Remoção de fósforo por meio da adsorção em nano-pó magnético de óxido de ferro revestido com ácido cítrico (NP-Fe3O4@AC) em solução aquosa

Abstract

A remoção e recuperação de fósforo em esgotos domésticos oferece benefícios tanto ambientais quanto econômicos. Quanto aos ganhos ecológicos, o tratamento específico para remoção de P em efluentes evita a eutrofização no corpo receptor. De forma complementar, tecnologias de remoção com potencial recuperação de P é promissora devido ao valor comercial deste recurso não renovável e à sua previsão de escassez. Nesse contexto, a alternativa tecnológica apresentada nesse trabalho é a adsorção de P em nano pó magnético de óxido de ferro revestidas com ácido cítrico (NP-Fe3O4@AC) com vista à sua aplicação em estações de tratamento de esgoto. Para avaliar a eficiência de remoção de P, foram realizados ensaios de adsorção em solução aquosa em escala de bancada com concentração de P de 10mg/L. Inicialmente, foram feitos experimentos para a avaliação da influência do pH na escolha da dosagem das nanopartículas. Como resultado, se determinou o pH ideal de 7, próximo ao pH do esgoto, e dosagem de nanopartículas de 3g/L. Em seguida, foram feitos experimentos cinéticos em que se obteve remoção de 80% de P no tempo de equilíbrio de 240min. Os dados cinéticos tiveram melhor ajuste ao modelo de pseudo-segunda-ordem (K2 = 0,032 mg.g-1 .min-1 , qe cal = 2,67 mg/g, Rw = 0,04, K2qe = 0,09 min-1 e R2 = 0,99601), que indica a prevalência de quimiossorção e que houve uma boa aproximação á condição do equilíbrio. Por fim, diante da avaliação dos desafios da aplicabilidade do nano-pó em escala real, foi proposto um cenário preliminar para a implementação dessa tecnologia no fluxograma da ETE Norte (DF). A posição da etapa de remoção de P por adsorção pelas NP-Fe3O4@AC é entre o tratamento biológico com lodos ativados com remoção de nutrientes e o polimento final. Essa proposta leva em consideração a possibilidade da redução da vida útil das nanopartículas devido a oxidação e a diminuição de interferências na adsorção, seja por outros contaminantes do esgoto bruto seja pelo coagulante adicionado no polimento final.