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Os produtos químicos necessários no processo de tratamento, ao serem utilizados, permitem que a água atinja os requisitos de qualidade desejados. Seu principal efeito é controlar a formação de incrustações e lamas, reduzir a espuma, diminuir a erosão dos materiais em contato com a água, remover sólidos em suspensão e substâncias tóxicas da água, eliminar odores e descolorir a água, além de amaciar sua qualidade. Atualmente, devido ao aumento significativo no consumo de água pelos países do mundo, além da criação contínua de diversas leis ambientais (como as leis de purificação da água), com requisitos cada vez mais rigorosos, há um rápido desenvolvimento de diversos produtos eficazes para o tratamento da água. Em nosso país, em contraste com a crescente crise do capital hídrico, a capacidade de produção de produtos químicos para tratamento de água é muito baixa, e sua qualidade também não é garantida. Portanto, é urgente acelerar o desenvolvimento da indústria de produtos químicos para tratamento de água, que é um material essencial para a proteção ambiental. Os produtos para tratamento de água incluem floculantes, agentes anticorrosivos, agentes antiescalantes, biocidas, dispersantes, detergentes, agentes de pré-revestimento, espumantes, descolorantes, quelantes, desoxidantes e resinas de troca iônica. Este artigo apresentará de forma sistemática os coagulantes e os biocidas. Os produtos químicos utilizados no tratamento de água em nosso país passaram a ser valorizados e a ser desenvolvidos gradualmente somente após a introdução de grandes instalações de produção de fertilizantes na década de 70 ； Desde então, foi desenvolvida uma série de agentes de tratamento de água. Os principais tipos de agentes de tratamento de água em nosso país são: agentes antiscalantes, agentes corrosivos, agentes bactericidas e antifúngicos, coagulantes inorgânicos e coagulantes orgânicos. Os produtos químicos utilizados no tratamento de água podem ser divididos em três grandes categorias: 1) produtos químicos para tratamento de águas residuais; 2) produtos químicos para tratamento de águas industriais em ciclo fechado; 3) agentes de separação entre óleo e água. Os produtos químicos mais comuns utilizados no tratamento de água incluem: agentes antiscalantes, agentes corrosivos, agentes bactericidas e antifúngicos (para eliminação de bactérias e algas), produtos de limpeza, agentes para remoção de lamas, coagulantes, dispersantes, entre outros. O fosfato de sódio hexametálico também é um dos produtos químicos utilizados no tratamento de água. IV. Agente de tratamento de água verde PASP – Poliáspartato. Agentes para tratamento de água, reagentes para teste da qualidade da água e equipamentos para análise da qualidade da água. Características dos novos agentes de tratamento de água: 1. Velocidade de reação rápida; o tratamento de efluentes industriais comuns leva apenas meia hora a algumas horas. 2. Tem um alcance de ação mais amplo em relação às substâncias poluentes orgânicas; apresenta bons efeitos de degradação, inclusive em relação às substâncias orgânicas difíceis de degradar. 3. Processo simples, baixo custo de investimento, longa vida útil, fácil operação e manutenção, resultados de tratamento ideais, e menor consumo de reagentes de microeletrólise durante o processo de tratamento. 4. Após o tratamento por microeletrólise, as águas residuais formam íons de ferro ou ferro em estado natural, o que confere uma ação coagulante melhor do que a dos coagulantes convencionais. Não é necessário adicionar sais de ferro ou outros coagulantes; além disso, há uma alta taxa de remoção do COD, sem causar poluição secundária à água. 5. Possui um bom efeito de coagulação, capaz de remover efetivamente a cor e o COD, melhorando assim significativamente a biodegradabilidade das águas residuais. 6. Este método pode alcançar o efeito de remoção de fósforo por precipitação química, além de permitir a remoção de metais pesados por meio da redução. 7. Analisar as oportunidades que o desenvolvimento de produtos químicos para tratamento de água enfrenta em nosso país, descrever a situação atual do uso de produtos químicos ecológicos para esse fim. Acredita-se que, com base nas constantes inovações na área da teoria da coagulação, esses produtos químicos irão se desenvolver rapidamente em direção a produtos químicos verdes para tratamento de água, produtos químicos compostos e eficazes, além de nanomateriais e floculantes microbianos. Características: É um agente de tratamento de águas residuais à base de minerais naturais. Trata-se de um produto inovador, feito a partir de sais de alumínio e silício, que são minerais não metálicos, e que foi produzido por meio de processos tecnológicos especiais. Ele difere fundamentalmente dos agentes de tratamento de água de síntese química. Seu estado pode ser de pasta ou pó. Tem natureza ácida, com valor de pH entre 3 e 4. A densidade do líquido é de 1,5 a 1,6, enquanto a densidade do pó é de 1,2 a 1,3. A cor varia do cinza ao cinza escuro. Os agentes de tratamento de águas residuais à base de minerais naturais possuem cinco propriedades: capacidade de adsorção, troca iônica, catálise, conversão química e efeito benéfico fisiológico. Vantagens da aplicação: (1) A vantagem mais importante é a capacidade de tratar todos os tipos de esgotos difíceis de serem tratados, especialmente aqueles tóxicos ； (2) É possível remover uma pequena quantidade de substâncias flutuantes ； (3) A velocidade de sedimentação é alta; o lodo resultante tem baixo teor de umidade, alta densidade e boa capacidade de desidratação, sendo fácil de ser tratado por filtração sob pressão ； (4) As instalações e processos de tratamento de águas residuais são simples e fáceis de operar, o que reduz significativamente o investimento inicial necessário para a construção. Além disso, os custos operacionais também são baixos ； (5) O lodo gerado no tratamento de águas residuais pode ser utilizado como aditivo em fertilizantes agrícolas, pois esse material mineral é, originalmente, um forte aditivo para fertilizantes. Assim, a poluição secundária é completamente eliminada. Na indústria de tratamento de água, não apenas os diversos equipamentos de tratamento são amplamente utilizados, mas também os produtos químicos para tratamento de água contribuem significativamente para vários setores. Os produtos químicos para tratamento de água incluem agentes inibidores de corrosão e formação de incrustações, floculantes, redutores, bactericidas, catalisadores, detergentes, entre outros. Cada um desses produtos tem sua própria função e características. Propriedades dos coagulantes: A fórmula molecular dos coagulantes é +CH2-CHn. Eles são polímeros lineares, com um peso molecular que varia entre 4 milhões e 20 milhões. Os coagulantes permitem que os microrganismos eficazes, capazes de realizar funções de coagulação e degradação, extraídos das águas residuais urbanas, processem essas águas. Dessa forma, é possível garantir que as concentrações de COD e BOD nas águas residuais sejam reduzidas a 100%. Propriedades de inibidor de incrustação e corrosão: Como o nome já indica, um inibidor de incrustação e corrosão é um produto químico para tratamento de água que serve para reduzir a formação de incrustações e a corrosão em equipamentos que utilizam água em ciclo, como caldeiras. O agente é composto por substâncias alcalinas e compostos orgânicos, com a adição de um inibidor de corrosão para evitar que as superfícies expostas ao calor se corroam. As substâncias alcalinas presentes nos produtos químicos, por meio de reações químicas dentro da caldeira, reagem com os sais de cálcio e magnésio presentes na água, formando resíduos. Esses resíduos são removidos da caldeira por meio do sistema de drenagem, o que reduz a concentração de íons de cálcio e magnésio na água, evitando assim a formação de incrustações dentro da caldeira. Propriedades dos detergentes: Um detergente é um solvente volátil capaz de dissolver o líquido de penetração, sendo utilizado para remover o excesso desse líquido da superfície da peça a ser inspecionada. Existem alguns produtos de limpeza projetados especificamente para remover hidróxidos metálicos, carbonato de cálcio e outros tipos de sujeiras semelhantes que se acumulam na superfície das membranas feitas de poliamida, polissulfona e outros materiais semelhantes. Antes de usar o detergente, verifique o tanque de lavagem, as tubulações e o filtro de segurança, além de instalar um novo elemento filtrante. Fungicidas: pelo próprio nome, já se pode saber qual é a sua função. Os fungicidas são, basicamente, substâncias utilizadas para eliminar bactérias, microrganismos e outros agentes patogênicos. Internacionalmente, costuma ser usado como termo geral para medicamentos utilizados no controle de diversos microrganismos patogênicos. Os fungicidas não causam os mesmos riscos ao sistema que medicamentos como bromo, iodo, peróxidos ou peracético. Técnicas comuns 1. Esterilização e desinfecção: Os métodos de desinfecção da água podem ser divididos em químicos e físicos. Os métodos de desinfecção física incluem o aquecimento, os raios ultravioleta e as ondas ultrassônicas ； Os métodos químicos incluem o método de adição de cloro, o método de ozônio, o método com íons de metais pesados e outros métodos que utilizam oxidantes. 2. Magnetização: O uso do efeito do campo magnético no tratamento da água é chamado de tratamento magnético da água. 3. Tecnologia de filtragem precisa: filtros e membranas de filtração feitos de materiais especiais, que possuem diâmetros de poros uniformes. Esses elementos permitem a retenção de partículas e bactérias presentes na água, impedindo que elas passem pelo filtro e sejam removidas. A filtração de precisão é capaz de filtrar partículas e bactérias em escala de micrômetros (μm) ou nanômetros (nm). Também é amplamente utilizado no tratamento avançado de água. 4. Tecnologia de ultrafiltração: A ultrafiltração é uma técnica de separação por membranas. É uma tecnologia na qual, sob certa pressão (que varia de 0,07 a 0,7 Mpa, não ultrapassando 1,05 Mpa), a água flui sobre a superfície da membrana. A água e os sais dissolvidos, juntamente com outros eletrólitos em forma de partículas pequenas, conseguem penetrar na membrana de ultrafiltração. Por outro lado, partículas com maior peso molecular e substâncias coloidais são retidas pela membrana, permitindo assim que algumas partículas presentes na água sejam separadas. O diâmetro dos poros da membrana de ultrafiltração é determinado por meio de testes de retenção de substâncias com um determinado peso molecular, sendo expresso em valores de peso molecular. 5. Ozônio: é um gás que, em temperatura ambiente, tem cor azul e um odor característico, semelhante ao de peixe. Sua fórmula molecular é O3. O ozônio é um isótopo do oxigênio. Em condições normais de temperatura, ele se decompõe em átomos de oxigênio, e cada átomo de oxigênio possui uma forte capacidade oxidante. O ozônio pode oxidar e denaturar as proteínas presentes em bactérias, fungos e outros microrganismos, fazendo com que os eletrólitos percam sua função. Ele é capaz de destruir bactérias, esporos, vírus e fungos. Além disso, pode inativar a toxina do botulismo. O ozônio também consegue eliminar substâncias tóxicas e bactérias presentes no ar, na água e nos alimentos. Ele pode eliminar odores indesejados e é amplamente utilizado em processos de desinfecção e esterilização na produção de alimentos. O ozônio, no processo de desinfecção e esterilização, produz apenas óxidos não tóxicos. O excesso de ozônio é posteriormente reduzido a oxigênio, não deixando resíduos nos itens que são desinfetados. Portanto, pode ser utilizado diretamente para a desinfecção e esterilização de alimentos. 6. Troca iônica: A chamada troca iônica é uma reação de equilíbrio de cargas entre os íons presentes na água e os íons presentes na resina de troca iônica. O processo de troca iônica pode ser ilustrado pelo exemplo da reação de troca entre os cátions do tipo H+ presentes na resina de troca iônica HR e o Na+ presente na água: HR + Na+ → Na+ + H+. Como se pode ver nesta equação, na reação de troca iônica, os cátions presentes na água (como o Na+) são transferidos para a resina, enquanto um íon H+, que está presente na resina, é transferido para a água. O processo de transferência de Na da água para a resina é um processo de substituição iônica. O processo pelo qual o H presente na resina é trocado pela água é chamado de processo de liberação. Portanto, como resultado dos processos de liberação e substituição, o Na e o H trocam de posição; essa mudança é chamada de troca iônica. 7. Raios ultravioleta: Quando a lâmpada de mercúrio é acionada, ela emite raios ultravioletas com comprimento de onda entre 1400nm e 4900nm (1nm = 10-10m). Esses raios conseguem penetrar na parede celular das bactérias, matando os microrganismos e, assim, alcançando o objetivo de desinfecção. O comprimento de onda dos raios ultravioleta é de aproximadamente 2600 nm, sendo esse o valor que oferece o melhor resultado. A desinfecção com raios ultravioleta é utilizada principalmente no tratamento de água potável em pequenas quantidades. Suas características são: grande capacidade de matar, tempo de contato curto ； O equipamento é simples, e sua operação e manutenção são fáceis. A água tratada não tem cor, nem sabor, e não representa risco de intoxicação ； Não aumentará os íons de cloro, como acontece na desinfecção com cloro. 8. Tecnologia de purificação da água por adsorção: Refere-se principalmente à tecnologia de adsorção por substâncias com capacidade de adsorção, como o carvão ativado. Aqui, será feita uma breve introdução a algumas das características do carvão ativado: o carvão ativado é amplamente utilizado na purificação de água potável e em indústrias alimentícias, além de ser usado na indústria química e na geração de energia, para fins como desidrogenação, remoção de óleos e eliminação de odores. Geralmente, é possível remover de 63% a 86% das substâncias coloidais ； Cerca de 50% de ferro ； E 47%-60% de matéria orgânica. Fármaco comum: Alumínio clorado polimerizado. O alumínio clorado polimerizado é um coagulante inorgânico de alto peso molecular, que é produzido graças à ação de ligação dos íons hidroxila e à polimerização dos ânions polivalentes. Trata-se de um fármaco para tratamento de água, com alto peso molecular e carga elétrica elevada. Características: 1. Formação rápida de flocos, alta atividade e bom desempenho na filtragem. 2. Não é necessário adicionar aditivos alcalinos; caso ocorra hidrólise, seu efeito permanece inalterado. 3. Adapta-se a uma ampla faixa de valores de pH, possui grande resistência e é amplamente utilizado. 4. A água tratada contém menos sais. 5. Pode eliminar a poluição da água causada por metais pesados e substâncias radioativas. 6. Contém alta concentração de princípios ativos, o que facilita seu armazenamento e transporte. Ação do cloreto de alumínio polimerizado: sua ação de floculação se manifesta da seguinte maneira: a) forte neutralização elétrica das substâncias coloidais presentes na água. b. A excelente capacidade de adsorção dos produtos da hidrólise aos sólidos em suspensão na água. c. Ação de adsorção seletiva sobre as substâncias solúveis. O álcool de cloridato de alumínio é um coagulante polimérico inorgânico. Sua produção se dá devido à ação dos íons hidroxida, que atuam como “pontes” entre as moléculas, e à polimerização dos ânions polivalentes. Esse produto possui um peso molecular elevado e carga elétrica alta. As características principais desse agente para tratamento de água são determinadas pelo princípio de funcionamento do atomizador por pressão, o que confere a esse sistema de secagem suas próprias características. Como o produto obtido pela secagem por spray sob pressão é na forma de partículas porosas ou ovoides, o uso dessa técnica, em conjunto com poliacrilonamida aniónica, tem como objetivo obter produtos em formato de grânulos. Esses grânulos possuem excelentes propriedades de proteção contra poeira e boa capacidade de fluxo. Usos: 1. Purificação de água para abastecimento urbano e esgoto: águas de rios, reservatórios e águas subterrâneas. ⒉Purificação de água para uso industrial. ⒊Tratamento de esgoto urbano. ⒋Recuperação de substâncias úteis em efluentes industriais e resíduos, promoção da sedimentação do pó de carvão nos efluentes resultantes do processamento de carvão, e recuperação de amido na indústria de produção de amido. ⒌Tratamento de diversos tipos de efluentes industriais: efluentes de tinturaria, efluentes de couro, efluentes contendo flúor, efluentes com metais pesados, efluentes oleosos, efluentes de papelaria, efluentes resultantes do processamento de carvão, efluentes de minas, efluentes da indústria cervejeira, efluentes da indústria metalúrgica, efluentes do processamento de carne, além do tratamento de esgotos. ⒍Colagem em papel ⒎ Refinação de soluções de açúcar ⒏ Moldagem ⒐ Prevenção de rugas em tecidos ⒑ Portador de catalisadores ⒒ Refinação de produtos farmacêuticos ⒓ Aceleração da cura do cimento ⒔ Ingredientes para cosméticos. Sulfato de ferro polimérico: é um sólido em pó incolor, de cor amarelo-claro, extremamente solúvel em água. Uma solução a 10% (em peso) é uma solução transparente de cor marrom-avermelhada. É um material higroscópico. O sulfato de ferro polimerizado é amplamente utilizado no tratamento da purificação de água potável, água industrial, diversos tipos de efluentes industriais, esgotos urbanos e no desidratação de lodos. Características da aplicação: Em comparação com outros coagulantes inorgânicos, o sulfato de ferro polimerizado possui as seguintes características: 1. Coagulante polimérico inorgânico à base de sais de ferro, de tipo novo, de alta qualidade e eficaz ； 2. Boas propriedades de consolidação do concreto; as flores de alúmen são densas, e a velocidade de sedimentação é alta ； 3. Possui excelente eficácia na purificação da água; a qualidade da água é boa, sem presença de substâncias nocivas como alumínio, cloro e íons de metais pesados. Também não há transferência de íons de ferro para a fase aquosa. É atóxica, inofensiva e segura ； 4. Possui efeitos significativos na remoção de impurezas, descoloração, remoção de óleos, desidratação, desinfecção, eliminação de odores, remoção de algas, bem como na redução dos níveis de COD, BOD e íons de metais pesados na água ； 5. É capaz de se adaptar a uma faixa ampla de pH da água, que varia de 4 a 11. A faixa ideal de pH é de 6 a 9. Após a purificação, as mudanças no pH da água bruta e na alcalinidade total são pequenas, o que reduz a corrosão nos equipamentos de tratamento ； 6. Possui um efeito significativo na purificação de água levemente poluída, com presença de algas, ou com baixa turbidez e baixa temperatura; seu desempenho é ainda melhor na purificação de água com alta turbidez ； 7. A dose de medicamento é pequena, o custo é baixo, e os custos de tratamento podem ser reduzidos em 20%-50%. Características no tratamento de águas residuais oleosas: A tecnologia de coagulação é amplamente utilizada no tratamento de águas residuais oleosas devido à sua grande versatilidade, capacidade de remover óleos emulsificados e óleos dissolvidos, bem como alguns polímeros orgânicos complexos que são difíceis de serem degradados biologicamente. Os coagulantes mais utilizados são, basicamente, divididos em três categorias: coagulantes inorgânicos, coagulantes orgânicos e coagulantes compostos. Entre os coagulantes poliméricos inorgânicos, o alumínio clorado polimerizado e o sulfato de ferro polimerizado, que possuem peso molecular baixo, apresentam bons resultados no tratamento da água. Além disso, têm preço acessível, exigem menor quantidade para serem utilizados e são eficientes, por isso são amplamente utilizados. A poliacrilamida é um polímero de alto peso molecular solúvel em água; não se dissolve na maioria dos solventes orgânicos. Possui boa capacidade de floculação e pode reduzir a resistência ao atrito entre líquidos. De acordo com suas propriedades iônicas, pode ser dividida em quatro tipos: não iônico, aniónico, cátionico e amfótero. Princípio de ação 1) Princípio da flocação: Quando o PAM é utilizado para a flocação, seu efeito depende das propriedades superficiais dos materiais a serem floqueados, especialmente do potencial eletrostático, da viscosidade, da turbidez e do pH da suspensão. O potencial eletrostático na superfície das partículas é o fator que impede sua aglomeração. A adição de PAM com carga elétrica oposta permite que o potencial eletrostático seja reduzido, facilitando assim a aglomeração das partículas. 2) Ponte de adsorção: As cadeias moleculares do PAM se fixam nas superfícies de diferentes partículas, formando pontes poliméricas entre elas. Isso faz com que as partículas se agrupem e se depositem. 3) Adsorção na superfície: Vários tipos de adsorção de partículas com grupos polares presentes nas moléculas de PAM. 4) Efeito de reforço: As cadeias moleculares do PAM, por meio de diversos mecanismos mecânicos, físicos e químicos, unem as fases dispersas entre si, formando uma rede que, assim, tem um efeito de reforço. Área de aplicação: 1. Como agente de retenção e reforço no processo de fabricação de papel. 2. Usado em tratamento de água como agente coagulante, agente de floculação e agente de desidratação de lodo. 3. Usado como agente de redução da umidade e agente de extração de petróleo na perfuração de poços. 4. O PAM também é amplamente utilizado em áreas como espessamento, estabilização de colóides, redução da resistência ao escoamento, adesão, formação de filmes e materiais biomédicos.