Aplicações e características dos espumantes em diferentes processos de tratamento de águas residuais

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Os espumantes para tratamento de águas na indústria papelícola são utilizados principalmente nos processos de fabricação da polpa e de produção do papel, que fazem parte da indústria papelícola. Nesse processo, os principais componentes são a lignina, a celulose e os ácidos orgânicos voláteis. Esses resíduos apresentam alta concentração de poluentes, grandes quantidades de emissões, dificuldade em serem degradados e baixa biodegradabilidade. Por isso, são considerados um dos tipos de efluentes industriais mais difíceis de tratar. O método mais comum de tratamento das águas residuais da indústria papelera é a coagulação. Esse método é versátil, requer equipamentos simples e sua operação é fácil. No entanto, ele apresenta desvantagens, como custos elevados e geração grande quantidade de lodo ； Outro método é o biológico, que apresenta vantagens como ausência de poluição secundária e custos de tratamento baixos, mas não consegue reduzir completamente o teor de contaminantes orgânicos. Nos últimos anos, estudiosos nacionais e internacionais têm realizado pesquisas sobre o uso do talco como agente coagulante, agente auxiliar na filtração e espumante eliminador em águas residuais de papelaria. Os espumantes utilizados no tratamento de águas residuais oleosas são aplicados principalmente em líquidos de resfriamento e lubrificação provenientes da indústria petrolífera, da indústria siderúrgica, de estações de gás e da indústria mecânica. A presença de óleo na superfície das águas faz com que elas percam sua capacidade de autolimpeza, prejudicando o equilíbrio ecológico das águas. Isso não só afeta a saúde humana, mas também prejudica a produção agrícola. Atualmente, o método de flutuação gasosa é o principal utilizado para tratar águas residuais contaminadas com óleo. No entanto, esse método consome muita energia, requer grandes quantidades de agente de coagulação e ocupa muito espaço. Outros métodos, como o eletroquímico e o de adsorção, também apresentam desvantagens, como altos custos operacionais e alcance limitado de aplicação. Nos últimos anos, alguns estudiosos pesquisaram o uso do pó antiespumante como agente absorvente de óleo, o que oferece uma nova maneira de tratar águas residuais contendo óleo. Yu Renhuan e outros analisaram o impacto dos dois fatores – a quantidade de talco utilizado e seu tamanho granular – no desempenho do ciclone de ar na purificação de águas residuais oleosas. Os resultados mostraram que, quando a granulometria do talco (150 g/m3 de água) é de 0,074 mm e sua concentração é de 81%, a taxa de remoção de óleo atinge 78,30%. O talco tem um efeito significativo na remoção de óleo nos ciclones de ar; em comparação com a ausência de talco, a taxa de remoção de óleo aumenta em aproximadamente 5%. Há também pesquisadores que estudam o efeito do tratamento de águas residuais oleosas com talco em diferentes condições. Os resultados mostraram que, a 20°C, com uma concentração de talco de 20 g/L e após agitação lenta por 15 minutos, a taxa de remoção do COD da gasolina foi de 97,8%, enquanto a taxa de remoção do diesel foi de 81,5%. A talco é um mineral natural hidrofóbico e lipofílico, capaz de promover a separação de partículas hidrofóbicas e lipofílicas em meio oleoso e aquoso. Portanto, a talco pode ser utilizada como agente absorvente de óleo em águas residuais contaminadas com óleo. O tratamento de efluentes de corantes envolve componentes complexos e alta intensidade de cor, o que causa séria poluição ao meio ambiente. Os efluentes de corantes catiônicos são difíceis de serem descoloridos por meio de processos biológicos, devido à presença de grupos aromáticos complexos em sua composição. Sua biodegradabilidade é baixa, portanto, esses efluentes são difíceis de tratar. Os métodos tradicionais de tratamento de efluentes com corantes (filtragem, coagulação, etc.) apenas transformam os poluentes da fase líquida em fase sólida ou gasosa, sem remover completamente esses poluentes. Além disso, eles podem causar poluição secundária. Portanto, tecnologias de tratamento que sejam econômicas, eficazes e ecologicamente sustentáveis estão sendo constantemente desenvolvidas. Tratamento de efluentes orgânicos aromáticos Com o desenvolvimento das indústrias petroquímicas e de plásticos, as fábricas passaram a emitir cada vez mais efluentes contendo compostos aromáticos. Esses poluentes têm estrutura estável e são difíceis de serem degradados. Atualmente, os métodos mais utilizados para tratar esses efluentes são a oxidação avançada com reagentes químicos e a técnica de separação por membranas líquidas. Embora o primeiro método seja prático e rápido, seu custo operacional é elevado, por isso é pouco utilizado no país ； A membrana líquida utilizada nesta última tende a envelhecer rapidamente, e também apresenta problemas como contaminação da membrana e custos elevados. O pó antiespumante é eficaz no tratamento de águas residuais, e seu desempenho depende principalmente da estrutura e das propriedades dessas águas: (1) Estrutura porosa única e grande área superficial específica ； (2) Os grupos funcionais de superfície OH—, H—O—H e Si—O são ativos ； (3) Propriedades hidrofóbicas e lipofílicas naturais ； (4) Estabilidade química. Os principais métodos de modificação do pó antiespumante utilizado no tratamento de água são o método de modificação por revestimento superficial, o método de modificação por trituração mecânica, o método de tratamento por ultrassom e o método de modificação por acidificação. Após a modificação, o pó antiespumante apresenta maior área de superfície específica, maior atividade superficial e melhor capacidade de adsorção, podendo assim ser utilizado no tratamento de águas residuais. O autor sugere que, no futuro, os trabalhos devem ser desenvolvidos com foco nos seguintes aspectos: (1) Existem poucos métodos para modificar a farinha antiespumante como agente de tratamento de água. Com base em suas propriedades inerentes, é necessário explorar métodos de modificação da atividade local ou da camada externa, a fim de aumentar a seletividade da talco modificado na adsorção de poluentes específicos. Além disso, o problema relacionado à liberação de ácidos na farinha de talco acidificada também deve ser levado em consideração ； (2) As águas residuais tratadas com pó antiespumante são, em sua maioria, águas residuais simuladas em laboratório ou aquelas com um único tipo de poluente. A possibilidade de utilizar esse pó em grandes quantidades nas operações industriais ainda precisa ser avaliada ； (3) Estudos indicam que a mistura resultante da hibridização de SN (octadecil-dimetil-hidroxietil-quaternário) com sílica de magnésio é capaz de adsorver os ânions presentes nas águas residuais contendo corantes. A estrutura interlayer da sílica de magnésio é semelhante à do talco; portanto, pode-se considerar a utilização da combinação de talco e SN para a remoção dos ânions das águas residuais de corantes ； (4) Com base nas propriedades do talco, como sua capacidade de lubrificação e adsorção, pode-se analisar o papel do pó antiespumante como agente auxiliar na filtragem em tecnologias de separação por membranas ； (5) Deve-se intensificar a pesquisa em métodos de recuperação e reutilização do pó antiespumante, a fim de fornecer uma base teórica para o desenvolvimento adicional de suas aplicações no tratamento de água. Com os estudos mais aprofundados sobre o uso do pó antiespumante na purificação da água poluída, bem como com o desenvolvimento contínuo de técnicas para modificar o talco, espera-se que haja avanços significativos no uso desse pó no tratamento de águas.