa prévia às reações de precipitação. As suspensões de Mg(OH)2 geradas foram utilizadas como fontes de íons de magnésio e alcalinidade, necessárias à reação de precipitação. Como fonte alternativa de fosfato, utilizou-se farinha de osso, resíduo da indústria alimentícia que, após ser submetida a etapas de caracterização e dissolução ácida, também foi avaliada. Em uma primeira etapa, utilizando um sistema jar-tests e reagentes sintéticos, as condições ótimas de reação foram definidas em planejamento experimental e empregadas na avaliação das fontes alternativas de reagentes. Em condições operacionais de pH igual 8,5 e razão estequiométrica Mg2+:NH4+:PO43- igual a 1,5:1,0:1,25, a suspensão de Mg(OH)2 promoveu remoção de N-NH4+ igual a 72,9%. Já a farinha de osso, nas mesmas condições, promoveu remoção de N-NH4+ superior, igual 82,1%, possivelmente, em função do menor número de interferentes inseridos no meio reacional. Em uma segunda etapa, a precipitação foi avaliada sob duas diferentes condições e sistemas de reação, com operações em semi-contínuo: um reator cônico e um reator de leito fluidizado. O reator cônico, operado em escala laboratorial e utilizando suspensões de Mg(OH)2 como fonte reagente alternativa, promoveu remoção média de P-PO43- igual a 93,5%, porém, demonstrou-se ineficiente no crescimento dos cristais, possivelmente, devido as forças de cisalhamento geradas no meio em função da agitação mecânica. Já o reator de leito fluidizado, operado em escala piloto e utilizando a mesma fonte reagente alternativa, promoveu remoção média de P-PO43- igual a 74,6% e um discreto crescimento dos cristais. Análises dos sólidos gerados nessa última etapa possibilitaram a identificação majoritária de estruvita com pureza superior a 90%. Por fim, destaca-se a eficácia do processo de precipitação como técnica de tratamento de efluentes com a utilização de fontes alternativas de reagentes, de baixo custo, como as utilizadas nesse estudo.