Projeto e Análise de um Sistema Gerador de Ozônio para Remoção

Projeto e Análise de um Sistema Gerador de Ozônio para Remoção de Cor de Efluente Têxtil
1
G. J. Schiavon, 2C. M. Andrade, 2L. M. M. Jorge, 2P. Paraíso
1
Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR
2
Universidade Estadual de Maringá – UEM
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
Resumo – Este trabalho apresenta o projeto e
desenvolvimento de um módulo gerador de ozônio,
utilizando bobina automotiva no conversor de alta
tensão. O gerador projetado é baseado no princípio de
descarga corona e pode ser aplicado em processos
oxidativos em geral, para tanto, basta associar a
quantidade necessária de módulos para alcançar a
potência e produção de ozônio necessária para a
aplicação. A etapa de potência é constituída por uma
fonte convencional e um conversor chaveado em alta
frequência do tipo flyback. São apresentados os estágios
de potência, o controle e o reator desenvolvido. Os
resultados experimentais de funcionamento e aplicações
em remoção de cor de efluente têxtil apresentados são
obtidos a partir do protótipo implementado,
comprovando experimentalmente a funcionalidade da
técnica desenvolvida.
Palavras-chave – Descarga corona, conversor CC/CC,
remoção de cor, gerador de ozônio.
Abstract – This paper presents the design and
development of a ozone generator module using
automotive coil in high-voltage converter. The generator
is designed based on the principle of corona discharge
and can be applied in oxidative processes in general,
therefore, simply involving the number of modules
required to achieve and power production of ozone
necessary for the application. The power stage
comprises a conventional source and a converter
switched at high frequency of the flyback type. It will be
presented the power stages , controller and reactor
developed. The experimental results and applications
running on color removal of textile effluent produced
are obtained from the prototype implemented,
confirming experimentally the functionality of the
technique developed.
Keywords – Corona discharge, DC/DC converter,
color removal, ozone generator.
I. INTRODUÇÃO
Atualmente o ozônio tem sido muito estudado para
aplicações em tratamento de água, efluentes
domésticos e industriais, na medicina, entre outros. A
aplicação de ozônio é um campo muito crescente o
que torna fundamental a melhoria na geração em
sistemas geradores de ozônio.
Em estações de tratamento de água que empregam
exclusivamente o processo de cloração, a formação de
organoclorados
(trihalometanos),
subprodutos
indesejáveis por serem cancerígenos, pode ocorrer na
fase de pré-tratamento. O processo de ozonização, em
função de sua baixa ação residual, tem sua principal
aplicação nesta etapa. Outra atuação importante do
ozônio é como agente na remoção de cor e turbidez da
água (Armaroli, 2007).
Atualmente o ozônio é conhecido como o segundo
mais poderoso agente oxidante que pode ser utilizado
em escala para aplicações em tratamento de água e
vem sendo adotado por diversos países e em milhares
de sistemas de tratamento. A Tabela 1 apresenta uma
comparação de agentes oxidantes.
Tabela 1. Comparação de agentes oxidantes (SNatural
& Naturaltec, 2011).
Agente Oxidante
Flúor
Ozônio
Peróxido de H
Ácido Hipocloroso
Cloro
Potencial de
Oxidação
3,06
2,07
1,77
1,49
1,36
Poder Relativo de
Oxidação
2,25
1,52
1,30
1,10
1,00
O ozônio pode ser produzido de três formas
principais: por eletrólise, ultravioleta e descarga
corona. Nos geradores comerciais, o ozônio é
produzido principalmente por descarga corona e
radiação ultravioleta. A radiação ultravioleta, todavia,
não atende as necessidades de produção requeridas
pela indústria. Assim a descarga elétrica do tipo
corona é o método mais utilizado para se obter ozônio
em quantidades significativas (Almeida et al, 2004).
No processo de descarga corona, o ozônio é gerado
por uma descarga elétrica em um tubo de inox
chamado de reator de ozônio. Através deste tubo
aplica-se uma descarga elétrica de alta tensão
juntamente com um fluxo de ar, no qual o oxigênio
faz um escoamento laminar e incompressível
passando por um processo de descarga elétrica
pulsante (descarga corona), gerada por meio de um
conversor flyback elevador de tensão. Quando esta
tensão excede o potencial de ionização do material
dielétrico, os elétrons livres são impulsionados a altas
velocidades, rompendo por meio do impacto as duplas
ligações das moléculas de oxigênio (O2) presentes no
ar. Após o processo de quebra, as moléculas se
agrupam em exatamente três de oxigênio (O), assim
formando o ozônio (O3), um gás com alto poder
oxidante. Os geradores de ozônio apresentam melhor
eficiência quando alimentados por oxigênio puro.
O reator de ozônio utilizado é composto por dois
eletrodos de inox e um dielétrico de vidro em um
arranjo de cilindros coaxiais, sendo o eletrodo externo
submetido ao potencial de aterramento, seguido por
um espaçamento por onde o ar/oxigênio escoa e o
meio dielétrico em contato com o segundo eletrodo
submetido à alta tensão.
A Figura 1 apresenta o esquema de geração de
ozônio por meio de descarga corona utilizado.
Figura 1. Geração de ozônio por descarga corona (Rice et
al, 1986, adaptada).
Para estabelecer uma concentração constante de
ozônio na saída dos geradores que utilizam o efeito
corona alguns cuidados são necessários, tais como,
manter a tensão de saída (da ordem de kV) constante,
uma vez que a concentração de ozônio é dependente
da tensão aplicada no reator (Alonso et al, 2005),
manter a corrente secundária constante, manter a
vazão de ar/oxigênio em um ponto predeterminado e
um controle de temperatura.
Neste contexto, o presente trabalho trata-se do
projeto e desenvolvimento de um sistema gerador de
ozônio modular para tratamento de resíduos da
indústria têxtil.
Para o desenvolvimento do gerador de ozônio foi
utilizado uma fonte convencional e um conversor
CC/CC, do tipo flyback. Para o controle do conversor
foi utilizada a modulação por largura de pulso (PWM)
gerada por meio de um circuito integrado bastante
comum e de baixo custo, um CI555 operando no
modo astável.
O gerador projetado possui sinalizações e
proteções para maior confiabilidade do sistema, tais
como sensor de temperatura com duas ações sendo a
primeira o acionamento de um sistema de refrigeração
ventilado, ajustado em 50°C e a segunda o
acionamento de um alarme ajustado em 60°C.
Apresenta-se na Figura 2, o diagrama de blocos do
gerador de ozônio proposto.
aquisição, garantia da qualidade quanto ao isolamento
elétrico, fácil instalação, baixo custo e alta
durabilidade.
Como o ozônio é um gás que possui uma meia vida
relativamente curta (cerca de 15 minutos, à pressão
atmosférica e temperatura de 25°C), o seu
armazenamento é inviável. Por razões práticas,
necessita ser gerado no local de sua aplicação, tendo
um alto poder de desinfecção e oxidação sendo
altamente solúvel em água.
Um timer digital foi adicionado ao sistema para
operação de forma automática, conforme programado.
A corrente de entrada do conversor flyback é limitada
em 1,5 A, protegendo desta forma a bobina
automotiva.
II. FONTE CONVENCIONAL
A fonte convencional é constituída por um circuito
retificador de onda completa em ponte com filtro
capacitivo, alimentado por um transformador de
24V/5A. A alimentação do enrolamento primário do
transformador pode ser realizada em 127 V ou 220 V,
selecionado por meio de uma chave seletora de
tensão. A saída desta fonte convencional é utilizada
para alimentar o conversor flyback, o qual opera com
uma bobina automotiva.
O circuito da etapa de potência da fonte
convencional é apresentado na Figura 3.
Figura 3. Circuito de potência da fonte convencional.
A etapa de controle, proteções e sinalizações é
alimentada por um nível de tensão de 12 V, devido às
características dos circuitos integrados utilizados. Para
isto, foi utilizado um circuito regulador de tensão
fazendo uso do circuito integrado LM317, tendo sua
saída ajustada em 12 V, conforme apresentado na
Figura 4.
Figura 2. Diagrama de blocos do gerador de ozônio.
A estratégia apresentada na Figura 2 é justificada
pela adoção de uma bobina automotiva para o
conversor flyback, o qual será alimentado por um
nível de tensão de 34 V, também pela facilidade de
Figura 4. Circuito regulador de tensão.
III. CONVERSOR FLYBACK
A tensão de saída da fonte convencional (34 V) é
utilizada como alimentação pelo bloco conversor
flyback, que tem a função de gerar a alta tensão
(aproximadamente 2,5 kVrms) para estabelecer a
descarga corona no reator de ozônio, para tanto,
utiliza-se uma bobina automotiva comum, assim
como em Schiavon et al. (2012). A Tabela 2 apresenta
as especificações técnicas para o conversor flyback.
Tabela 2. Especificações para o conversor flyback.
Vin = 34 V
Iin_máx = 1,5 A
Fpwm = 1 kHz
Bobina: Bosh F 000 ZS0 105
Vout = 2,5 kVrms
Iout_máx = 20 mA
Vds = 1 V
A frequência de chaveamento do conversor flyback
é de 1 kHz. O circuito completo deste conversor é
apresentado na Figura 5.
Figura 6. Circuito de controle PWM.
O sinal de temperatura é proveniente de um sensor
de temperatura NTC10k montado na placa de
potência, conforme apresentado na Figura 7. Este
sinal de temperatura é responsável por duas ações,
acionar um ventilador na placa de potência em 50°C e
acionar um alarme sonoro e visual de temperatura alta
em 60°C.
Figura 5. Circuito completo do conversor flyback (Schiavon
et al, 2012).
IV. CIRCUITO DE CONTROLE E PROTEÇÕES
Figura 7. Circuito sensor de temperatura.
O bloco circuito de controle, proteções e
sinalizações é o bloco inteligente do gerador de
ozônio e tem a função de controlar e monitorar todo o
sistema, gerando os pulsos PWM para o conversor
CC/CC, monitorando e controlando os níveis de
temperatura e fornecendo os sinais visuais e sonoros
da condição atual do gerador de ozônio.
Para a parte de controle de chaveamento do
conversor flyback foi utilizado um circuito oscilador
operando no modo astável, montado com um circuito
integrado 555, operando em uma frequência em torno
de 1 kHz. A Figura 6 apresenta o circuito de controle
projetado para o conversor flyback.
O sinal de saída ventilador da Figura 7 tem a
função de acionar, via transistor, um ventilador na
ocorrência de temperatura elevada, enquanto esta
permanecer fora dos níveis normais. O circuito de
acionamento do ventilador é apresentado na Figura 8.
Figura 8. Circuito de acionamento do ventilador.
O sinal de alarme da Figura 7 é enviado para a
placa de potência, que aciona via transistor, um buzzer
e um led vermelho responsáveis pela indicação de
temperatura alta. O circuito de acionamento do alarme
é apresentado na Figura 9.
Diâmetro do cilindro interno: 4,5 cm.
Comprimento dos cilindros: 30 cm.
VI. REMOÇÃO DE COR DE EFLUENTE TÊXTIL
Figura 9. Circuito de acionamento do alarme.
V. REATOR DE OZÔNIO
O bloco reator de ozônio é o responsável pela
quebra da molécula de oxigênio e consequente
geração do ozônio em ambiente de descarga elétrica
(Schiavon et al, 2012).
Uma geometria adequada para campo não
uniforme e que frequentemente é usada na construção
de dispositivos de alta tensão é o arranjo cilindros
coaxiais. Escolhendo-se corretamente as dimensões
radiais dos cilindros é possível otimizar tal sistema
para se obter uma descarga corona máxima, livre de
ruptura (Kuffel et al, 2000).
Nesta configuração a distribuição do campo é
simétrica com referência ao eixo central do cilindro.
As linhas de força são radiais e o campo E é função
apenas da distância x do centro do cilindro. A Figura
10 (Kuffel et al, 2000) apresenta a configuração
utilizada para a confecção do reator de ozônio.
Figura 10. Configuração cilindros coaxiais.
Os cilindros possuem superfície uniformemente
carregada com uma carga por unidade de
comprimento Q/l. Se uma tensão V é aplicada aos
dois eletrodos, usando a Lei de Gauss, a intensidade
do campo E(x) é dada pela equação (1).
E (x ) =
Q l 1
V
1
=
2πε x ln (r2 / r1 ) x
O tratamento do efluente têxtil pelo processo de
ozonização foi avaliado por meio de análises físicoquímicas em três campanhas de amostragem temporal
no período de 15/09/2011 a 05/03/2012. Todas as
análises foram realizadas no Laboratório de
Saneamento da Universidade Tecnológica Federal do
Paraná, campus Campo Mourão.
As coletas das amostras dos efluentes foram
realizadas no tanque de equalização (entrada) e na
calha Parshall (saída) da Estação de Tratamento
(ETE), sendo coletados 10 L de efluente em cada
ponto (Trevizani et al, 2012).
O efluente bruto, coletado na entrada da ETE, foi
ozonizado durante 5 h, com medições de cor a cada
15 min, de temperatura, pH, turbidez e condutividade
a cada 30 minutos e DQO a cada uma hora.
As determinações de alcalinidade a bicarbonato,
ácidos voláteis, sólidos totais, sólidos suspensos e
sólidos dissolvidos foram feitas em amostras do início
e final do processo de ozonização.
O efluente tratado, coletado na saída da ETE, foi
ozonizado durante duas horas, com determinações dos
mesmos parâmetros avaliados para o efluente.
As metodologias utilizadas para realização das
análises foram obtidas do Standard Methods for the
Examination of Water and Wastewater (Eaton et al,
2005). Os parâmetros alcalinidade a bicarbonato e
ácidos voláteis foram determinados de acordo com
metodologias reportadas por Dillalo e Albertson
(1961) e Ripley et al. (1986), respectivamente.
O gás ozônio foi injetado na linha de tratamento
por meio da utilização de um tubo venturi, o qual nas
condições dos experimentos, injetava a mistura
ozônio/oxigênio a uma taxa de 8 L/min. Nestas
condições a produção de ozônio era de
aproximadamente 1200 mgO3/h, produzido por ar
ambiente, resultado medido pelo método de titulação
iodométrica. O aparato utilizado para o tratamento
pode ser observado na Figura 11.
(1)
Quando o nível de tensão no cilindro menor atingir
o nível de ruptura, ocorrerá na sequência uma
descarga corona estabilizada ou ruptura completa
(Kuffel et al, 2000). A configuração ótima deve ser
definida em termos de segurança para não romper, e
não no ponto de máxima tensão para descarga.
O reator projetado possui as seguintes dimensões:
Diâmetro do cilindro externo: 5 cm.
Figura 11. Esquema utilizado no tratamento.
VII. RESULTADOS EXPERIMENTAIS
Neste tópico serão apresentados os resultados
obtidos experimentalmente para a fonte convencional,
conversor flyback, produção de ozônio na saída do
reator medida pelo método de titulação iodométrica e
resultados da remoção de cor do efluente têxtil.
- FONTE CONVENCIONAL
A tensão medida na saída da fonte convencional foi
de 34 V com baixo nível de ruído devido à etapa de
filtragem de saída, conforme apresentado na Figura
12.
Figura 14. Amostra da tensão de saída do conversor flyback.
A Figura 15 apresenta uma fotografia do protótipo
do gerador de ozônio desenvolvido neste trabalho.
Figura 12. Sinal de saída da fonte convencional.
Figura 15. Protótipo desenvolvido com dois reatores.
- CONVERSOR FLYBACK
- PRODUÇÃO DE OZÔNIO
A Figura 13 apresenta o sinal de saída do circuito
astável, ou seja, uma onda quadrada com frequência
de aproximadamente 1 kHz e 12 V de amplitude,
utilizada para acionar o FET do conversor flyback.
Os ensaios de produção de ozônio foram realizados
em duplicata, pelo método iodométrico, por meio de
titulação indireta, segundo APHA (1998), método
2350E.
A Figura 16 apresenta a produção de ozônio do
equipamento em função da vazão do ar alimentador.
Na condição dos ensaios de produção de ozônio por
titulação iodométrica, o gerador apresentava em sua
saída uma tensão eficaz de aproximadamente 2,5 kV,
consumindo uma potência em torno de 26 W.
Figura 13. Sinal de saída do circuito astável.
Uma amostra do sinal de alta tensão da saída do
conversor flyback é apresentada na Figura 14. O valor
eficaz medido é de aproximadamente 2,5 kV.
Figura 16. Produção de ozônio na saída do gerador
- REMOÇÃO DE COR DO EFLUENTE TÊXTIL
amostragem temporal, como pode ser observado na
Figura 17.
2500
2000
Cor (UPC)
Observa-se na Figura 16 que o gerador obteve a
maior produção de ozônio quando submetido a uma
vazão de ar alimentador em torno de 9 L/min,
permanecendo praticamente constante para maiores
vazões. Os resultados de produção de ozônio foram
praticamente mantidos, com relação aos alcançados
por Schiavon et al. (2012), isto é justificado devido a
utilização do mesmo circuito conversor flyback.
1500
1000
500
0
A Tabela 3 apresenta os resultados obtidos após o
processo de ozonização do efluente têxtil bruto
(entrada da ETE).
Os parâmetros como cor, temperatura, turbidez,
condutividade e DQO foram analisados com relação
ao tempo exposto ao ozônio.
Pela Tabela 3, é possível notar que o valor médio
obtido de temperatura apresentou aumento no
decorrer do processo de ozonização, com temperatura
média de 23oC (antes do ozônio) e máxima de 33oC
(depois do ozônio). Este aumento de temperatura
provavelmente pode estar associado ao processo de
turbilhonamento do efluente durante o tratamento pelo
ozônio (Trevizani et al, 2012).
Na Tabela 3 é possível notar que os valores médios
de pH e condutividade foram de 8,6 ± 0,6 e 6,2 ± 0,7
µS/cm e de 8,9 ± 0,1, 5,4 ± 0,6 µS/cm antes e depois
do processo de ozonização, respectivamente. Os
valores médios de pH e a condutividade não
apresentaram diferenças significativas nas amostras
durante a exposição do ozônio.
Para o efluente bruto obteve-se diminuição de
aproximadamente 46% na turbidez em relação ao
tempo de exposição ao ozônio. Faria (2005)
investigou a aplicação do ozônio a uma concentração
de 0,6 mg L-1 na água bruta proveniente da zona rural
com finalidade de abastecimento doméstico; verificou
uma redução na turbidez de aproximadamente 32%
até os primeiros 15 min de exposição ao ozônio, e em
seguida
aumento
desse
parâmetro
em
aproximadamente 4%.
O parâmetro cor apresentou diminuição
significativa em média de 84% em relação ao tempo
de exposição de ozônio nas três campanhas de
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
Tempo (h)
Perfil 1
Perfil 2
Perfil 3
Figura 17. Variação da cor em função do tempo no efluente
bruto tratado pelo processo de ozonização.
De acordo com a Figura 17 é possível notar que o
parâmetro cor apresentou média de 1602 UPC antes
do processo de ozonização e média de 250 UPC após
o término do processo de ozonização. A eficiência de
remoção de cor em relação às três campanhas de
amostragem temporal foi em média de 84% de
remoção de cor do efluente.
Segundo Somensi (2006), várias pesquisas
efetuadas em escala de laboratório tiveram como
resultado a descoloração em até 90% do efluente.
Outro parâmetro importante no qual o ozônio teve
resultados interessantes foi na remoção de DQO. Esta
teve diminuição a cada hora, com valor máximo de
436 mg/L e mínimo de 236 mg/L, ou seja, com
remoção de aproximadamente 46% no efluente bruto.
Somensi (2006) tratou por processo de ozonização
três amostras de efluentes com diferentes DQO em
por tempos diferentes, sendo a primeira amostra com
DQO de 671 mg/L durante 150 min, a segunda
amostra com 545 mg/L durante 180 min e a terceira
amostra com 880 mg/L durante 210 min. O autor
obteve valores de DQO final de 520 mg/L, 437 mg/L
e 602 mg/L, respectivamente para as três amostras, e
eficiência de remoção média de 22,5%. O mesmo
autor afirma que diversas outras pesquisas em escala
de bancada tiveram como resultado redução da DQO
na ordem de 15%.
Assim como para o efluente bruto os parâmetros
como cor, temperatura, turbidez, condutividade e
DQO foram analisados com relação ao tempo exposto
ao ozônio.
Pela Tabela 4, é possível notar que o valor médio
obtido de temperatura apresentou aumento no
decorrer do processo de ozonização com temperatura
média de 22oC (antes de ozônio) e máxima de 33oC
(depois do ozônio). O aumento de temperatura do
efluente tratado foi menor do que do efluente bruto
devido ao tempo de exposição ao ozônio e
turbilhonamento ser de apenas 2 horas.
Na Tabela 4 é possível notar que os valores médios
de pH e condutividade foram de 8,2 ± 0,2 e 4,1 ± 0,3
µS/cm e de 8,8 ± 0,2, 3,9 ± 0,6 µS/cm antes e depois
do processo de ozonização, respectivamente. Assim
como para o efluente de entrada da indústria o pH e a
condutividade oscilaram durante o tempo de
tratamento, porém mantiveram-se constantes sem
alterações significativas.
Para o efluente tratado a turbidez oscilou e obteve
uma média de 16 NTU (antes da exposição ao ozônio)
e de 23 NTU (depois da exposição ao ozônio um
aumento, porém não muito significativo). Esse
aumento
pode
estar
relacionado
com
o
turbilhonamento durante o processo de ozonização.
O parâmetro cor apresentou diminuição
significativa em média de 90% em relação ao tempo
de exposição de ozônio nas três campanhas de
amostragem temporal como pode ser observado na
Figura 18.
Cor (UPC)
A alcalinidade a bicarbonato reduziu de 581
mgCaCO3/L para 480 mgCaCO3/L após o processo de
ozonização nas campanhas de amostragem temporal,
com diminuição média de 34%. As concentrações de
ácidos voláteis resultaram em média de 18 mgHac/L
antes do processo de ozonização e de 27 mgHac/L
após o término do processo de ozonização.
A concentração média de sólidos totais resultou em
3719 mg/L e 3590 mg/L antes e após o processo de
ozonização. A concentração média de sólidos
dissolvidos foi de aproximadamente 3623 mg/L e de
3512 mg/L antes e após o processo de ozonização,
respectivamente. A concentração média de sólidos
suspensos apresentou diminuição média de
aproximadamente 18% com a ozonização.
Na Tabela 4 são apresentados os resultados obtidos
após o processo de ozonização do efluente têxtil
tratado (saída da ETE).
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
Tempo
Perfil 1
Perfil 2
Perfil 3
Figura 18. Variação da cor do efluente tratado.
A média máxima das medições de cor na
campanhas de amostragem temporal do efluente
tratado foi de aproximadamente 337 UPC, antes da
ozonização. A média mínima após a exposição ao
ozônio foi de aproximadamente 33 UPC, removendo
aproximadamente 90% da cor do efluente.
A remoção de DQO com a ozonização foi de
aproximadamente 48%, com média máxima de
75mg/L e média mínima de 39mg/L.
A alcalinidade bicarbonato foi menor após o
tratamento com ozônio com média máxima de 363 mg
CaCO3/L e média mínima de 252 mg CaCO3/L, com
remoção de aproximadamente 31% da alcalinidade
inicial. Já os ácidos voláteis mantiveram a mesma
concentração inicial durante a exposição de ozônio.
Os sólidos totais antes do ozônio tiveram uma
média de 2127 mg/L, e após o ozônio sua média
diminui para 2057 mg/L. As concentrações de sólidos
dissolvidos foi de aproximadamente de 2096 mg/L
(antes do ozônio) e de 2018 mg/L (depois do ozônio).
Já os sólidos suspensos apresentou média de 31 mg/L
(antes do ozônio) e de 39 mg/L (depois do ozônio).
A Figura 19 mostra uma fotografia com o resultado
obtido em um ensaio paralelo, realizado para remoção
de cor de um volume de 50 L de água com corante de
cor azul. Nesta figura é possível constatar o resultado
do tratamento por ozônio na remoção de cor, nas
amostras coletadas em intervalos de 10 minutos
durante duas horas de tratamento.
Figura 19. Remoção de cor de uma mistura têxtil contendo
corante azul.
VIII. CONCLUSÃO
Ao final dos ensaios de titulação com dois reatores,
constatou-se que a maior produção alcançada foi com
uma vazão de alimentação de ar ambiente de 9 L/min,
o que produziu em torno de 20,8 mgO3/min ou 1,25
gO3/h, conforme mostrado na Figura 16, ou seja, cada
reator tem capacidade para produzir em torno de 625
mgO3/h. De acordo com a literatura, se o gerador de
ozônio for alimentado com oxigênio puro, a produção
de ozônio na saída do reator aumenta
consideravelmente. A diferença de potencial gerada
pelo conversor flyback nos reatores foi de
aproximadamente 2,5 kV.
Os resultados de produção de ozônio mostraram
que o equipamento desenvolvido é uma alternativa
viável para geração de ozônio para remoção de cor de
efluente têxtil, e que os conversores projetados
satisfazem as necessidades de tensão e corrente para
geração de descarga corona estabilizada. Para maiores
volumes de efluente a ser tratado, basta adicionar
reatores ao equipamento, conforme necessidade de
produção de ozônio; para cada reator adicional é
necessário um novo conversor flyback.
Os parâmetros mais importantes com relação a
efluentes têxteis são a cor e a DQO, e ambos tiveram
remoção significativa com o tratamento de ozonização
87% e 47%, respectivamente.
Os resultados foram melhores para o efluente
tratado da indústria devido aos menores valores dos
parâmetros analisados, facilitando assim a ação do
ozônio.
Sendo a remoção de cor um dos principais
problemas a serem enfrentados em uma estação de
tratamento de efluente têxtil, é possível considerar o
processo de ozonização como uma forma eficiente e
promissora para esta área.
No presente estudo notou-se remoção de cor do
efluente tratado de aproximadamente 90%, similar ao
citado na literatura técnico-científica.
Ocorreu um aumento da temperatura durante o
processo de ozonização por conta do turbilhonamento
e tempo de exposição.
O pH e condutividade oscilaram durante o processo
mas não tiveram mudanças significativas.
A remoção da turbidez depende do tempo de
exposição e das características iniciais do mesmo,
para o efluente bruto da indústria a remoção foi de
54% enquanto para o efluente tratado houve um
aumento de 44%.
As concentrações de sólidos totais e dissolvidos
apresentaram diminuição para ambos os efluentes
durante o processo de ozonização. As concentrações
de sólidos suspensos variaram de acordo com o
efluente; ocorreu uma diminuição para o efluente
bruto e um aumento para o efluente tratado.
Para os valores de alcalinidade a bicarbonato houve
uma diminuição para ambos os efluentes coletados. Já
o parâmetro ácidos voláteis aumentou para o efluente
bruto e manteve-se constante para o efluente tratado.
Em todas as amostras do efluente tratado a cor foi
mínima chegando a 0 nas campanhas de amostragem
temporal, o que nos leva a considerar possibilidades
de reuso, até então descartadas, devido a coloração
existente no efluente.
É importante desenvolver mais estudos com
relação à ozonização para possibilitar seu uso em
grande escala nos tratamentos de efluentes têxteis,
melhorando assim a qualidade da água a ser
despejada,
possibilitando
seu
reuso
e,
consequentemente, diminuindo o consumo deste
recurso.
REFERÊNCIAS
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DURÁN, N.; Tratamento de efluentes industriais
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