Trata-se de um conjunto de processos muito utilizado para promover a clarificação de efluentes contendo partículas coloidais e sólidos em suspensão. O princípio do processo consiste na neutralização das cargas elétricas do material em suspensão, por adição de agentes de floculação (por exemplo, sulfato de alumínio). Após a neutralização das cargas superficiais a mistura é deixada em repouso, o que facilita a aglutinação das partículas por adsorção (SILVA, 2002).
Os agentes empregados para os processos de coagulação/floculação são geralmente classificados em dois grandes grupos: Agentes Inorgânicos: como sulfato de alumínio (Al2(SO4)3), sulfato férrico (Fe2(SO4)3), cloreto férrico (FeCl3), clorosulfato férrico,
cloreto de polialumínio (PAC); e Polímeros Orgânicos: derivados de poliacrilamida (ou polietileno), biopolímeros (polímeros produzidos por organismos biológicos) (ZOUBOULIS; CHAI; KATSOYIANNIS, 2004). Entretanto, polímeros orgânicos sintéticos usados podem causar problemas ambientais e de saúde, pois muitos deles além de não serem suficientemente biodegradáveis podem, por degradação, liberar monômeros. Um exemplo é a liberação de acrilamida, que é considerada como um agente neurotóxico e carcinogênico (LOUKIDOU et al., 1992; ZOUBOULIS et al., 2004).
O hidróxido de alumínio (Al(OH)3) é responsável pela formação dos flocos
enquanto que o CO2 contribui para o aumento da acidez no meio (MORAVIA, 2007). O
processo simplificado de produção do floco pelo agente coagulante sulfato de alumínio ocorre conforme a reação mostrada na Equação 3. O coagulante mais utilizado no tratamento de lixiviados é o sulfato de alumínio de forma individual ou combinado aos demais agentes de coagulação/flotação.
(3) Al2(SO4)3.18H2O + 3 Ca(HCO3)2 ↔ 2 Al(OH)3↓ + 3 Ca SO4 + 18 H2O + 6 CO2
O processo de coagulação/floculação (Figura 17) depende de alguns diversos fatores envolvidos na reação e devem ser determinados empiricamente. Os principais fatores relacionados ao processo são: a natureza química e a quantidade do coagulante, pH, temperatura e condições (velocidade e tempo de mistura) de coagulação e floculação.
FIGURA 17- Representação esquemática de um modelo do processo de coagulação e floculação.
Fonte: DEZOTTI et al. 2008.
O aumento da concentração de coagulante leva a maiores eficiências de remoção, este fato pode ser atribuído a re-estabilização das partículas coloidais na presença de excesso de coagulante (RODRIGUES, 2007). Em contrapartida, muito excesso pode implicar na contaminação, além do custo do tratamento.
O pH é um fator fundamental no desempenho do coagulante e nas condições de precipitação de uma solução. Existe uma faixa de pH ótima, normalmente, pH=6 que favorece o processo de floculação, e que dependerá das características do efluente.
A velocidade de mistura interfere principalmente na formação dos flocos, onde para baixas velocidades de mistura (agitação lenta), a formação dos flocos diminui dificultando a decantação, enquanto que, para velocidades de mistura muito altas (agitação violenta), haverá formação dos flocos e depois a quebra dos mesmos em partículas menores, podendo retardar a decantação (RODRIGUES, 2007).
Guo et al. (2010) utilizaram o processo de coagulação/floculação como última etapa no tratamento de lixiviado para a remoção de sólidos em suspensão. Os autores obtiveram uma eficiência de 36% na remoção de DQO em pH= 5 e utilizando 800 mg.L-1 de FeCl3.
coagulantes FeCl3, Al2(SO4)3 e PAX (policloreto de alumínio) em diferentes dosagens e
pH. Esses autores obtiveram uma eficiência de remoção da DQO de 34% usando 4 g L-1 de PAX em pH 6,5, para amostra coletada da nova área do aterro de Gramacho, que iniciou a operação em 2005 (lixiviado novo), e uma eficiência de remoção de 73% de DQO em pH = 5 usando 1,7 g.L-1 de FeCl3, em amostra coletada do aterro que opera desde 1986
(lixiviado velho). Deve-se observar que para uma remoção de DQO de 34% os autores utilizaram uma dosagem muito alta de PAX (4g L-1).
Estudos de coagulação/floculação após o processo de remoção de nitrogênio amoniacal por arraste com ar, utilizado como pré-tratamento de lixiviado, foram realizados por Pi et al. (2009) para remoção de DQO e aumento da biodegradabilidade. Os autores utilizaram os coagulantes PFC (policloreto férrico), FeCl3, PFS (polissulfato férrico) e
Fe2(SO4)3 variando a concentração na faixa de 100 a 1100 mg.L-1 em pH= 9. A melhor
eficiência de remoção da DQO foi alcançada utilizando os coagulantes PFC e FeCl3,
43,6% e 37%, respectivamente, na concentração de 600 mg.L-1. Utilizando esses dois coagulantes em concentrações variadas e com o pH na faixa de 5 a 12, alcançaram um aumento da biodegradabilidade de 0,046 para 0,132 com o uso de 570 mg.L-1 de FeCl3 em
pH igual a 7.
3.3.2.2 Processos empregando membranas
Os processos de separação por membranas são, na realidade, uma variação dos processos convencionais de filtração clássica, nos quais os meios filtrantes (membranas) apresentam poros muito inferiores em comparação aos processos convencionais. Os processos utilizando membranas são conhecidos como: microfiltração, ultrafiltração, nanofiltração e osmose reversa, onde, o que varia é o tamanho da partícula retida em cada um dos processos (SILVA, 2002; METCALF; EDDY, 2003).
Os processos de separação por membranas, para tratamento de chorume, têm sido muito estudados nas últimas décadas. De acordo com Trebouet et al. (2001) a tecnologia de membranas, especialmente Osmose Reversa, tem sido amplamente usada nos países europeus. O emprego de nanofiltração tem ganhado popularidade nos últimos anos,
principalmente pela sua capacidade de remoção de DQO, o que muitas vezes permite que o efluente atinja os limites de descarga impostos pela legislação desses países.
Silva, Dezotti e Sant’anna Jr (2004) realizaram estudos visando a remediação de chorume velho (Aterro Sanitário de Gramacho, RJ), com grande quantidade de compostos orgânicos recalcitrantes e alta toxicidade. Foi observada apreciável remoção de matéria orgânica para o efluente permeado, obtendo-se, em termos de DQO, reduções na faixa de 27 a 52%, com tendência crescente para membranas de menor tamanho de corte. A remoção de cor foi bastante efetiva (80%) para membrana de corte de 5000 g mol-1.
Marttinen et al. (2002) empregaram a combinação de pré-tratamento biológico com nanofiltração e obtiveram remoção de 90% para DQO total e 27-50% para nitrogênio amoniacal. No entanto, a remoção da condutividade foi baixa, uma vez que a maior parte dos íons solúveis no chorume permeou a membrana.
Amokrane, Comel e Veron (1997) relatam que em seus estudos o processo de osmose reversa removeu 95% da DQO e sólidos dissolvidos totais, para um chorume pré- tratado por microfiltração e ultrafiltração.